无线局域网中的无线站及传输方法技术

本发明专利技术涉及一种无线局域网中的无线站，它包括具有接收／发送装置的网络接口至网络接口装置、天线装置、至少第一电源装置或储能装置，所述无线站还支持以可变长度帧发送数据。通过将（长）帧分成若干帧片段来实现帧分段。每个片段作为一个未分段的帧来发送，还提供了一种装置用于控制发送（连续的）帧片段之前／之间的期间长度，以便降低预定时间期间内的能量消耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线局域网LAN，在本申请中还旨在涵盖城域网MAN的概念，其中的无线站包括具有接收/发送装置的网络接口至网络接口装置、天线装置、至少第一电源装置或储能装置，所述站支持以可变长度帧发送数据。本专利技术还涉及在无线局域网中从无线站或接入点进行发送的方法。现有技术无线局域网中的无线站由电池供电。已知各种不同的无线站，其特点是可移动。无线站的实例有膝上型电脑、掌上电脑、各种手持装置，而且还知道其它的无线站，预计不久的将来还会引入其它的类型。一般要求供电用的电池体积小。另一方面，要求空中接口上的输出功率高，以确保可与接入点、基站等或与其它接入点保持良好联系，所述其它接入点例如用于无真正接入点，而以各无线站为临时接入点的工作系统的无线站，参考同一申请人于2001年10月12日在瑞典提交的题为“无线网络和减少网络中信令的方法”，其中的内容通过引用结合于本说明书。这可能会与电池尽可能小的要求相冲突。工作在2.4GHz(千兆赫)频段上的现有WLAN系统，如IEEE 802.11b功耗非常低，因而对现有接口标准如USB、PC卡等的可接受要求非常低。为节省电池电力，已经尽可能地缩短了无线站的活动期，例如为此引入了可以不同方式实现的所谓休眠模式，即如果在给定时间内未检测到活动则进入休眠模式，无线站进入休眠模式后只发送寻呼信号，一直到收到响应为止，等等。热问题可以通过暂停工作、冷却等方法来解决。对于已开发或正在开发的系统，可用功率与所需输出功率相茅盾的相关问题在WLAN、如IEEE 802.11a产品的数据吞吐量增加需要更高功耗的情况中更为明显。在这种系统中，无线站通常包括卡形式的网络接口装置，例如所谓的网卡(NIC)，这种网络接口装置备有储能装置或辅助电源装置(如电荷存储池)，例如在NIC的发送器中内置有电容器组。此外，标准要求可以发送长帧，例如至少1500字节的帧。这种帧很长，发送这种帧需要很多能量。所有这种能量可能无法直接从储能装置，例如无线站的电池提取。因此，可能用到上述的电荷存储池或电容器组。但是，在NIC发送器中设置较大的电荷存储池成本既昂贵又需要很多空间。而且，无线站和NIC之间的网络接口是长帧的长发送时间的限制因素，成为具有有限电池电力的小设备或无线站的一个问题，因为发送所需时间内的能量消耗可能高于从接口向移动主机充电所能获得的能量。问题在于，即使除电池外还使用所谓的电荷存储池也无法提供足够的能量/功率。IEEE 802.11是WLAN标准的一个实例，要求可以发送至少1500个字节的帧(例如2346字节的帧)。IEEE最近在无线LAN(WLAN)标准802.11中增加了一个5GHz高速率物理层(IEEE 802.11a)。此新物理层采用正交频分复用(OFDM)作为调制技术。先前使用的物理层(IEEE 802.11和802.11b)在2.4GHz的频段上以低速率工作，采用跳频(FH)或直接序列扩频(DSSS)调制。OFDM是需要高线性度放大器的调制技术，这意味着它是一种功率效率低的技术。相比之下，FH和DSSS的功率效率高得多。WLANNIC天线的功率输出必须足够高，才能支持合理的覆盖范围。另一方面，WLAN卡的功耗又必须足够低，才不会太快耗尽无线站的电池电量。具体对手持装置而言，无线站的最大峰值电流也是受限的。最大峰值电流还可能因接口，例如至WLAN NIC的卡总线或USB而受限；或者因移动主机、如PC的电流限制而受限。采用6Mbps(兆比特/秒)的物理模式(PHY)(它是IEEE 802.11a的最慢PHY模式)，可能的最长MAC帧需要3.1毫秒的时间来发送，包括前置码。比之于例如HIPERLAN类型2(它是5GHz频段上采用OFDM的一种可比的WLAN标准)的最大连续发送时间，这是相当长的发送时间。IEEE 802.11采用所谓的MPDU(媒体接入控制协议数据单元)帧来通过无线媒体(WM)传输数据。一帧，即MSDU、首部和FCS(帧校验序列)的最大长度为2346个八位位组，如上所述，帧的最长发送时间成为小型无线站的严重问题。实现各种休眠功能无法解决此问题，因为根据标准仍需要发送这些长帧。相反，如果减小发送范围，又会导致其它问题，例如将需要更多的接入点。因此，尚不知道满意的解决方案，可缩减功率要求同时仍然能够满足长帧发送和覆盖范围的要求，或者可解决无线站中输出功率要求与可用电源矛盾的问题。专利技术概述因此，本专利技术的目的在于提供一种如上所述上述的无线站，通过这种无线站可以降低发送功率要求。还需要一种无线站，通过这种无线站可以简易和成本效率合算的方式满足与所需输出功率有关的可用功率或相关要求，而又不需要既昂贵又需要较大空间的储能装置。具体来说，需要一种无线站，可以保持小的体积而仍然满足通信系统、具体如无线LAN的输出功率的有关要求。再者，需要一种无线站，可据以保持较高的发送范围(覆盖范围)，即便在发送单个MPDU所需的能量降低的情况下也是如此。具体来说，需要一种无线站，可据以发送较长的数据帧，以便可以满足说明应该可以发送的数据帧长度的给定的系统要求。在一个具体实施方案中，需要一种无线站，可据以满足例如以太网或IEEE 802.11 WLAN中能够发送至少1500字节的帧的有关要求。再者，需要一种无线站，可据以利用可用功率，以便即使在采用相比之下功率效率低的调制技术如OFDM，同时仍有效使用媒体的情况下，仍可以满足有关输出功率的要求。还需要一种无线站，它可以解决发送较长帧期间功耗高于从接口(即网络接口，如卡总线)向移动主机充电获得的能量的问题。还需要一种无线站，可据以满足功率输出要求，同时还将有关移动终端的最大峰值电流限制纳入考虑，如将手持装置中因网络接口至网络接口的装置、网络接口卡、多用途卡或多媒体卡或扩展卡的原因导致的最大峰值电流限制纳入考虑。还需要据以可满足上述一个或多个目的的无线LAN。再者，还需要一种无线LAN中通过无线媒体传输可变长度的数据帧的方法，通过这种方法可满足上述的一个或多个目的。因此，本专利技术提供了如上所述的无线站，它通过将(长)帧分成多个帧片段(fragment)来实现帧分段。帧的每个片段被作为一个未分段的帧来发送，还提供了一种用于控制发送(连续的)帧片段之前/之间的期间(time period)，以便降低预定时间间隔期间的能量消耗的装置。具体说还提供了第二/辅助电源装置或储能装置。于是可以控制所述期间长度，以允许再对网络接口装置(如NIC)提供的第一和/或第二电源装置或储能装置充电，从而可以控制从所述第一和/或第二电源装置或储能装置获得的功率。在一个非常有利的实施方案中，每个片段包含指示器，用于指示是否还有后续的帧片段。如果没有后续片段，则没有指示或使指示器无效或将其设为零。具体来说，能量消耗被平稳/平均化，或发射峰值功率的期间被缩短。帧分段可参见例如IEEE 802.11。但是，在此标准中将帧分成帧片段(对长帧而言)的原因是为了增加在接收长帧的可靠性低的信道上的成功发送概率。因此，其意图是实现对媒体即空气带宽的有效利用。这与降低功率要求或有效利用功率无关。而且，后一问题无法通过实现IEEE 802.11建议的帧分段来解决，甚至也不会无意中得到解决，因为根据IEEE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线ＬＡＮ中的无线站，包括具有接收／发送装置的网络接口至网络接口装置、天线装置、至少第一电源装置或储能装置，所述无线站还支持以可变长度帧发送数据，其特征在于：通过将（长）帧分成若干帧片段来实现帧分段，每个片段作为一个未分段的帧来 发送；设置了一种装置用于控制发送（连续的）帧片段之前／之间的时间期间长度，以便降低预定时间间隔期间的能量消耗。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J林斯科，S罗默，G赖德内尔，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]