無線網絡中的組播的製作方法
2023-05-29 14:25:26 1
專利名稱：無線網絡中的組播的製作方法
背景技術：
使用廣播或組播地址來向多個客戶機設備分發諸如話音和/或視頻數據流等信息正變得越來越具吸引力。組播遞送可用來避免對運行相似應用程式的多個客戶機設備所使用的發送數據的複製。
在諸如無線區域網(WLAN)等一些無線網絡中存在著特有的問題，這些問題可能會使組播信息的遞送很困難。一個此類問題是由電池供電的無線設備常常實現節能協議，在這些協議中，一些時段裡，設備可使用低功率模式或睡眠模式來減少功耗。在此模式中，要向無線設備遞送的廣播幀或分組常常被例如接入點(AP)或基站等網絡接入站緩衝，並根據節電協議來遞送。節能協議可協調幀或分組的遞送在無線設備處於喚醒模式(例如，不是在睡眠模式)的時段裡發生。
因此，在遞送數據的延遲與由電池供電的設備的節能性能之間常常要折衷。此折衷常可由網絡接入點(AP)在完全不知道應用程式(例如，駐留在無線設備上的需要廣播信息的程序等)的情況下作出。對於組播，可能需要多個由電池供電的無線設備的節能技術的協調才能使個體的設備能夠接收組播。
附圖簡述本發明的方面、特徵和優點可參考附圖從以下對本發明的描述來明確，附圖中相同的標記表示相似的元素，其中
圖1是根據本發明一個實施例的無線網絡的框圖；圖2是詳述根據本發明的各個實施例的用於在無線網絡中遞送和接收信息的方法的流程圖；圖3是適用於執行本發明的一個或多個方法的無線設備的示例性實施例的框圖；以及圖4是適用於執行本發明的一個或多個方法的網絡接入站的示例性實施例的框圖。
發明詳述儘管一些詳細描述可就使用正交頻分復用(OFDM)調製的無線網絡來描述本發明的示例性實施例，但是本發明的實施例並不限於此，例如在適當的場合可使用其它調製和/或編碼方案來實現本發明的實施例。此外，儘管本文中就無線區域網(WLAN)描述了示例性實施例，但是本發明並不限於此，而是可被應用於組播遞送存在相似問題的其它無線網絡。這些網絡具體而言包括，但不限於，無線城域網(WMAN)、無線個人網絡(WPAN)和無線廣域網(WWAN)等。
以下發明實施例可在包括無線電系統的發送器和接收器等各種應用中使用，但是本發明在這一點上並不受限制。本發明範圍裡具體包括的無線電系統包括，但不限於，包括諸如網絡接口卡(NIC)、網絡適配器、基站、接入點(AP)、網關、網橋、集線器等網絡設備和蜂窩無線電話在內的無線設備。此外，本發明範圍內的無線電系統可包括蜂窩無線電話系統、衛星系統、個人通信系統(PCS)、雙向無線電系統、單向尋呼機、雙向尋呼機、個人計算機(PC)、個人數字助理(PDA)、個人計算附件(PCA)、以及在本質上與本發明實施例相關並可適用本發明實施例的原理的所有今後出現的系統。
如本文中所使用的，組播地址指定一個或數個設備，多個用戶站可基本上同時從其獲得信息，即使如以下將進一步說明的，與該地址對應的這一個或數個設備最終並非始發源設備。此外，組播調度是指從與組播地址對應的一個或數個設備遞送信息的調度。據此，本發明的實施例中不要求一個以上的站請求(例如，經由請求)或被選擇接收所發送的信息。換言之，如有必要，可使用組播地址和/或組播調度來對單個設備遞送信息。
轉到圖1，根據本發明一個實施例的無線通信系統100可包括一個或多個用戶站110、112、114、116以及一個或多個網絡接入站120。系統100可以是諸如無線區域網(WLAN)、無線廣域網(WWAN)或蜂窩網絡等任何類型的無線網絡，其中用戶站110-116(也稱為「客戶機」)經由空中接口與網絡接入站120通信。
根據所需的實現，系統100還可按需包括一個或多個其它有線或無線網絡設備，例如附加的基本業務集(BSS)、分發系統(DS)和/或自組織(ad-hoc)網絡組件等。在某些實施例中，系統100可以是自適應OFDM無線區域網，但是本發明的實施例在這一點上並不受限制。OFDM是目前在包括WLAN的電氣與電子工程師協會(IEEE)802.11(a)和(g)標準在內的許多無線應用中使用的調製。
如以上所討論的，諸如客戶機110、112和114等由電池供電的無線設備可使用節能協議，其中在某些時段，客戶機110-114與網絡接入站120協調地在低功率模式操作。在某些WLAN實施例中，一個或多個用戶站(STA)(例如，客戶機110-114)和/或網絡接入點(AP)(例如，120)可適用於提供各種服務質量(QoS)等級，但是本發明的實施例在這一點上並不受限制。可在網絡100中實現QoS站(QSTA)和QoS接入點(QAP)以便於適用各種用戶優先級(UP)來進行信息交換，從而支持具有QoS要求的應用。
在一個示例性實施例中，可為每個媒體訪問控制(MAC)服務數據單元(MSDU)標示8個UP以表示反映QoS等級的話務類別(TC)。在此示例性實施例中，可通過交換往來非AP QSTA的數據流的QoS特性來協商QoS等級。在一個實施例中，這些QoS特性是作為話務規範(TSPEC)的一部分來協商的，但是，本發明的實施例決非僅限於這一實施例。TSPEC描述話務流(TS)的話務特性和QoS要求。TSPEC的主要目的是保留AP(有時稱為混合式協調器)內的資源並修改其調度行為。儘管如下所述在本發明的實施例的某些示例性實現中適用了TSPEC請求和響應，但是本發明並不局限於以任何特定協議或消息格式來通信和在各個用戶站與網絡接入站之間調度。
儘管詳細的QoS配置與此公開內容的範圍不相關，但是網絡100基於所交換的信息(諸如包含在TPSEC中的QoS或優先級標識符等)來強制各種QoS等級的一般能力可給常與組播相關聯的某些媒體類型(例如，流音頻和/或視頻數據)的傳送帶來好處。
轉到圖2，用於在無線網絡中發送和接收組播信息的過程200一般可包括用戶站(STA)發送210遞送信息的請求，以及根據組播調度從接入點(AP)向STA遞送240信息。
在某些示例性情景中，客戶機或站(STA)可能正在運行需要來自網絡的信息的應用程式。例如，僅作為示例，應用程式可能需要從網絡接收流視頻數據。在此示例中，根據一個實施例，應用程式可請求205創建遞送信息的調度。該請求可包括信息源的具體地址，並可任選地包括接收信息所需的某些QoS屬性。
STA隨即可向AP發送210進行處理的請求。在一個示例性WLAN實施例中，STA媒體訪問控制器(MAC)可生成包括例如組播地址和所需的QoS屬性的請求作為傳輸規範(TSPEC)請求的一部分，該請求經由空中接口被發送給AP。
AP可接收請求並調度信息的遞送來滿足請求240。在一個示例性實現中，APMAC可生成TSPEC請求的指示(TSPEC指示)，如果請求中出現組播地址，則該指示可包括該組播地址。AP管理實體可使用來自AP MAC的TSPEC指示來確定215該組播地址是否已存在與其已存儲的調度中。如果該組播地址不存在，則可創建220該組播地址的組播調度。另一方面，如果該組播地址存在，則可更新225相應的調度以在信息的遞送中包括該請求設備。組播調度的創建可涉及確定允許考慮到AP其它調度委託(例如，其它TSPEC和/或信標發送)的情況下使用所請求的QoS屬性的信息遞送的發送調度。
AP隨即可使用例如TSPEC響應或其它類型的響應來向請求站通知230已調度的遞送。在此情形中，接收到響應的STA MAC向應用層確認已調度的信息的遞送，並協調該設備的節能協議以確保STA在喚醒狀態根據AP定義的組播調度來接收組播數據。
一旦組播調度被創建，最終的信息源(例如，向AP發送媒體流的網絡設備)即可被指令在必要時使用組播地址作為目標MAC地址向AP的MAC發送應用程式數據分組。AP的MAC可緩衝所接收的分組直至所調度的時間，並基本按調度將它們遞送240給請求STA。
可選地，過程200還可包括在被請求的應用程式數據分組已被發送或不再需要之後移除組播調度的動作。這些動作可包括當應用程式不再需要信息或已經接收完信息時，組播中所涉及的每個STA發送245調度刪除請求，該請求優選包括組播地址。當AP接收到刪除請求時，AP根據所包括的組播地址參考組播調度，並確定250該請求STA是否是與所標示的組播調度相關聯的最後一個站。如果不是，則可從組播調度中移除或刪除255該請求STA，而AP將該組播調度保留在存儲器中。如果所接收的調度刪除請求與為該組播調度標識的最後一個剩餘的STA相關聯，則AP可刪除260該組播調度。在某些實施例中，如有必要，調度刪除請求可如前述地被組合為TSPEC請求。替換地和/或作為補充，AP管理實體可被配置成在組播完成後的預定時間以後執行組播調度的自動刪除。在其它實施例中，AP可通過監視來自STA的話務或是向STA發送請求確認的分組以確定其是否仍然在場來監控STA的「活躍度」。如果AP確定STA不再在場，則AP可當作STA已請求刪除組播調度一樣地來行動。
轉到圖3，根據本發明的各個實施例的可接收組播信息的示例性無線網絡裝置300一般可包括射頻(RF)接口310以及基帶與媒體訪問控制器(MAC)處理器部分350。
在一個實施例中，RF接口310可以是適用於發送和接收多載波調製信號的任何組件或組件的組合。RF接口可包括接收器312、發送器314和頻率合成器316。如有必要，接口310還可包括偏置控制、晶體振蕩器和/或一根或多根天線318、319。此外，RF接口可替換地或另外地使用外部壓控振蕩器(VCO)、表面聲波濾波器、IF濾波器和/或RF濾波器。各種RF接口的設計及其操作在本領域中是公知的，因而其描述將被省略。
在一些實施例中，接口310可被配置成與無線區域網(WLAN)的電氣與電子工程師協會(IEEE)802.11頻帶標準中的一種或多種兼容，但是也可實現與其它標準的兼容。最優選的是，接口310被配置成與WLAN的IEEE 802.11(a-b)(g)和/或(n)標準兼容和/或後向兼容。
基帶與MAC處理部分350與RF接口310通信以處理接收/發送信號，並可包括(僅作為示例)用於對所接收的信號進行下變頻的模數轉換器352、用於對要發送的信號進行上變頻的數模轉換器354、用於對相應的接收/發送信號進行物理(PHY)層處理的基帶處理器356、以及用於管理從一個或多個內部和/或外部存儲器(未示出)進行的讀寫操作的一個或多個存儲器控制器358。處理部分350還可包括用於進行媒體訪問控制(MAC)/數據鏈路層處理的處理器359。
在本發明的某些實施例中，處理器359和/或其它電路可適用於處理來自外部或內部應用程式360的對網絡媒體的請求，以及如前所述地(例如，圖2的210、235和/或245)執行生成組播TSPEC請求和/或處理TSPEC響應的動作。替換地或作為補充，基帶處理器356可分擔對這些功能的處理，或獨立於處理器359地執行這些處理。如有必要，MAC和PHY處理也可被集成為單個組件。包括單獨的晶體振蕩器(未示出)在內的用於進行自動節能遞送(APSD)的組件和/或已存儲的指令也可任選地作為裝置300的一部分而被包括。
裝置300可被實現為例如由電池供電的或是交流電(AC)的設備和/或由此被實現為網絡適配器。據此，裝置300的前述功能和/或具體配置可按需被包括或省略。
參考圖4示出適用於在無線網絡中遞送組播信息的網絡接入裝置400(例如，圖1的120)。網絡接入裝置400本質上與圖3的裝置300相似，因此使用相應的附圖標記來標示相似的組件。但是，裝置400包括AP管理實體460或與之相接，而不是包括如圖3中所示的用於請求網絡數據流的客戶機應用程式。AP管理實體460可以是任何內部的、外部的或分布式的組件、組件的組合和/或機器可讀指令，它起到管理AP執行任務和/或與各個STA通信的作用，包括使用例如調度器462來調度組播發送等。儘管圖中未示出，但是圖3的裝置300可包括起類似作用的站管理實體(SME)。
裝置300、400的組件和特徵可使用離散電路、專用集成電路(ASIC)、邏輯門和/或單晶片架構的任何組合來實現。此外，裝置400的特徵可適當地使用微控制器、可編程邏輯陣列和/或微處理器或是上述的任何組合來實現。
應當認識到，圖3和4的框圖中所示的示例性裝置300、400僅僅是許多可能的實現的一個功能性描述示例。據此，分開、省略或包括圖3和4中所示的塊的功能並不意味著在本發明的實施例中用於實現這些功能的硬體組件、電路、軟體和/或元件必須被分開、省略或包括。
本發明的實施例可使用單輸入單輸出(SISO)系統來實現。但是，如圖3和4中所示，某些優選實現可使用具有多根天線(例如，圖3的318、319；圖4的418、419)的多輸入多輸出(MIMO)系統。此外，本發明的實施例可使用多載波碼分復用(MC-CDMA)、多載波直接序列碼分復用(MC-DS-CDMA)或與本發明的特徵相容的任何其它現有的或將來出現的調製或復用方案。
除非違背自然規律，否則發明人預想本文中所描述的方法(i)可按任何順序和/或以任何組合來執行；以及(ii)相應實施例的組件能以任何方式來組合。
儘管已描述此新穎發明的示例性實施例，但是許多變更和修改是可能的，並且不會偏離本發明的範圍。據此，本發明的實施例並不受上述特定公開內容的限制，而是應當僅由所附權利要求書及其合法的等效方案的範圍來限定。
權利要求
1.一種在無線網絡中遞送信息的方法，所述方法包括從客戶機接收遞送所述信息的請求；以及根據組播調度向所述客戶機發送所述信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括向所述客戶機發送響應以確認所述請求的調度。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括確定是否有對應於所述請求的所述組播調度存在；以及如果沒有，則創建所述組播調度。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述請求包括組播地址和服務質量(QoS)標識符。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括在已向與所述組播調度相關聯的所有客戶機發送所述信息之後刪除所述組播調度。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，刪除所述組播調度包括從與所述組播調度相關聯的每個客戶機接收刪除所述組播調度的刪除請求。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述無線網絡包括無線區域網(WLAN)，並且所述請求包括傳輸規範(TSPEC)請求。
8.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述響應包括TSPEC響應。
9.一種在無線網絡中接收信息的方法，所述方法包括發送遞送所述信息的請求，所述請求包括組播指定地址；以及將節能協議配置成允許對所述信息進行經調度的遞送。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括接收確認所述請求的響應。
11.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述請求包括組播地址。
12.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述請求包括服務質量(QoS)屬性。
13.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述無線網絡包括無線區域網(WLAN)。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述WLAN使用正交頻分復用(OFDM)。
15.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述請求包括傳輸規範(TSPEC)。
16.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括發送調度刪除請求以刪除組播調度。
17.一種通信裝置，包括處理電路，適用於對所述裝置的節能模式與網絡設備所指定的組播調度進行協調。
18.如權利要求17所述的通信裝置，其特徵在於，還包括耦合到所述處理電路的射頻(RF)接口。
19.如權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述處理部分包括被配置成請求從所述網絡設備遞送信息的媒體訪問控制器(MAC)。
20.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述MAC還被配置成指示所請求的從所述網絡設備向應用程式的遞送的確認。
21.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述MAC還被配置成發送請求從所述組播調度移除所述裝置的刪除請求消息。
22.如權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括無線用戶站(STA)。
23.如權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括網絡適配器。
24.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，還包括被耦合到所述RF接口的至少兩根天線。
25.一種通信裝置，包括處理電路，可適用於根據多個客戶機設備的節能模式來確定無線組播調度。
26.如權利要求25所述的裝置，其特徵在於，還包括與所述處理電路耦合的RF接口，它被配置成根據由所述處理電路確定的所述調度來發送所述無線組播。
27.如權利要求25所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括無線區域網(WLAN)接入點。
28.如權利要求25所述的裝置，其特徵在於，所述無線組播的調度是基於從一個或多個網絡設備接收的具有組播地址的一個或多個請求。
29.如權利要求25所述的裝置，其特徵在於，所述處理電路可適用於向一個或多個請求網絡設備發送所述調度以作為傳輸規範(TSPEC)響應。
30.如權利要求25所述的裝置，其特徵在於，所述處理電路還可適用於為所述無線組播緩衝應用程式數據分組直至所述調度上所指示的時間。
31.如權利要求26所述的裝置，其特徵在於，還包括被耦合到所述RF接口的用於實現多輸入多輸出(MIMO)通信的至少兩根天線。
32.一種通信系統，包括射頻(RF)收發器；被電耦合到所述RF收發器的至少兩根天線；以及與所述RF收發器電耦合的數據處理電路，其中所述數據處理電路被配置成能根據多個客戶機設備的節能模式來確定無線組播調度。
33.如權利要求32所述的通信系統，其特徵在於，所述數據處理電路被配置成能基於從所述多個客戶機設備接收的請求來生成組播調度。
34.如權利要求33所述的通信系統，其特徵在於，所述請求包括含組播地址和服務質量(QoS)指示符的傳輸規範(TSPEC)。
35.如權利要求32所述的通信系統，其特徵在於，所述通信系統包括無線區域網(WLAN)接入點(AP)。
全文摘要
根據各個方面，在無線網絡中進行組播的方法可包括一個或多個客戶機設備發送向網絡接入站遞送應用程式數據分組的請求。該請求可包括組播地址和QoS屬性。網絡接入站可創建對組播遞送與客戶機設備的節能協議進行協調、以使客戶機設備在組播發生時處於喚醒狀態的組播調度。當應用程式數據分組已被接收或不再需要時，客戶機設備還可通過向接入站發送調度刪除請求來發起組播調度的刪除。當從與組播調度相關聯的最後一個客戶機設備接收到刪除請求時可移除該調度。還公開了其它實施例和實現。
文檔編號H04L12/12GK1926804SQ200580006715
公開日2007年3月7日 申請日期2005年3月25日 優先權日2004年3月29日
發明者A·史蒂芬斯 申請人:英特爾公司