DE60314214T2

DE60314214T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten

Info

Publication number: DE60314214T2
Application number: DE2003614214
Authority: DE
Inventors: Kyung-hun Paldal-gu Suwon-city Jang; Hyo-sun Paldal-gu Suwon-city Hwang; Jong-ae Guseong-myeon Yongin-city Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: CN1251443C; EP1411688A2; EP1411688A3; EP1411688B1; JP2004166247A; US20040071128A1; KR100935933B1; DE60314214D1; CN1490976A; KR20040033664A; JP3796239B2; US7542438B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reduzierung von Paketverlust bei Multicastdatenübertragung in einer drahtlosen Kommunikationsumgebung und insbesondere ein zuverlässiges Verfahren zur Multicastdatenübertragung durch Gruppierung von drahtlosen Endgeräten in einer drahtlosen Kommunikationsumgebung und Durchführung von Übertragungswiederholung von Multicastdaten für eine spezielle Gruppe von drahtlosen Endgeräten, die Übertragungswiederholung von Multicastdaten benötigen, wodurch zuverlässige Multicastdatenübertragung erreicht wird und die Effizienz eines Netzwerks erhöht wird.
Zur Ermöglichung einer Datenübertragung über das Internet wurden Unicast-, Broadcast-, Multicast- und Anycastübertragungen zur Verfügung gestellt.
1 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Unicast-, Broadcast- und Multicastübertragungen.
Unicastübertragung ist ein Eins-zu-Eins-Typ der Datenübertragung, der einem Sender ermöglicht, Daten zu einem Empfänger zu übertragen. Folglich werden, wenn der Sender Daten an zahlreiche Empfänger übertragen möchte, die Mittel des Senders überlastet und es zeigt sich ineffiziente Netzwerkbandbreitennutzung. Darüber hinaus ist Unicastübertragung nicht verfügbar, wenn an zahlreiche Empfänger zu übertragende Daten umfangreich sind, wie Multimediadaten.
Broadcastübertragung ist ein Eins-zu-Vielen-Typ der Datenübertragung, der einem Sender erlaubt, Daten zu allen mit einem Netzwerk verbundenen Empfängern zu übertragen. Sobald der Sender Daten zu einem Empfänger überträgt, erhält der Rest der Empfänger Vervielfältigungen der Daten. Folglich kann die Broadcastübertragung die Effizienz des Netzwerks verbessern und Netzwerkverstopfung reduzieren. Es wird jedoch unnötiger Verkehr erzeugt, weil Daten selbst zu einem Empfänger übertragen werden, der die Daten nicht empfangen möchte.
Unlängst wurde Anycastübertragung eingeführt, bei der Daten zum am besten geeigneten Server mit einer Anycastadresse übertragen werden. Die Anycastadresse wird verwendet, um jede Gruppe von Servern zu definieren, die einem Benutzer den selben Dienst bereitstellen. Der Benutzer, der Daten benötigt, wählt aus einer Gruppe von Servern mit der gleichen Anycastadresse den am besten geeigneten Server aus, der in der Lage ist, die beste Dienstleistung bereitzustellen, und erhält die Daten.
Bei der Multicastübertragung sendet der Sender Daten nur an eine Multicastgruppe, die Empfänger beinhaltet, die Daten empfangen möchten. Da die Multicastübertragung einen Eins-zu-Vielen-Typ der Datenübertragung und einen Viele-zu-Vielen-Typ der Datenübertragung unterstützt, eliminiert sie die Nachteile der Unicastübertragung und der Broadcastübertragung. Der Sender kann die Effizienz des Netzwerks verbessern und Netzwerkverstopfung reduzieren, weil der Sender nur ein einziges Datenpaket übertragen muss. Ebenso kann der Empfänger die Entstehlung von unnötigem Verkehr verhindern, weil der Empfänger Vervielfältigungen des Datenpakets nur an die Multicastgruppe bereitstellen muss.
Multicastübertragung ist das effizienteste Verfahren zum effektiven Übertragen von Daten über Internetbroadcast, Abrufvideo (VOD, Videoon-Demand) oder eine Internetvideokonferenz.
Insbesondere zeigt Multicastübertragung eine effizientere Leistung in einer drahtlosen Kommunikationsumgebung mit begrenzten Netzwerkmitteln wie Bandbreite und Leistung. Wenn jedoch eine Multicasttechnik zur Verwendung mit einem festen Netzwerk, wie einem Kabelnetzwerk in einer drahtlosen Kommunikationsumgebung verwendet wird, muss ein separater Multicastbaum für jedes Netzwerkmittel konstruiert werden, was den Steuerungsverkehr erhöht und häufigen Paketverlust bewirkt.
Dementsprechend ist für ein effizientes Kommunikationssystem ein Verfahren notwendig, das die Vorteile einer Multicastübertragung erhält und für eine drahtlose Kommunikationsumgebung geeignet ist.
Übertragungswiederholung ist ein Schlüsselmechanismus für zuverlässige Datenübertragung zur Behebung von Paketverlust. Unter Verwendung von Bestätigungs(ACK)-Frameübertragung kann der Sender bestimmen, ob der Empfänger Daten akkurat empfängt und, wenn nötig, die Daten basierend auf dem bestimmten Ergebnis erneut übertragen.
Wenn jedoch der Sender Bestätigungs(ACK)-Meldungen von zahlreichen Empfängern empfängt, ist eine Verzögerung beim Empfang der ACK-Meldungen von allen Empfängern länger als die notwendige Dauer zur Datenübertragung, was eine effiziente Nutzung von Netzwerkmitteln zerstört. Bei einem Ansatz, ein solches Problem zu lösen, wird negative Bestätigungs(NACK)-Frameübertragung, anstelle von ACK-Frameübertragung zur Übertragungswiederholung verwendet. Ein solcher Ansatz war jedoch nicht geeignet für eine drahtlose Kommunikationsumgebung mit einer hohen Paketfehlerwahrscheinlichkeit.
Anstelle einer automatischen Wiederholungsanfrage (ARQ) unter Verwendung von ACK- oder NACK-Frameübertragung können Daten übertragen werden, nachdem sie repliziert wurden. Da der Sender nicht auf zusätzliche Informationen vom Empfänger warten muss, ist es möglich, ungeachtet der Anzahl an Empfängern eine konstante Effizienz eines Kanals zu erhalten und die Paketverlustwahrscheinlichkeit aufgrund wiederholter Übertragung zu reduzieren.
Da jedoch in der drahtlosen Kommunikationsumgebung ein Status mit der Zeit dynamisch verändert wird, kann eine feste Übertragungswiederholung bei der Behebung von Paketverlust nicht helfen. Mit anderen Worten, da die Position und der Status eines Kanals für jeden Empfänger sich von einem anderen unterscheidet, kann der Empfänger mit einem stärkeren Kanal alle Datenpakete vom Sender jederzeit empfangen, und andererseits hat der Empfänger mit einem schwächeren Kanal jederzeit die hohe Paketverlustwahrscheinlichkeit.
Deshalb müssen zum Erreichen einer effizienten Datenübertragung in der drahtlosen Kommunikationsumgebung die folgenden Aspekte berücksichtigt werden. Erstens, Übertragungswiederholung muss unter Berücksichtigung des Status des Kanals für jeden Empfänger durchgeführt werden. Zweitens, Übertragungswiederholung darf nicht bei einem Endgerät durchgeführt werden, dessen Kanal dem des Endgeräts mit dem schlechtesten Datenempfangsstatus von einem Zugriffspunkt (AP) unterlegen ist. Dies deshalb, weil eine solche Übertragungswiederholung die Zuverlässigkeit einer Datenübertragung verbessern kann, aber zu einer ineffizienten Nutzung der Netzwerkmittel führen kann. Drittens muss Übertragungswiederholung zuverlässige Multicastdatenübertragung und effiziente Nutzung von Netzwerkmitteln ermöglichen.
Ein Multicastprotokoll ist als "Reliable Multicast Transport Protocol" von Paul, Sanjoy et al. in Communications, Band 15, Nummer 3, April 1977, Seiten 407 bis 420 beschrieben. Insbesondere ist eine hierarchische Multicastanwendung vorgesehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Die vorliegende Erfindung stellt einen zuverlässigeren Mechanismus zur Übertragungswiederholung durch Gruppierung von drahtlosen Endgeräten und Durchführung einer Datenübertragungswiederholung für eine spezielle Gruppe von drahtlosen Endgeräten zur Verfügung, wodurch Paketverlust bei Multicastdatenübertragung in einer drahtlosen Kommunikationsumgebung behoben wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 6 zur Verfügung gestellt.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 8 zur Verfügung gestellt.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Struktur eines Multicastpakettrainheaders zur Verfügung gestellt, der bei der Multicastdatenübertragung verwendet wird, wobei die Struktur des Multicastpakettrainheaders Multicasttrain-ID-Information, die zum Identifizieren eines Multicastpakettrains verwendet wird, Information über die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte, wobei die drahtlosen Endgeräte mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden sind und die Multicastpakete empfangen, Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe, die die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe angibt, wobei das Multicastpaket übertragen wird, nachdem der Multicastpakettrainheader multicastübertragen ist, und Vorwärtsfehlerkorrekturinformation, die zum Korrigieren eines Fehlers des Multicastpakettrainheaders verwendet wird, beinhaltet.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computerlesbares Medium zur Verfügung gestellt, das ein Computer programm für das Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten darauf verkörpert aufweist.
Die obigen und weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus einer ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 ein Schaubild zur Beschreibung von Unicast-, Broadcast- und Multicastübertragungen ist;
2 ein Schaubild ist, das ein allgemeines Netzwerk mit einem Zugriffspunkt (AP) und drahtlosen Endgeräten zeigt;
3 ein Flussbild zur Erläuterung eines zuverlässigen Verfahrens zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten, das von gruppierten drahtlosen Endgeräten ausgeführt wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Flussbild zur Erläuterung einer Verfahrensweise zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten vom AP gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Flussbild zur Erläuterung einer Verfahrensweise zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten von einem drahtlosen Endgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Schaubild ist, das drahtlose Endgeräte zeigt, die basierend auf Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gruppiert sind;
7 ein Schaubild ist, das eine Verfahrensweise zum Auswählen eines Repeaters zur erneuten Übertragung von Multicastpaketen aus jeder Gruppe und Anordnen der Reihenfolge, in der Repeater die Multicastdatenpakete übertragen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt;
8 ein Schaubilo ist, das eine Struktur eines Multicastpakettrainheaders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ein Schaubild ist, das Übertragungswiederholung von Multicastdatenpaketen vom AP und den drahtlosen Endgeräten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt; und
10 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind.
2 ist ein Schaubild, das ein allgemeines Netzwerk mit einem Zugriffspunkt (AP) 210 und drahtlosen Endgeräten zeigt.
Die drahtlosen Endgeräte können nahe dem AP 210 auf die gleiche Weise gelegen sein, wie ein drahtloses Endgerät "1" 220, oder weit entfernt vom AP 210, in der gleichen Weise wie ein drahtloses Endgerät "10" 230.
Der AP 210 gruppiert die drahtlosen Endgeräte basierend auf den Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP 210 und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, vor einer Multicastdatenübertragung, wählt einen Repeater, der empfangene Multicastdaten erneut überträgt, aus jeder Gruppe und bestimmt die Reihenfolge, in der die ausgewählten Repeater die empfangenen Multicastdaten erneut übertragen. Der AP 210 und jeder ausgewählte Repeater übertragen empfangene Multicastdaten erneut in der von der AP 210 bestimmten Reihenfolge. Eine solche Verfahrensweise wird mit Bezug zu 3 beschrieben, und eine Struktur eines Multicastpakettrainheaders, der verwendet wird, wenn der AP 210 und jeder ausgewählte Repeater die Multicastdaten erneut übertragen, wird mit Bezug zu 8 beschrieben.
3 ist ein Flussbild zur Erläuterung eines zuverlässigen Verfahrens zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten, das von gruppierten drahtlosen Endgeräten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
In Schritt 310 gruppiert ein Zugriffspunkt (AP) drahtlose Endgeräte basierend auf den Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden. Mit anderen Worten, ein drahtloses Endgerät in einem Netzwerk wird durch in der Nähe liegende drahtlose Endgeräte gruppiert. Wenn die Amplituden von Signalen, die von einer Gruppe von drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, kleiner sind als die von Signalen, die von anderen Gruppen von drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, weil die Gruppe ein drahtloses Endgerät mit einem schwächeren Kanal beinhaltet, wird das drahtlose Endgerät mit dem schwächeren Kanal zu einer der anderen Gruppen von drahtlosen Endgeräten gruppiert.
Da die in der selben Gruppe enthaltenen drahtlosen Endgeräte nebeneinander gelegen sind, ist die Paketverlustwahrscheinlichkeit bei einer Kommunikation zwischen ihnen geringer als bei einer Kommunikation mit drahtlosen Endgeräten, die in anderen Gruppen enthalten sind.
In Schritt 320 wählt der AP einen Repeater, der empfangene Multicastpakete erneut übertragen soll, aus jeder Gruppe von drahtlosen Endgeräten und bestimmt die Reihenfolge, in der die Repeater die empfangenen Multicastpakete erneut übertragen. Da ein drahtloses Endgerät mit dem besten Kanal als Repeater aus jeder Gruppe gewählt wird, ist die Paketverlustwahrscheinlichkeit des Repeaters bei drahtlo sen Endgeräten in der selben Gruppe am geringsten. Der AP ordnet die Reihenfolge, in der die Repeater das empfangene Multicastpaket erneut übertragen, so dass Kollisionen von Multicastpaketen bei der Übertragungswiederholung der Repeater vermieden werden. Da der AP das Multicastpaket zuerst überträgt, ist eine Gruppe, die den AP enthält, eine Gruppe 1.
In Schritt 330 bildet der AP vor einer Multicastdatenübertragung einen Multicastpakettrainheader (MTU). Der Multicastpakettrainheader (MTU) beinhaltet Multicasttrain-ID-Information, Information über die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte, Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe und Vorwärtsfehlerkorrektur(FEC)-Information. Die Multicasttrain-ID-Information wird zum Identifizieren eines Multicastpakettrains verwendet. Die Information über die Anzahl an Gruppen von drahtlosen Endgeräten gibt die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte an, die die Multicastpakete empfangen sollen und mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden sind. Die Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe gibt die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe an, die übertragen werden, nachdem der Multicastpakettrainheader (MTU) multicastübertragen ist.
In Schritt 340 führt der Repeater in jeder Gruppe Multicastübertragung der empfangenen Multicastpakete in der in Schritt 320 angeordneten Reihenfolge durch, nachdem der AP den Multicastpakettrainheader (MTU) und die Multicastpakete multicastübertragen hat. Dann verwirft das drahtlose Endgerät, das die Multicastpakete schon ohne Fehler empfangen hat, die vom Repeater erneut übertragenen Multicastpakete. Hingegen empfängt das drahtlose Endgerät, das die Multicastpakete nicht akkurat empfangen hat, die vom Repeater erneut übertragenen Multicastpakete.
4 ist ein Flussbild zur Erläuterung einer Verfahrensweise zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten vom AP gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt 410 gruppiert der AP die drahtlosen Endgeräte basierend auf den Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben sind. Eine solche Gruppierung wurde schon mit Bezug zu 3 beschrieben.
In Schritt 420 wählt der AP einen Repeater, der die Multicastpakete übertragen soll, aus jeder Gruppe. Ein drahtloses Endgerät mit dem besten Kanal wird als Repeater aus jeder Gruppe gewählt. Da der AP einen Status eines Kanals eines drahtlosen Endgeräts basierend auf der Amplitude des vom drahtlosen Endgerät ausgegebenen Signals bestimmen kann, wählt der AP das drahtlose Endgerät, das das Signal mit der größten Amplitude ausgibt, als den Repeater.
In Schritt 430 ordnet der AP die Reihenfolge an, in der ausgewählte Repeater das Multicastpaket erneut übertragen. Da ein drahtloses Endgerät mit dem besten Kanal als Repeater aus jeder Gruppe gewählt ist, ist die Paketfehlerwahrscheinlichkeit bei anderen drahtlosen Endgeräten in der selben Gruppe am geringsten. Die Reihenfolge, in der die Repeater die Multicastpakete erneut übertragen, kann beliebig angeordnet werden.
In Schritt 440 bildet der AP den Multicastpakettrainheader (MTU). Wie oben beschreiben, beinhaltet der Multicastpakettrainheader (MTU) Multicasttrain-ID-Information, Information über die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte, Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe und Vorwärtsfehlerkorrektur(FEC)-Information.
In Schritt 450 überträgt der AP die Multicastpakete erneut, nachdem der Multicastpakettrainheader (MTU) multicastübertragen ist.
5 ist ein Flussbild zur Erläuterung einer Verfahrensweise zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten von gruppierten drahtlosen Endgeräten gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die drahtlosen Endgeräte werden vom AP gruppiert. Ein vom AP als Repeater ausgewähltes drahtloses Endgerät aus einer Gruppe überträgt die Multicastpakete erneut und andere drahtlose Endgeräte in der selben Gruppe empfangen die vom Repeater erneut übertragenen Multicastpakete.
In Schritt 510 empfängt das drahtlose Endgerät in einem System, das Multicastpakete unter Verwendung eines drahtlosen Endgeräts und des AP erneut überträgt, Information über eine Gruppe, die es selbst enthält, vom AP. In Schritt 520 bestimmt das drahtlose Endgerät, ob es als Repeater ausgewählt ist.
Wenn das drahtlose Endgerät als Repeater ausgewählt ist, der Multicatpakete erneut übertragen soll, empfängt in Schritt 530 das drahtlose Endgerät Information über die Reihenfolge, in der die Repeater das Multicastpaket erneut übertragen, vom AP.
Wenn das drahtlose Endgerät nicht als Repeater ausgewählt ist, empfängt in Schritt 540 das drahtlose Endgerät vom Repeater erneut übertragene Multicastpakete und verwirft diese, wenn es die Multicastpakete schon ohne Paketfehler empfangen hat.
In Schritt 550 empfängt das drahtlose Endgerät einen Übertragungswiederholungsbefehl vom AP und der Repeater, der den Übertragungswie derholungsbefehl empfängt, überträgt die Multicastpakete erneut an andere drahtlose Endgeräte in der selben Gruppe.
6 ist ein Schaubild, das drahtlose Endgeräte zeigt, die basierend auf Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben sind, gruppiert sind.
Wie in 6 gezeigt ist, sind ein drahtloses Endgerät "1" 611 bis zu einem drahtlosen Endgerät "5" in eine Gruppe 1 gruppiert, die einen Zugriffsknoten (AP) 610 in ihrer Mitte aufweist. Ein drahtloses Endgerät "3" 620 und ein drahtloses Endgerät "6" 621 bis zu einem drahtlosen Endgerät "10" 622 sind als Gruppe 2 gruppiert. Auf die gleiche Weise sind ein drahtloses Endgerät "4" 630 und ein drahtloses Endgerät "11" 631 bis zu einem drahtloses Endgerät "13" 632 als Gruppe 3 gruppiert.
Da die in der selben Gruppe enthaltenen drahtlosen Endgeräte neben einander gelegen sind, ist die Paketverlustwahrscheinlichkeit bei einer Kommunikation zwischen diesen geringer als bei einer Kommunikation mit drahtlosen Endgeräten, die in anderen Gruppen enthalten sind.
7 ist ein Schaubild, das eine Verfahrensweise zum Auswählen eines Repeaters zur erneuten Übertragung von Multicastpaketen aus jeder Gruppe und Anordnen der Reihenfolge, in der Repeater die Multicastdatenpakete übertragen, beschreibt.
Da ein drahtloses Endgerät mit dem besten Kanal als Repeater ausgewählt ist, ist die Paketverlustwahrscheinlichkeit des Repeaters unter den drahtlosen Endgeräten in der selben Gruppe am geringsten. Die Reihenfolge, in der die Repeater die Multicastpakete erneut übertragen, ist vom AP so angeordnet, dass Kollisionen von Multicastpaketen bei der Übertragungswiederholung der Repeater vermieden werden.
Wie in 7 gezeigt ist, dient ein Zugriffspunkt (AP) 710 als Repeater einer Gruppe 1, ein drahtloses Endgerät "3" 720 dient als Repeater für eine Gruppe 2 und ein drahtloses Endgerät "4" 730 dient als Repeater für eine Gruppe 3. Die Reihenfolge der Repeater entspricht der Reihenfolge der Übertragungswiederholung des Multicastpakets.
8 ist ein Schaubild, das eine Struktur des Multicastpakettrainheaders (MTU) zeigt.
Ein Multicastpakettrainheader (MTU) 800 beinhaltet Multicasttrain-ID-Information 810, Information über die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte 820, Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe 830 und Vorwärtsfehlerkorrektur(FEC)-Information 840.
Die Multicasttrain-ID-Information 810 wird zum Identifizieren eines Multicastpakettrains, der eine Mehrzahl von erneut zu übertragenden Multicastpaketen enthält, verwendet.
Die Information über die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte 820 gibt die Anzahl an Gruppen drahtloser Endgeräte an, die Multicastpakete empfangen sollen und mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden sind.
Die Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe 830 gibt die Anzahl an Multicastpaketen an, die zu übertragen sind, nachdem der Multicastpakettrainheader (MTU) multicastübertragen ist, das heißt, sie ist gleich der Anzahl an Multicastpaketen, die vom Repeater jeder Gruppe zu übertragen sind.
Die FEC 840 wird zum Korrigieren eines Übertragungsfehlers verwendet.
9 ist ein Schaubild zum Beschreiben der Übertragungswiederholung des Multicastpaketes vom AP und den drahtlosen Endgeräten.
Vor der Übertragungswiederholung des Multicastpakets überträgt der AP den Multicastpakettrainheader (MTU) zu allen drahtlosen Endgeräten. Dann überträgt der als Repeater der Gruppe 1 gewählte AP das empfangene Multicastpaket erneut zu allen drahtlosen Endgeräten. Zu diesem Zeitpunkt können das drahtlose Endgerät "1" bis zum drahtlosen Endgerät "5", die in Gruppe 1 enthalten sind, die erneut übertragenen Multicastpakete ohne Paketverlust empfangen, aber die in anderen Gruppen enthaltenen drahtlosen Endgeräte können Paketverlust erfahren.
Folglich führt ein als Repeater für Gruppe 2 gewähltes drahtloses Endgerät "3" Multicasting des empfangenen Multicastpakets durch. Da zu diesem Zeitpunkt die in Gruppe 1 enthaltenen drahtlosen Endgeräte schon die vom Repeater der Gruppe erneut übertragenen Multicastpakete empfangen haben, verwerfen sie die vom drahtlosen Endgerät "3", d. h. dem Repeater der Gruppe 2, erneut übertragenen Multicastpakete. Da die drahtlosen Endgeräte "6" bis "10" das Multicastpaket aufgrund eines Paketfehlers nicht akkurat empfangen haben könnten, empfangen sie die vom drahtlosen Endgerät "3", d. h. dem Repeater der Gruppe 2, erneut übertragenen Multicastpakete.
Da in diesem Fall die drahtlosen Endgeräte "11" bis "13", die in Gruppe 3 enthalten sind, das Multicastpaket aufgrund eines Paketfehlers nicht akkurat empfangen haben könnten, überträgt das als Repeater der Gruppe 3 gewählte drahtlose Endgerät "4" das Multicastpaket an alle drahtlosen Endgeräte erneut. Auf diese Weise übertragen die Repeater aller Gruppen das Multicastpaket erneut, was ermöglicht, dass alle drahtlosen Endgeräte das Multicastpaket erfolgreich empfangen.
10 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten ist im AP enthalten und beinhaltet eine Gruppierungseinheit 1010, eine Einheit 1020 zur Repeaterauswahl und Übertragungswiederholungsreihenfolgeanordnung, eine Erzeugungseinheit 1030 für Multicastpakettrainheader, eine Übertragungseinheit 1040 für Multicastpakettrainheader und eine Übertragungswiederholungseinheit 1050.
Die Gruppierungseinheit 1010 gruppiert drahtlose Endgeräte basierend auf den Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben sind. Eine solche Gruppierung wurde mit Bezug zu 3 beschrieben. Mit anderen Worten, ein drahtloses Endgerät in einem Netzwerk wird mit in der Nähe liegenden drahtlosen Endgeräten gruppiert. Wenn die Amplituden von Signalen, die von einer Gruppe von drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, kleiner sind als die von Signalen, die von anderen Gruppen von drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, weil die Gruppe ein drahtloses Endgerät mit einem schwächeren Kanal enthält, wird das drahtlose Endgerät mit dem schwächeren Kanal in eine der anderen Gruppen von drahtlosen Endgeräten gruppiert.
Die Einheit 1020 zur Repeaterauswahl und Übertragungswiederholungsreihenfolgeanordnung wählt den Repeater, der das Multicastpaket erneut übertragen soll, aus jeder Gruppe und ordnet die Reihenfolge an, in der die Repeater das Multicastpaket erneut übertragen. Ein drahtloses Endgerät mit dem besten Kanal wird als Repeater ausgewählt. Da der AP einen Status eines Kanals eines drahtlosen Endgeräts basierend auf der Amplitude des Signals, das vom drahtlosen Endgerät ausgegeben wird, bestimmen kann, wählt der AP das drahtlose Endgerät, das ein Signal mit der größten Amplitude ausgibt, als Repeater. Die Reihenfolge, in der die Repeater das Multicastpaket erneut übertragen, kann beliebig angeordnet werden.
Die Erzeugungseinheit 1030 für Multicastpakettrainheader erzeugt einen Multicastpakettrainheader (MTU), bevor das Multicastpaket übertragen wird.
Die Übertragungseinheit 1040 für Multicastpakettrainheader überträgt den erzeugten Multicastpakettrainheader (MTU) an alle drahtlosen Endgeräte.
Danach überträgt die Übertragungswiederholungseinheit 1050 das Multicastpaket in der von der Einheit 1020 zur Repeaterauswahl und Übertragungswiederholungsreihenfolgeanordnung angeordneten Reihenfolge erneut.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können als Programm vorgesehen sein, das in einem Computer eingebettet sein kann oder in einem computerlesbaren Medium, das in digitalen Allzweckcomputern verwendet werden kann.
Das computerlesbare Medium beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein, Magnetspeichermedien (z. B. ROM, Floppy Disk, Festplatten usw.), optisch lesbare Medien (z. B. CD-ROM, DVD usw.) und Trägerwellen (z. B. Übertragung durch das Internet).
Gemäß der vorliegenden Erfindung überträgt ein Repeater jeder Gruppe ein Multicastpaket, wenn Multicastdaten durch einen drahtlosen Kanal übertragen werden, so dass zuverlässige Multicastdatenübertragung erreicht werden kann. Ein Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, im Vergleich zu einer automatischen Wiederholungsanfrage (ARQ) unter Verwendung von Bestätigungs(ACK)-Frames oder negativen Bestätigungs(NACK)-Frames, einen Kanal effektiv und kann in einem drahtlosen Netzwerk ungeachtet der Anzahl an drahtlosen Endgeräten verwendet werden. Außerdem kann das Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten zuverlässigere Übertragungswiederholung von Multicastdaten zur Verfügung stellen, als wenn ein Protokoll verwendet wird, das durch einen Zugriffspunkt (AP) N-Mal wiederholt übertragen wird.
Da außerdem die AP-Gruppen der drahtlosen Endgeräte basierend auf den Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und dem AP und den Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben sind, gruppiert werden, kann ein Status eines Kanals in die Übertragungswiederholung von Multicastdaten reflektiert werden.

Claims

Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten, wobei eine Quelle Multicastübertragungen über Zugriffspunkte (610, 710) zu drahtlosen Endgeräten (611,..., 632, 711,..., 732) überträgt und die drahtlosen Endgeräte in der Lage sind, direkt mit einem anderen drahtlosen Endgerät zu kommunizieren, umfassend die Schritte im Zugriffspunkt: Gruppierung von drahtlosen Endgeräten (611,..., 632, 711,..., 732), die vom Zugriffspunkt bedient werden, in Gruppen basierend auf Abständen zwischen dem Zugriffspunkt (610, 710) und den drahtlosen Endgeräten und Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden; Auswählen eines Repeaters (620, 630, 720, 730) zur erneuten Übertragung von Multicastpaketen aus jeder Gruppe; Senden von Information an die drahtlosen Endgeräte, die Information zu der Gruppe enthält, zu der die drahtlosen Endgeräte gehören, und das drahtlose Endgerät, das in jeder Gruppe als Repeater ausgewählt ist; gekennzeichnet durch Anordnen der Reihenfolge, in der die Repeater (620, 630, 720, 730) die empfangenen Multicastpakete erneut übertragen; und Übertragen eines Übertragungswiederholungsbefehls an die Repeater (620, 630, 720, 730), der Information zur Reihenfolge umfasst, in der die Repeater die Multicastpakete erneut übertragen basierend auf den Repeatern, die Multicastpakete erneut übertragen.
Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 1, wobei: der Schritt zum Auswählen eines Repeaters ein Auswählen eines drahtlosen Endgeräts, das ein Signal mit der größten Amplitude ausgibt, als Repeater durch Bestimmen eines Zustands eines Kanals des drahtlosen Endgeräts ausgehend von der Amplitude des Signals, das vom drahtlosen Endgerät ausgegeben ist, beinhaltet.
Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erzeugen eines Multicastpakettrainheaders (800) mit Charakteristiken jedes der Multicastpakete; Multicastübertragen des erzeugten Multicastpakettrainheaders (800), bevor die Multicastpakete in der angeordneten Reihenfolge erneut übertragen werden.
Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 3, wobei Schritt (b) ferner den Schritt umfasst: Auswählen eines drahtlosen Endgeräts, das ein Signal mit der größten Amplitude ausgibt, als den Repeater aus jeder Gruppe durch Bestimmen eines Zustands eines Kanals des drahtlosen Endgeräts basierend auf der Amplitude des Signals, das vom drahtlosen Endgerät ausgegeben ist.
Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Multicastpakettrainheader umfasst: Multicasttrain-ID-Information, die zum Identifizieren eines Multicastpakettrains verwendet wird; Information über die Anzahl von Gruppen drahtloser Endgeräte, wobei die drahtlosen Endgeräte mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden sind und die Multicastpakete empfangen; Information über die Anzahl an Multicastpaketen in jeder Gruppe, wobei das Multicastpaket übertragen wird, nachdem der Multicastpakettrainheader multicastübertragen ist; und Vorwärtsfehlerkorrekturinformation, die zum Korrigieren eines Fehlers des Multicastpakettrainheaders verwendet wird.
Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten, wobei eine Quelle Multicastübertragungen über Zugriffspunkte (610, 710) zu drahtlosen Endgeräten (611,..., 632, 711,..., 732) überträgt und die drahtlosen Endgeräte in der Lage sind, direkt mit einem anderen drahtlosen Endgerät zu kommunizieren, umfassend die Schritte im drahtlosen Endgerät: Empfangen von Information vom Zugriffspunkt, der das Endgerät in der Gruppe, zu der das drahtlose Endgerät gehört, bedient, die vom Zugriffspunkt basierend auf Abständen zwischen dem Zugriffspunkt und den drahtlosen Endgeräten (611,..., 632, 711,..., 732) und Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, gebildet wird; und von Information, ob das drahtlose Endgerät als ein Repeater (620, 630, 720, 730) ausgewählt ist, um Multicastpakete von jeder Gruppe erneut zu übertragen; wenn das drahtlose Endgerät als Repeater ausgewählt ist, Empfangen eines Übertragungswiederholungsbefehls vom Zugriffspunkt, der das Endgerät bedient, zu den Repeatern (620, 630, 720, 730) umfassend Information zur Reihenfolge, in der die Repeater (620, 630, 720, 730) die Multicastpakete erneut übertragen; und erneutes Übertragen der Multicastpakete durch die Repeater (620, 630, 720, 730).
Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach Anspruch 6, wobei Schritt (b) ferner den Schritt umfasst: wenn das drahtlose Endgerät nicht als der Repeater ausgewählt ist, Empfangen des erneut übertragenen Multicastpakets und Verwerfen der erneut übertragenen Multicastpakete, wenn die Multicastpakete schon ohne Paketfehler empfangen worden sind.
Zugriffspunktvorrichtung zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten von einer Quelle zu drahtlosen Endgeräten (611,..., 632, 711,..., 732) über Zugriffspunkte (610, 710), wobei die drahtlosen Endgeräte in der Lage sind, direkt miteinander zu kommunizieren, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Gruppierungseinheit (1010) so ausgebildet, dass sie drahtlose Endgeräte, die vom Zugriffspunkt bedient werden, basierend auf Abständen zwischen den drahtlosen Endgeräten und Amplituden von Signalen, die von den drahtlosen Endgeräten ausgegeben werden, gruppiert; eine Erzeugungseinheit (1030) für Multicastpakettrainheader so ausgebildet, dass sie einen Multicastpakettrainheader erzeugt, der Eigenschaften jedes der Multicastpakete angibt, bevor die Multicastpakete multicastübertragen werden; eine Übertragungseinheit (1040) für Multicastpakettrainheader so ausgebildet, dass sie den erzeugten Multicastpakettrainheader zu allen drahtlosen Endgeräten überträgt; gekennzeichnet durch eine Repeaterauswahl- und Übertragungswiederholungsreihenfolgeanordnungseinheit (1020), die so ausgebildet ist, dass sie den Repeater zur erneuten Übertragung der Multicastpakete aus jeder Gruppe auswählt und die Reihenfolge bestimmt, in der Repeater die Multicastpakete erneut übertragen; und eine Übertragungswiederholungseinheit (1050), die so ausgebildet ist, dass sie ein erneutes Übertragen der Multicastpakete durch die Repeater in der von der Repeaterauswahl- und Übertragungswiederholungsreihenfolgeanordnungseinheit (1020) bestimmten Reihenfolge veranlasst, nachdem die Übertragungseinheit (1040) für Multicastpakettrainheader den Multicastpakettrainheader multicastübertragen hat.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Übertragungswiederholungseinheit (1050) so ausgebildet ist, dass sie einen Übertragungswiederholungsbefehl an einen Repeater (610, 710) überträgt, der als erster das Multicastpaket erneut überträgt, und dann einen Übertragungswiederholungsbefehl an einen Repeater (620, 720) überträgt, der als zweiter das Multicastpaket erneut überträgt.
Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm für das Verfahren zur Übertragungswiederholung von Multicastdaten nach einem der Ansprüche 1 bis 7.