СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ВЫБОРА РЕТРАНСЛЯЦИОННОЙ СТАНЦИИ-ОТВЕТЧИКА В СЕТЯХ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
METHOD AND SYSTEM FOR SELECTION OF RETRANSMITTING STATION-RESPONDER IN WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS

Область техники, к которой относится изобретение
[1] Настоящее изобретение относится к беспроводным сетям и, в частности, к выбору ретрансляционной станции в беспроводных сетях.
Уровень техники
[2] В беспроводных сетях, содержащих беспроводные станции, радиодиапазон 60 ГГц может обеспечивать приблизительно десятикратную скорость передачи данных между беспроводными станциями по сравнению со скоростями передачи данных в соответствии со стандартом IEEE 802.11n. Увеличенная скорость передачи данных в полосе 60 ГГц происходит за счет уменьшенной дальности связи и увеличенной сложности системы. Более того, полоса 60 ГГц приводит к характеристикам остронаправленной передачи в пределах прямой видимости (LOS) между беспроводными станциями.
Раскрытие изобретения
Решение проблемы
[3] Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют способ и систему для выбора беспроводной ретрансляционной станции для осуществления связи между беспроводными станциями.
Полезные результаты
[4] Один вариант осуществления изобретения предоставляет возможность осуществления связи через беспроводную ретрансляционную станцию для увеличения устойчивости и удобства в использовании беспроводных сетей с полосой 60 ГГц.
Краткое описание чертежей
[5] Фиг. 1 показывает блок-схему системы беспроводной связи, реализующей обнаружение и выбор ретранслятора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[6] Фиг. 2 показывает кадр Отклика поиска ретранслятора (Relay Search Response), включающий в себя оперативную информацию для возможных беспроводных ретрансляционных станций, в соответствии с вариантами осуществления изобретения.
[7] Фиг. 3 показывает поле Информации о ретрансляционной возможности станции (Relay Capability Station, STA), включающее в себя оперативную информацию для возможной беспроводной ретрансляционной Станции, в соответствии с вариантами осуществления изобретения.
[8] Фиг. 4 показывает управляемый беспроводной станцией-источником процесс обнаружения и выбора ретранслятора в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
[9] Фиг. 5 показывает управляемый беспроводной станцией-координатором процесс обнаружения и выбора ретранслятора в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
[10] Фиг. 6 показывает блок-схему беспроводной локальной сети, реализующей обнаружение и выбор ретранслятора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения
[11] Фиг. 7 - высокоуровневая блок-схема, показывающая систему обработки информации, содержащую компьютерную систему, пригодную для реализации варианта осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
[12] Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют способ и систему для выбора беспроводной ретрансляционной станции для осуществления связи между беспроводными станциями. Один вариант осуществления содержит оценивание рабочих параметров ретрансляции множества возможных беспроводных ретрансляционных станций и выбор беспроводной ретрансляционной станции среди множества возможных беспроводных ретрансляционных станций на основе упомянутой оценки. Беспроводная связь заключает в себе передачу данных к выбранной беспроводной ретрансляционной станции через некоторую среду беспроводной связи.
[13] Эти и другие признаки, особенности и преимущества настоящего изобретения станут понятными при обращении к нижеследующему описанию, прилагаемой формуле изобретения и прилагаемым чертежам.
Вариант осуществления изобретения
[14] В одном варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет способ и систему для выбора ретрансляционной станции-ответчика в сети беспроводной связи. Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют процесс обнаружения и выбора беспроводной ретрансляционной станции среди множества возможных беспроводных ретрансляционных станций для настройки ретрансляционных операций в беспроводной сети. Один вариант осуществления содержит оценивание рабочих параметров ретрансляции множества возможных беспроводных ретрансляционных станций, выбор беспроводной ретрансляционной станции среди множества возможных беспроводных ретрансляционных станций на основе упомянутой оценки и инициирование передачи данных беспроводной связи к выбранной беспроводной ретрансляционной станции через некоторую среду беспроводной связи.
[15] Один вариант осуществления изобретения предоставляет возможность осуществления связи через беспроводную ретрансляционную станцию для увеличения устойчивости и удобства в использовании беспроводных сетей с полосой 60 ГГц. В одной реализации настоящее изобретение предоставляет способ и систему для обнаружения и выбора возможной беспроводной ретрансляционной станции (то есть ретрансляционной STA) для эффективных ретрансляционных функциональных возможностей в беспроводной сети, например беспроводной локальной сети (WLAN), содержащей многочисленные беспроводные станции, допускающие осуществление связи через некоторую беспроводную среду, например, в полосе радиочастот (РЧ) 60 ГГц.
[16] Примерные варианты осуществления изобретения описываются в этом документе в отношении протокола беспроводной связи IEEE 802.11. Фиг. 1 показывает блок-схему примерной системы 100 связи, содержащей WLAN, включающую в себя множество беспроводных станций, например беспроводную контрольную точку 102 (то есть PCP) или точку доступа (то есть AP) персонального базового набора служб (PBSS), и многочисленные беспроводные станции 104 (то есть STA1,..., STAn) в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Станции 102 и 104 содержат приемопередатчики, допускающие передачу и прием информации по беспроводным каналам.
[17] Ретрансляция позволяет используемой для ретрансляции беспроводной станции - (RUS)-источнику передавать информационные кадры к RUS-назначениям с помощью другой беспроводной станции, называемой поддерживающей ретрансляцию беспроводной станцией (RSUS). Ретрансляция с помощью RSUS (например, беспроводной ретрансляционной станции) может повысить надежность беспроводной связи (например, в миллиметровом диапазоне), если разрывается прямая линия связи между RUS-источником (например, беспроводной станцией-источником) и RUS-назначением (например, беспроводной станцией назначения).
[18] Беспроводная сеть 100 на Фиг. 1 реализует операции обнаружения и выбора ретрансляционной станции в соответствии с вариантом осуществления изобретения. По меньшей мере одна беспроводная станция в беспроводной сети 100 выполнена в виде RSUS. Две или более беспроводные станции (например, беспроводная станция-источник и беспроводная станция назначения) в беспроводной сети 100 выполнены в виде RUS.
[19] После ассоциации с поддерживающей ретрансляцию беспроводной сетью RUS, например, беспроводная станция-инициатор обнаруживает и оценивает беспроводные ретрансляционные линии связи с одной или более возможными беспроводными ретрансляционными станциями (то есть одной или более беспроводными станциями RSUS). Это разрешает доступ к ретрансляционным способностям возможных беспроводных ретрансляционных станций и определение их ретрансляционных способностей и рабочих параметров, содержащих их период присутствия и многополосное состояние. Эти параметры определяют границы физической/функциональной возможности каждой беспроводной ретрансляционной станции при ретрансляции информационного потока и соответственно могут использоваться для помощи в выборе беспроводного ретранслятора.
[20] В описании в этом документе ответчик относится к ответчику процесса выбора ретранслятора, который запрошен инициатором (например, беспроводной станцией-источником). Ответчики могут быть возможными ретрансляционными беспроводными станциями или беспроводной станцией назначения. В одном варианте осуществления беспроводные станции-ответчики ставятся в известность о процессе выбора ретранслятора с помощью сигнализации. Как подробнее описано ниже, процесс выбора ретранслятора включает в себя подготовку формирования пучка (BF) и измерения канала для беспроводных линий связи между беспроводными станциями, при этом ответчики процесса выбора ретранслятора собирают релевантную информацию, а позже сообщают результаты по обратной связи инициатору процесса выбора ретранслятора в конце этапа подготовки формирования пучка и измерения канала.
[21] В одной реализации изобретения инициатор, например беспроводная станция-источник и/или PCP/AP, обнаруживает, измеряет и выбирает возможную беспроводную ретрансляционную станцию в сочетании с беспроводной станцией назначения. Выбранная беспроводная ретрансляционная станция ретранслирует беспроводным образом передачу информации от беспроводной станции-источника к беспроводной станции-ответчику, например, беспроводной станции назначения. Выбранная беспроводная ретрансляционная станция ретранслирует беспроводным образом передачу информации от беспроводной станции назначения к беспроводной станции-источнику. Ниже описывается реализация процесса обнаружения и выбора ретранслятора в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
[22] Быстрое обнаружение и оценка возможных ретрансляционных линий связи., беспроводная станция-источник передает к PCP/AP запрос списка возможных беспроводных ретрансляционных станций и их ретрансляционных возможностей. В ответ PCP/AP передает беспроводной станции-источнику список возможных беспроводных ретрансляционных станций и их ретрансляционные возможности. Такая информация также может предоставляться беспроводной станции назначения.
[24] По существу, когда беспроводная станция-источник желает настроить ретрансляционную линию связи с ретрансляционной беспроводной станцией, PCP/AP отправляет беспроводной станции-источнику список возможных беспроводных ретрансляционных станций с их ретрансляционными возможностями, позволяя беспроводной станции-источнику предварительно исследовать возможные беспроводные ретрансляционные станции. Фиг. 2 показывает кадр 110 отклика поиска ретранслятора от PCP/AP в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Оперативные информационные элементы (IE) или параметры могут включаться в поле 120 Информации о ретрансляционной возможности STA, показанное на Фиг. 3, в кадре 110 для каждой возможной беспроводной ретрансляционной станции.
[25] В одном варианте осуществления изобретения беспроводные станции-источники и беспроводные станции- назначения выполняют направленную передачу, например передачи с формированием пучка (BF). Если беспроводные станции-источники или беспроводные станции-назначения не имеют активной линии связи или не выполняли в последнее время подготовку формирования пучка с возможной ретрансляционной беспроводной станцией, то беспроводным станциям-источникам и/или беспроводным станциям- назначения нужно обнаружить и провести подготовку формирования пучка с возможной беспроводной ретрансляционной станцией.
[26] Для эффективного обнаружения и подготовки формирования пучка с возможными беспроводными ретрансляционными станциями некоторая оперативная и ситуационная информация о возможной беспроводной ретрансляционной станции полезна для ускорения процесса.
[27] Варианты осуществления изобретения предоставляют процесс передачи к беспроводной станции-источнику или PCP/AP функциональных и рабочих параметров каждой возможной беспроводной ретрансляционной станции, включая регламент активизации, активный интервал и многополосные информационные элементы. Варианты осуществления изобретения дополнительно обеспечивают сигнализацию процесса выбора ретранслятора и беспроводных станций, вовлеченных в процесс выбора, к беспроводной станции назначения и возможным беспроводным ретрансляционным станциям с помощью либо управляемого источником либо управляемого PCP/AP процесса выбора ретранслятора.
[28] В одном варианте осуществления процесс обнаружения и выбора ретранслятора включает в себя отправку посредством PCP/AP релевантной оперативной и ситуационной информации в кадре с полем Информации о ретрансляционной возможности STA. В одном примере такая релевантная оперативная и ситуационная информация включает в себя Информационные элементы (IE) регламента активизации, IE активного интервала, Многополосные IE и т.д. для возможных беспроводных ретрансляционных станций к беспроводным станциям-источникам и беспроводным станциям назначения. Фиг. 3 показывает формат 120 кадра для поля Информации о ретрансляционной возможности STA, включающего в себя IE регламента активизации, IE активного интервала, Многополосный IE, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
[29] Беспроводные станции-источники и беспроводные станции назначения используют такую информацию для определения периода присутствия возможной беспроводной ретрансляционной станции и информации о рабочем диапазоне, в течение которого беспроводная станция-источник и беспроводная станция назначения может попытаться получить Возможность передачи (TXOP) или Период обслуживания (SP) для подготовки формирования пучка и/или измерения беспроводного канала с возможной беспроводной ретрансляционной станцией.
[30] Кроме того, оперативная и ситуационная информация о каждой возможной беспроводной ретрансляционной станции может использоваться для определения предпочтения и пригодности возможной беспроводной ретрансляционной станции, служащей в качестве ретранслятора, до и во время процесса обнаружения/подготовки. Обнаружение возможных беспроводных ретрансляционных станций не должно быть исчерпывающим на основе списка допускающих ретрансляцию, полученного от PCP/AP.
[31] Процедура выбора ретранслятора
[32] В одном варианте осуществления процесс выбора ретранслятора начинается с того, что беспроводная станция-источник отправляет кадр запроса поиска ретранслятора к PCP/AP, и заканчивается тем, что беспроводная станция-источник выбирает беспроводную ретрансляционную станцию после сбора результатов измерения беспроводных каналов по всем направленным беспроводным линиям связи возможной ретрансляционной станции (например, направленным беспроводным линиям связи, установленным путем формирования пучка на беспроводных каналах). Примеры таких направленных беспроводных линий связи включают в себя направленную беспроводную линию связи между ретрансляционной станцией и беспроводной станцией назначения (линия ретранслятор-назначение) или направленную беспроводную линию связи между ретрансляционной станцией и беспроводной станцией-источником (линия ретранслятор-источник).
[33] Варианты осуществления изобретения предоставляют процесс выбора ретранслятора-ответчика для настройки и продвижения выбора ретранслятора между беспроводной станцией-источником, беспроводной станцией назначения, беспроводной ретрансляционной станцией и PCP/AP. В одном варианте осуществления ответчики специально информируются (например, посредством сообщений) о процессе выбора ретранслятора, включающем в себя подготовку формирования пучка и измерения ретрансляционной линии связи для выбора ретранслятора. По существу, ответчики процесса выбора ретранслятора могут собирать релевантную информацию для процесса выбора ретранслятора и передавать по обратной связи (сообщать) результаты источнику (инициатору) в конце этапа подготовки формирования пучка и измерения ретрансляционной линии связи. В одном варианте осуществления ретрансляционная линия связи относится к беспроводному каналу для направленного взаимодействия (например, путем формирования пучка) между ретрансляционной станцией и беспроводной станцией-источником или между ретрансляционной станцией и беспроводной станцией назначения.
[34] Управляемая источником процедура выбора ретранслятора
[35] В соответствии с вариантом осуществления изобретения, руководителем и ядром процесса выбора ретранслятора является беспроводная станция-источник. Пояснительный управляемый источником процесс 200 выбора ретранслятора изображается на Фиг. 4 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Процесс выбора ретранслятора не ограничивается изображенным на Фиг. 4 и можно вывести разные варианты. Например, как признают специалисты в данной области техники, также можно вывести соответствующий управляемый PCP/AP процесс выбора ретранслятора в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
[36] Ссылаясь на Фиг. 4, если беспроводная станция-источник (то есть STA-источник) не знает или не осведомлена об одной или более возможных беспроводных ретрансляционных станциях (то есть возможных ретрансляционных STA) в базовом наборе служб (BSS) для сети, то беспроводная станция-источник инициирует процедуру выбора ретранслятора путем отправки запроса поиска ретранслятора к PCP/AP (то есть PCP или AP) на этапе 201. На этапе 202 PCP/AP отвечает кадром Отклика поиска ретранслятора, включающим в себя список возможных беспроводных ретрансляционных станций вместе с их соответствующими ретрансляционными возможностями и информацией о рабочем состоянии, которые описаны выше относительно Фиг. 2-3. Если у беспроводной станции-источника достаточно сведений о доступных возможных беспроводных ретрансляционных станциях в BSS, то беспроводная станция-источник может пропустить этапы 201 и 202 запроса поиска ретранслятора.
[37] При наличии информации о состоянии и возможности, доступной на беспроводной станции-источнике, беспроводная станция-источник может исследовать и выбирать предпочтительное подмножество возможных беспроводных ретрансляционных станций. Упомянутая информация о состоянии и возможности может содержать информацию, принятую от PCP/AP на этапе 202, либо локальную информацию, например, для существующей ретрансляционной линии связи, поддерживаемой между возможной беспроводной ретрансляционной станцией и беспроводной станцией-источником.
[38] На этапе 203 беспроводная станция-источник инициирует запрос выбора ретранслятора путем отправки кадра запроса выбора ретранслятора к беспроводной станции назначения (то есть STA назначения), включающего в себя список упомянутых предпочтительных возможных беспроводных ретрансляционных станций для рассмотрения беспроводной станцией назначения. Кадр запроса выбора ретранслятора может включать в себя подмножество информации о состоянии и возможности, доступное беспроводной станции-источнику (например, подмножество информации, предоставленное беспроводной станции-источнику в упомянутом кадре Отклика поиска ретранслятора от PCP/AP).
[39] Если беспроводные станции-источники и беспроводные станции назначения уже выполнили подготовку формирования пучка друг с другом для направленного взаимодействия между собой, то беспроводная станция-источник может отправить кадр запроса выбора ретранслятора напрямую к беспроводной станции назначения и принять от нее отклик. В противном случае беспроводная станция-источник может отправить кадр запроса выбора ретранслятора к беспроводной станции назначения через PCP/AP, а беспроводная станция назначения может отправить отклик обратно к беспроводной станции-источнику через PCP/AP.
[40] В одном варианте осуществления изобретения на этапе 204 беспроводная станция назначения может либо подтвердить (ACK) кадр запроса выбора ретранслятора либо отправить кадр отклика, отклоняющий подмножество или все предпочтительные возможные беспроводные ретрансляционные станции с некоторым вложенным кодом состояния или кодом причины. По существу, беспроводная станция-источник и беспроводная станция назначения сотрудничают при выборе беспроводной ретрансляционной станции, подходящей как для беспроводных станций-источников, так и беспроводных станций назначения. Обмен кадром запроса выбора ретранслятора и откликом может выполняться напрямую между беспроводной станцией-источником и беспроводной станцией назначения либо через PCP/AP.
[41] На этапе 204, если STA назначения принимает одну или более предпочтительных возможных беспроводных ретрансляционных станций, то на этапе 205 беспроводная станция-источник выполняет необходимый процесс подготовки формирования пучка и/или измерения канала с каждой принятой ретрансляционной беспроводной станцией. Аналогичным образом на этапе 206 беспроводная станция назначения переходит к выполнению необходимого процесса подготовки формирования пучка и/или измерения канала с каждой принятой беспроводной ретрансляционной станцией. Такая подготовка формирования пучка придерживается известных протоколов формирования пучка и может выполняться в течение соревновательного периода (CBP) или путем запроса SP у PCP/AP. SP является канальным временным интервалом, полученным с использованием известных механизмов временного резервирования канала.
[42] В одном варианте осуществления изобретения перед подготовкой формирования пучка с каждой принятой беспроводной ретрансляционной станцией беспроводная станция-источник или PCP/AP информирует каждую беспроводную ретрансляционную станцию о процессе выбора ретранслятора путем отправки к беспроводной ретрансляционной станции незатребованного Отклика поиска ретранслятора и/или информации планирования подготовки формирования пучка в Расширенном элементе регламента. Так как беспроводные ретрансляционные станции осведомлены о процессе выбора ретранслятора, каждая такая беспроводная ретрансляционная станция может передать по обратной связи к беспроводной станции-источнику любые существующие результаты подготовки формирования пучка и/или измерения канала между ретрансляционной станцией и беспроводной станцией-источником, а также существующие результаты подготовки формирования пучка и/или измерения канала между ретрансляционной станцией и беспроводной станцией назначения.
[43] В другом варианте осуществления беспроводной станции-источнику не нужно предварительно исследовать возможные беспроводные ретрансляционные станции на предмет предпочтительных ретрансляционных станций. В этом случае запрос и отклик выбора ретранслятора между беспроводной станцией-источником и беспроводной станцией назначения можно заменить аналогичной процедурой, но между PCP/AP и беспроводной станцией назначения. В частности, PCP/AP перенаправляет к беспроводной станции назначения запрос поиска ретранслятора и запрос выбора ретранслятора вместе со списком возможных беспроводных ретрансляционных станций, где беспроводная станция назначения отправляет отклик или ACK обратно к PCP/AP вместе с принятыми ретрансляционными станциями для предоставления их беспроводной станции-источнику.
[44] В другом варианте осуществления PCP/AP перенаправляет или отправляет к беспроводной станции назначения незатребованный отклик выбора ретранслятора вместе со списком возможных беспроводных ретрансляционных станций (после того как PCP/AP отправляет его беспроводной станции-источнику), соответственно устраняя необходимость отправки беспроводной станцией назначения отклика выбора ретранслятора или ACK обратно к PCP/AP.
[45] Ссылаясь снова на Фиг. 4, на этапе 205 беспроводная станция-источник выполняет необходимую подготовку формирования пучка и измерения канала на беспроводной линии связи между каждой принятой ретрансляционной станцией и беспроводной станцией-источником (то есть на линии ретранслятор-источник или линии ретранслятор-инициатор) и собирает информацию о результатах подготовки формирования пучка и измерений канала на каждой линии ретранслятор-источник.
[46] На этапе 206 беспроводная станция назначения выполняет необходимую подготовку формирования пучка и измерения канала на беспроводной линии связи между каждой принятой ретрансляционной станцией и беспроводной станцией назначения (то есть на линии ретранслятор - назначение или линии ретранслятор - ответчик) и собирает информацию о результатах подготовки формирования пучка и измерений канала на каждой линии ретранслятор - назначение.
[47] Когда беспроводная станция назначения завершает необходимую подготовку формирования пучка и измерения канала на каждой линии ретранслятор-назначение, на этапе 207 беспроводная станция назначения отправляет к беспроводной станции-источнику отчет об измерении каналов множества ретрансляторов с последующим кадром ACK, отправленным беспроводной станцией-источником к беспроводной станции назначения на этапе 208. Отчет об измерении каналов множества ретрансляторов включает в себя результаты подготовки формирования пучка и измерений канала на каждой линии ретранслятор-назначение.
[48] В другом варианте осуществления беспроводная станция-источник отправляет запрос измерения каналов множества ретрансляторов к беспроводной станции назначения, а беспроводная станция назначения отправляет отчет об измерении каналов множества ретрансляторов обратно к беспроводной станции-источнику.
[49] На этапе 209 беспроводная станция-источник использует информацию в отчете об измерении каналов множества ретрансляторов для каждой линии ретранслятор-назначение от беспроводной станции назначения вместе с собственной информацией о каждой линии ретранслятор-источник для выбора надлежащей беспроводной ретрансляционной станции среди принятых беспроводной станцией назначения. Беспроводная станция-источник затем отправляет к беспроводной станции назначения информацию о выбранной беспроводной ретрансляционной станции для настройки ретрансляционных линий связи с выбранной беспроводной ретрансляционной станцией.
[50] В другом варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет управляемый беспроводной станцией назначения процесс выбора ретранслятора, эквивалентный описанному выше, для управляемого беспроводной станцией-источником процесса выбора ретранслятора.
[51] После того как выбирается ретрансляционная станция, беспроводные станции-источники и беспроводные станции назначения настраивают ретрансляционные процедуры с выбранной ретрансляционной станцией и передают данные (например, аудиоданные/видеоданные) через выбранную ретрансляционную станцию посредством направленных беспроводных линий связи.
[52] Управляемая PCP/AP процедура выбора ретранслятора
[53] В другом варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет управляемый PCP/AP (PCP или AP) процесс обнаружения и выбора ретранслятора, в котором руководителем и ядром процесса выбора ретранслятора является PCP/AP. Пояснительный управляемый PCP/AP процесс 250 выбора ретранслятора изображается на Фиг. 5 в соответствии с вариантом осуществления изобретения и описывается ниже.
[54] Если беспроводная станция-источник (STA-источник) не знает или не осведомлена об одной или более возможных беспроводных ретрансляционных станциях (возможных ретрансляционных STA), то на этапе 251 беспроводная станция-источник инициирует процесс выбора ретранслятора путем отправки к PCP/AP кадра запроса поиска ретранслятора. На этапе 252 PCP/AP отвечает списком возможных беспроводных ретрансляционных станций вместе с их соответствующими ретрансляционными возможностями и информацией о рабочем состоянии (дополнительно описаны выше в отношении Фиг. 2-3). Если у беспроводной станции-источника достаточно сведений о доступных возможных ретрансляционных станциях в BSS, то беспроводная станция-источник может пропустить этапы 251, 252 запроса поиска ретранслятора.
[55] При наличии информации, доступной на STA-источнике (принятой и/или локальной информации, например, для существующей линии связи, поддерживаемой между возможной ретрансляционной станцией и беспроводной станцией-источником), беспроводная станция-источник может исследовать и выбрать подмножество возможных ретрансляционных станций и предпочтительные ретрансляционные станции.
[56] На этапе 253 беспроводная станция-источник отправляет кадр запроса выбора ретранслятора к PCP/AP для рассмотрения списка предпочтительных возможных ретрансляционных станций. Кадр запроса выбора ретранслятора, отправленный к PCP/AP, может включать в себя локальную информацию о ретрансляционных линиях связи, доступную только на беспроводной станции-источнике. При приеме запроса выбора ретранслятора на этапе 254 PCP/AP подтверждает запрос, а затем перенаправляет к беспроводной станции назначения запрос выбора ретранслятора вместе со списком предпочтительных возможных ретрансляционных станций на этапе 255. Беспроводная станция назначения отвечает кадром ACK выбора ретранслятора на этапе 256. PCP/AP переходит либо к этапу 257 для выделения времени для подготовки формирования пучка и/или измерений канала среди беспроводных линий связи источник-ретранслятор и ретранслятор-назначение либо к этапу 257 для запроса, чтобы станция-источник и станция назначения выполнили подготовку формирования пучка и/или измерения канала в CBP с предпочтительными возможными ретрансляционными станциями.
[57] В другом варианте осуществления беспроводная станция-источник предварительно не исследует возможные ретрансляционные станции, где запрос поиска ретранслятора и запрос выбора ретранслятора можно объединить так, что исключается запрос выбора ретранслятора и ACK между беспроводной станцией-источником и PCP/AP.
[58] Аналогично этапам 205 и 206 на Фиг. 4 на этапах 259 и 260 на Фиг. 5 беспроводные станции-источники и беспроводные станции назначения завершают необходимую подготовку формирования пучка и измерения на линиях ретранслятор-источник и линиях ретранслятор-назначение для возможных ретрансляционных станций, принятых ретрансляционной станцией назначения на этапе 256.
[59] На этапе 261 беспроводная станция назначения отправляет к PCP/AP отчет об измерении каналов множества ретрансляторов с последующим кадром ACK, отправленным PCP/AP к беспроводной станции назначения на этапе 262. Аналогичным образом на этапе 263 беспроводная станция-источник отправляет к PCP/AP отчет об измерении каналов множества ретрансляторов с последующим кадром ACK, отправленным PCP/AP к беспроводной станции-источнику на этапе 264.
[60] В другом варианте осуществления PCP/AP планирует канальное время для станций-источников и станций назначения, чтобы выполнить необходимую подготовку и измерения с принятыми ретрансляционными станциями, а PCP/AP запрашивает упомянутые отчеты об измерении каналов множества ретрансляторов у беспроводных станций-источников и беспроводных станций назначения, где беспроводные станции-источники и беспроводные станции назначения отправляют обратно к PCP/AP упомянутые отчеты об измерении каналов множества ретрансляторов, соответственно содержащие упомянутые результаты подготовки формирования пучка и измерений канала ретранслятор-источник и ретранслятор-назначение.
[61] В другом варианте осуществления беспроводные станции-источники отправляют запрос измерения каналов множества ретрансляторов к беспроводным станциям назначения, а затем беспроводные станции назначения отправляют отчеты об измерении каналов множества ретрансляторов обратно к PCP/AP.
[62] На этапе 265 PCP/AP затем использует принятые отчеты об измерении каналов множества ретрансляторов от беспроводных станций-источников и беспроводных станций назначения для выбора ретрансляционной станции среди принятых ретрансляционных станций. PCP/AP также отправляет беспроводным станциям-источникам и беспроводным станциям назначения информацию о выбранной ретрансляционной станции при настройке ретрансляционной линии связи. В другом варианте осуществления PCP/AP также может быть выбрана в качестве ретрансляционной станции на основе результатов измерений канала.
[63] После того как выбирается ретрансляционная станция, беспроводные станции-источники и беспроводные станции назначения настраивают ретрансляционные процедуры с выбранной ретрансляционной станцией и передают данные (например, аудиоданные/видеоданные) через выбранную ретрансляционную станцию посредством направленных беспроводных линий связи.
[64] Фиг. 6 показывает блок-схему примерной реализации системы 300 беспроводной связи, обеспечивающей обнаружение и выбор ретрансляционной станции в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Система 300 содержит беспроводную PCP/AP 102 и беспроводные станции 104 (например, STA1,..., STAn на Фиг. 1), включающие в себя беспроводную станцию-источник 104S (STA-источник), беспроводную станцию назначения 104D (STA назначения), по меньшей мере одну беспроводную ретрансляционную STA 104R в беспроводной локальной сети.
[65] В одном варианте осуществления сеть 300 реализует структуру кадра для беспроводной связи между беспроводными устройствами/станциями в ней. Структура кадра использует пакетную передачу на уровне управления доступом к среде передачи (MAC) и физическом (PHY) уровне. Каждая беспроводная станция включает в себя уровень MAC и физический уровень. Уровень MAC принимает пакет данных, включающий в себя полезную нагрузку, и прикрепляет к нему заголовок MAC, чтобы создать Протокольный блок данных MAC (MPDU). Заголовок MAC включает в себя такую информацию как адрес источника (SA) и адрес назначения (DA). MPDU является частью Сервисного блока данных физического уровня (PSDU) и передается на физический уровень в AP для прикрепления к нему заголовка физического уровня (то есть преамбулы физического уровня), чтобы создать Протокольный блок данных физического уровня (PPDU). Заголовок физического уровня включает в себя параметры для определения схемы передачи, включающей в себя схему кодирования/модуляции.
[66] В частности, STA-источник 104S содержит физический уровень 301 и уровень 302 MAC. Уровень 302 MAC включает в себя модуль 303 выбора ретранслятора, который реализует обнаружение и выбор ретранслятора для STA-источника 104S в соответствии с вариантами осуществления изобретения, которые описаны в этом документе.
[67] STA104D назначения содержит физический уровень 311 и уровень 312 MAC. Уровень 312 MAC включает в себя модуль 313 выбора ретранслятора, который реализует обнаружение и выбор ретранслятора для STA104D назначения в соответствии с вариантами осуществления изобретения, которые описаны в этом документе.
[68] Каждая ретрансляционная STA 104R включает в себя физический уровень 321 и уровень 322 MAC. Уровень 322 MAC включает в себя ретрансляционный модуль 323, который реализует ретрансляционные операции в соответствии с вариантами осуществления изобретения, которые описаны в этом документе.
[69] PCP/AP 102 содержит физический уровень 331 и уровень 332 MAC. Уровень 332 MAC включает в себя модуль 333 управления, который среди прочих операций реализует типичные функции PCP/AP. Уровень 332 MAC дополнительно включает в себя модуль 334 обнаружения и выбора ретранслятора, который реализует обнаружение и выбор ретранслятора для PCP/AP в соответствии с вариантами осуществления изобретения, которые описаны в этом документе.
[70] В соответствии с вариантами осуществления изобретения, в сети 300 релевантная функциональная и оперативная информация о каждой возможной ретрансляционной станции распространяется среди станции-источника, станции назначения и PCP/AP на ранних этапах настройки ретрансляции, соответственно предотвращая неэффективность и непроизводительные затраты, ассоциированные с процессом выбора ретранслятора. Процесс обнаружения и выбора подходящего ретранслятора может управляться либо STA-источником 104S, STA104D назначения, либо PCP/AP 102 с большей гибкостью для выгодного использования существующей локальной информации. Варианты осуществления изобретения полезны там, где STA-источник 104S и STA 104D назначения могут (или не могут) иметь прямую линию связи, прошедшую подготовку формирования пучка с ретрансляционными станциями перед процессом выбора ретранслятора. Варианты осуществления изобретения, более того, полезны там, где STA-источник 104S и STA 104D назначения не могут взаимодействовать напрямую друг с другом.
[71] Участие выбранной ретрансляционной STA 104R в ретрансляционной операции между STA-источником 104S и STA 104D назначения не является принудительным, где выбранная ретрансляционная STA 104R может прекратить такую ретрансляционную функцию на свое усмотрение. Это предоставляет ретрансляционным станциям большую гибкость и стимул к сотрудничеству. В одном варианте осуществления запасная беспроводная ретрансляционная станция всегда поддерживается для беспроводной станции-источника и беспроводной станции назначения в случае отклонения текущей выбранной ретрансляционной станции.
[72] В одном варианте осуществления беспроводная станция-источник, которая хочет выбрать беспроводную ретрансляционную станцию для ретрансляционных операций, может использовать информацию (параметры), включающую в себя способность буферизации у каждой возможной беспроводной ретрансляционной станции перед переходом к процессу настройки. Такие параметры служат не только как определяющий фактор для процесса выбора ретранслятора, но также и как рабочие параметры, чтобы избежать сбоев в работе, например переполнения буфера на выбранной беспроводной ретрансляционной станции.
[73] Примерные варианты осуществления изобретения описаны в этом документе в отношении протокола беспроводной связи IEEE 802.11. Варианты осуществления изобретения полезны с такими беспроводными сетями, как WLAN, беспроводные сети в миллиметровом диапазоне (mmWave), беспроводные сети IEEE 802.11ad, беспроводные сети Беспроводного гигабитного альянса (WiGig) и т.д. В одном примере беспроводные станции на Фиг. 6 (и Фиг. 1) допускают выполнение направленного взаимодействия, например, с помощью подготовки и формирования пучка антенны (например, в РЧ-диапазоне 60 ГГц) в соответствии с вариантами осуществления изобретения.
[74] Фиг. 7 - высокоуровневая блок-схема, показывающая систему обработки информации, содержащую компьютерную систему 10, пригодную для реализации варианта осуществления настоящего изобретения. Компьютерная система 10 включает в себя один или более процессоров 11, и дополнительно может включать в себя электронное устройство 12 отображения (для отображения графики, текста и других данных), основное запоминающее устройство 13 (например, оперативное запоминающее устройство (RAM)), запоминающее устройство 14 (например, накопитель на жестком диске), съемное запоминающее устройство 15 (например, съемное хранилище, съемный модуль памяти, накопитель на магнитной ленте, накопитель на оптических дисках, машиночитаемый носитель с сохраненным на нем компьютерным программным обеспечением и/или данными), устройство 16 интерфейса пользователя (например, клавиатура, сенсорный экран, клавишная панель, указательное устройство) и интерфейс 17 связи (например, модем, сетевой интерфейс (например, карта Ethernet), коммуникационный порт или разъем и карта PCMCIA). Интерфейс 17 связи позволяет передавать программное обеспечение и данные между компьютерной системой и внешними устройствами. Система 10 дополнительно включает в себя инфраструктуру 18 связи (например, коммуникационная шина, перекрестная шина или сеть), к которой подключаются вышеупомянутые устройства/модули с 11 по 17.
[75] Информация, переданная по интерфейсу 17 связи, может существовать в виде сигналов, например электронных, электромагнитных, оптических или других сигналов, допускающих их прием интерфейсом 17 связи по линии связи, которая переносит сигналы и может быть реализована с использованием провода или кабеля, волоконной оптики, телефонной линии, канала сотовой телефонии, радиочастотной (РЧ) линии и/или других каналов связи. Команды компьютерной программы, представляющие блок-схему и/или блок-схемы алгоритмов в этом документе, могут загружаться в компьютер, программируемое устройство обработки данных или устройства обработки, чтобы заставить выполненную на них последовательность операций создать реализуемый компьютером процесс.
[76] Варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на иллюстрации блок-схем алгоритмов и/или блок-схемы способов, устройств (систем) и компьютерных программных продуктов в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Каждый блок в таких иллюстрациях/схемах или их сочетаниях может быть реализован с помощью команд компьютерной программы. Команды компьютерной программы, будучи предоставленными процессору, создают машину, так что команды, которые выполняются процессором, создают средство для реализации функций/операций, заданных в блок-схеме алгоритма и/или блок-схеме. Каждый блок на блок-схеме алгоритма / блок-схемах может представлять аппаратный и/или программный модуль либо логику, реализующие варианты осуществления настоящего изобретения. В альтернативных реализациях функции, отмеченные в блоках, могут происходить не в порядке, отмеченном на фигурах, одновременно и т.д.
[77] Термин "носитель компьютерной программы", "используемый компьютером носитель", "машиночитаемый носитель" и "компьютерный программный продукт" обычно используются для ссылки на носители, например основное запоминающее устройство, вспомогательное запоминающее устройство, съемное хранилище, жесткий диск, установленный в накопителе на жестких дисках. Эти компьютерные программные продукты являются средством для предоставления программного обеспечения компьютерной системе. Машиночитаемый носитель позволяет компьютерной системе считывать данные, команды, сообщения или пакеты сообщений и другую машиночитаемую информацию с машиночитаемого носителя. Машиночитаемый носитель, например, может включать в себя энергонезависимое запоминающее устройство, например гибкий диск, ROM, флэш-память, запоминающее устройство на дисках, CD-ROM и другое постоянное запоминающее устройство. Он полезен, например, для транспортировки информации, такой как данные и машинные команды, между компьютерными системами. Команды компьютерной программы можно сохранить на машиночитаемом носителе, который может побудить компьютер, другое программируемое устройство обработки данных или другие устройства функционировать конкретным образом, так что команды, сохраненные на машиночитаемом носителе, создают изделие, включающее в себя команды, которые реализуют функцию/действие, заданное в блоке или блоках блок-схемы алгоритма и/или блок-схемы.
[78] Компьютерные программы (то есть компьютерная управляющая логика) сохраняются в основном запоминающем устройстве и/или вспомогательном запоминающем устройстве. Компьютерные программы также могут приниматься по интерфейсу связи. Такие компьютерные программы при выполнении дают компьютерной системе возможность выполнять признаки настоящего изобретения, которые рассмотрены в этом документе. В частности, компьютерные программы при выполнении дают многоядерному процессору возможность выполнять функции компьютерной системы. Такие компьютерные программы представляют контроллеры компьютерной системы.
[79] Как известно специалистам в данной области техники, вышеупомянутые примерные архитектуры, описанные выше, в соответствии с настоящим изобретением могут быть реализованы многими способами, например командами программы для исполнения процессором, в виде программных модулей, микрокода, в виде компьютерного программного продукта на машиночитаемых носителях, в виде логических схем, в виде специализированных интегральных схем, в виде микропрограммного обеспечения, в виде бытовой электроники и т.д., в беспроводных устройствах, в беспроводных передатчиках, приемниках, приемопередатчиках в беспроводных сетях и т.д. Кроме того, варианты осуществления изобретения могут принимать вид полностью аппаратного варианта осуществления, полностью программного варианта осуществления или варианта осуществления, содержащего аппаратные и программные элементы.
[80] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на некоторые его версии, тем не менее, возможны другие версии. Поэтому сущность и объем прилагаемой формулы изобретения не следует ограничивать описанием предпочтительных версий, содержащихся в этом документе.