БЕСПРОВОДНАЯ АБОНЕНТСКАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МАЛЫМ РАДИУСОМ ДЕЙСТВИЯ
WIRELESS SUBSCRIBER STATION FOR DECENTRALISED DATA TRANSFER WITH SMALL RADIUS OF ACTION

Родственная заявка
Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки, озаглавленной «IEEE 802.16 based wireless subscriber station for short range ad-hoc data communication», поданной 2 июня 2006 г. с порядковым номером 60/810330.
Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся, в основном, к системам беспроводной передачи данных. Более конкретно, варианты осуществления изобретения относятся к беспроводной децентрализованной передаче данных.
Уровень техники
Стандарты 802.16 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) описывают радиоинтерфейсы для систем фиксированного и мобильного широкополосного беспроводного доступа, особенно для региональной сети (MAN) или глобальной сети (WAN). Существуют различные стандарты для беспроводной персональной сети (PAN) и беспроводной локальной сети (LAN), такие как IEEE 802.11, известный общественности как Wireless Fidelity (Wi-Fi), и IEEE 802.15, известный общественности как Bluetooth. Как Bluetooth, так и Wi-Fi включают в себя протокол децентрализованной сети, так что пользовательский терминал может соединяться с другим пользовательским терминалом непосредственно без точки доступа. Абонентская станция (SS) стандарта IEEE 802.16 может осуществлять передачу данных непосредственно между SS, используя сеточный режим. Однако протокол настолько сложный, что промышленные стандарты, такие как общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа (WiMAX) и беспроводной широкополосный доступ (WiBro), не приняли сеточный режим.
Оборудование как Bluetooth, так и Wi-Fi, в основном, не может осуществлять передачу данных, если SS находится дальше малого расстояния (например, 300 футов) от точки доступа. Протокол IEEE 802.16 предназначен для покрытия десятков милей. Поэтому оборудование IEEE 802.16 теоретически может заменять оборудование Bluetooth и Wi-Fi, но не наоборот.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения можно лучше всего понять с помощью ссылки на нижеследующее описание и прилагаемые чертежи, которые используются для иллюстрации вариантов осуществления изобретения. На чертежах:
Фиг.1 представляет собой схему, иллюстрирующую систему согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.2 представляет собой схему, иллюстрирующую мобильную станцию согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.3 представляет собой схему, иллюстрирующую модуль децентрализованной передачи данных согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс выполнения децентрализованной передачи данных согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.5 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс конфигурирования децентрализованного режима согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс вхождения в передачу данных в децентрализованном режиме согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.7 представляет собой схему, иллюстрирующую упрощенную структуру кадра согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8А представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс передачи данных с другой мобильной станцией (MS) согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8В представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс упрощения выбора диапазона согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8С представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс упрощения сообщений широковещательного управления согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8D представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс упрощения сетевого входа согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8Е представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс упрощения распределения и планирования полосы частот согласно одному варианту осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой метод передачи данных в децентрализованном режиме с малым радиусом действия. Децентрализованный режим конфигурируется для первой мобильной станции (MS), работающей в децентрализованной сети по широкополосному беспроводному стандарту. Выполняется вхождение в передачу данных в децентрализованном режиме, имеющую упрощенный протокол передачи данных широкополосного беспроводного стандарта. Выполняется передача данных со второй MS, используя передачу данных в децентрализованном режиме.
В нижеследующем описании излагаются многочисленные конкретные подробности. Однако понятно, что варианты осуществления изобретения могут быть осуществлены на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях общеизвестные схемы, структуры и методы не были показаны, чтобы исключить затруднение понимания данного описания.
Один вариант осуществления изобретения может быть описан как процесс, который обычно описывается в виде схемы последовательности процесса, блок-схемы последовательности операций, структурной схемы или блок-схемы. Хотя блок-схема последовательности операций может описывать операции в виде последовательного процесса, многие операции могут выполняться параллельно или одновременно. Кроме того, порядок операций может быть переупорядочен. Процесс завершается, когда завершены его операции. Процесс может соответствовать способу, программе, процедуре, способу производства или изготовления и т.д.
Варианты осуществления изобретения включают в себя метод обеспечения передачи данных в децентрализованном режиме для мобильных станций в децентрализованной сети, используя широкополосный беспроводный стандарт. Децентрализованная сеть включает в себя стационарные или мобильные абонентские станции (SS), которые расположены близко друг к другу. Децентрализованная сеть с малым радиусом действия не имеет базовой станции (BS). Вместо этого, она имеет серверную мобильную станцию (SMS). SMS открывает беспроводный канал, включающий в себя непрерывные кадры с фиксированной длительностью во времени. Эти кадры запускаются с длинными преамбулами, за которыми следуют управляющие заголовки кадра (FCH). Каждый FCH содержит метку или идентификатор для представления децентрализованной сети, так что соседние SS могут отличать децентрализованную сеть от инфраструктурной сети, сформированной посредством BS.
SMS в децентрализованной сети может существенно упрощаться по сравнению с BS посредством выполнения передачи данных в децентрализованном режиме, используя упрощенный протокол передачи данных широкополосного беспроводного стандарта. Следуя упрощенному протоколу передачи данных, SMS может выполняться со значительно меньшей сложностью, чем BS, приводя к меньшей стоимости устройства и времени разработки и трудовым ресурсам. Широкополосным беспроводным стандартом может быть IEEE 802.16. SMS или MS в децентрализованной сети также могут быть совместимы со спецификациями WiMAX и/или WiBro.
Упрощенный протокол передачи данных может включать в себя упрощения начального выбора диапазона и периодического выбора диапазона, сообщений широковещательного управления нисходящей линии связи, процедур сетевого входа и распределения и планирования полосы частот.
1
N
Фиг.1 представляет собой схему, иллюстрирующую систему 100 согласно варианту осуществления изобретения. Система 100 включает в себя базовую станцию 110, сеть 115, N мобильных станций 130-130 и децентрализованную сеть 140.
Базовая станция (BS) 110 представляет собой узел или систему радиочастотного (RF) приемника и передатчика, которая служит в качестве концентратора передачи данных сети. Она принимает и передает RF-сигналы при помощи передающей станции 120, которая может включать в себя антенну большой мощности. Она может иметь проводное или беспроводное подключение к сети 115. Сеть 115 может быть любой сетью, такой как Интернет, интрасеть, LAN, WAN, PAN и т.д.
1
N
j
N мобильных станций 130-130 могут быть любыми мобильными устройствами, которые имеют возможность беспроводного подключения, такие как сотовые телефоны, персональные цифровые помощники (PDA), компьютеры ноутбуков, портативные компьютеры, карманные компьютеры и т.д. Когда мобильная станция 130 регистрируется на BS 110, она может быть подключена к сети 115. BS 110 может распределять беспроводные ресурсы, такие как время и частоту, так что BS может передавать данные нисходящей линии связи (DL) и MS могут передавать данные восходящей линии связи (UL) без конфликтов.
1
N
1
N
1
N
1
N
Децентрализованная сеть 140 представляет собой сеть, которой не требуется никакая инфраструктура для обеспечения услуг передачи данных. Децентрализованная сеть 140 включает в себя N мобильных станций (MS) 150-150. N мобильных станций 150-150 могут обычно располагаться в пределах малого расстояния. Как только они становятся близко друг к другу, они обнаруживают друг друга и начинают выполнять свою организацию. Децентрализованная сеть 140 включает в себя обслуживающую MS (SMS) 155, которая может обмениваться пакетами данных с любой одной из N мобильных станций 150-150. SMS также может иметь функцию ретрансляции, так что N мобильных станций 150-150 могут выполнять передачу данных друг с другом через SMS 155. SMS 155 может представлять собой MS, которая устанавливается вручную или автоматически для того, чтобы служить в качестве SMS в децентрализованной сети 140.
Все MS в децентрализованной сети 140 могут работать по широкополосному беспроводному стандарту. В одном варианте осуществления широкополосный беспроводный стандарт представляет собой стандарт IEEE 802.16. Все MS в децентрализованной сети 140 также могут иметь все обязательные функции, описанные в спецификациях WiMAX и/или мобильной WiMAX и/или WiBro. Любая одна из MS в децентрализованной сети 140 может стать SMS. Посредством применения упрощенного протокола передачи данных широкополосного беспроводного стандарта (например, IEEE 802.16), MS, включая SMS, участвующие в децентрализованной передаче данных, могут иметь упрощенную конструкцию и сложность, приводя к низкой стоимости, высокой надежности, эффективной передаче данных и удобству для пользователя или пользователей.
j
j
j
j
Фиг.2 представляет собой схему, иллюстрирующую мобильную станцию 150/155, показанную на Фиг.1, согласно одному варианту осуществления изобретения. MS 150/155 включает в себя антенну 210, RF-приемопередатчик 220, физический уровень (PHY) 230, процессор 240 управления доступом к среде передачи (МАС), процессор 250, память 260, запоминающее устройство 270 и устройство 280 ввода-вывода (I/O). Отмечается, что мобильная станция 150/155 может включать в себя больше или меньше вышеупомянутых компонентов. Мобильная станция 150/155 может представлять любую из MS, включая SMS, в децентрализованной сети 140.
Антенна 210 представляет собой антенну, предназначенную для беспроводного мобильного устройства. Она может работать в частотном диапазоне, подходящем для беспроводной передачи данных в децентрализованной сети 140. Она может иметь зону непрямой видимости (NDLOS). В одном варианте осуществления частотный диапазон может быть от 2,5 до 3,5 ГГц и может быть совместимым со стандартами IEEE 802.16 и 802.20. RF-приемопередатчик 220 представляет собой узел, который включает в себя функциональные возможности приемника и передатчика, такие как фильтры, модулятор, демодулятор и т.д., для преобразования цифровых данных в аналоговый модулирующий сигнал и затем в RF-сигнал и для преобразования RF-сигнала в аналоговый модулирующий сигнал и затем в цифровые данные.
PHY 230 выполняет функции обработки сигнала физического уровня. В одном варианте осуществления функции обработки сигнала основываются на технологии мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), используемой в стандарте IEEE 802.16. Эти функции могут включать в себя канальное кодирование, обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) для тракта передатчика, и синхронизацию, быстрое преобразование Фурье (FFT), коррекцию и канальное декодирование для тракта приемника. Он может быть специализированным процессором, специализированной интегральной схемой (ASIC), программируемой вентильной матрицей (FPGA), процессором цифровой обработки сигналов (DSP) или любым другим устройством, который может выполнять требуемые функции обработки сигнала физического уровня.
Процессор 240 МАС выполняет функции МАС, такие как сетевой вход, синхронизация DL, начальный выбор диапазона, регистрация, возможность соединения по протоколу Интернета (IP), создание протокольного узла данных (PDU), планирование и т.д. Им может быть программируемый DSP, ASIC или любой другой подходящий процессор.
Процессор 250 может быть центральным процессором архитектуры любого типа, таким как процессоры, использующие гиперпотоковую технологию, технологию обеспечения безопасности, сетевую технологию, технологию цифровой мультимедиа, процессоры с одним ядром, процессоры со многими ядрами, встроенные процессоры, мобильные процессоры, микроконтроллеры, процессоры цифровой обработки сигнала, суперскалярные компьютеры, векторные процессоры, компьютеры с одним потоком команд и множеством потоков данных (SIMD), компьютеры со сложным набором команд (CISC), компьютеры с сокращенным набором команд (RISC), архитектуру с командными словами очень большой длины или гибридную архитектуру.
Память 260 хранит системный код и данные. Память 260 обычно реализуется при помощи динамического оперативного запоминающего устройства (DRAM), статического оперативного запоминающего устройства (SRAM) или любых других типов памяти, включая те, которые не требуют обновления. Память 260 может включать в себя многочисленные каналы запоминающих устройств, таких как DRAM. Память 260 может включать в себя модуль 265 децентрализованной передачи данных. Модуль 265 децентрализованной передачи данных включает в себя программные инструкции и данные для выполнения децентрализованной передачи данных для децентрализованной сети 140 (Фиг.1). Отмечается, что функции модуля 265 децентрализованной передачи данных могут выполняться процессором 240 МАС полностью или частично. Узел обработки децентрализованной передачи данных, поэтому, может включать в себя любой один из модуля 265 децентрализованной передачи данных, процессора 240 МАС, комбинации модуля 265 децентрализованной передачи данных и процессора 240 МАС, выделенного процессора, специализированного программируемого процессора или любого узла обработки, который может выполнять операции децентрализованной передачи данных, описанные ниже. Кроме того, узел обработки децентрализованной передачи данных может быть реализован полностью или частично аппаратными средствами, программными средствами/аппаратно-программными средствами или любой комбинацией аппаратных, программных и аппаратно-программных средств.
Межсоединение или шина 255 обеспечивает интерфейс для периферийных устройств. Межсоединение 255 может быть типа точка-точка или может подключаться к многочисленным устройствам. Для ясности, не все межсоединения показаны. Предполагается, что межсоединение 255 может включать в себя любое межсоединение или шину, такую как межсоединение периферийных компонентов (PCI), PCI Express, универсальную последовательную шину (USB), интерфейс малых вычислительных систем (SCSI), последовательный SCSI и интерфейс Direct Media (DMI) и т.д.
Запоминающее устройство 270 может хранить архивную информацию, такую как код, программы, файлы, данные и приложения. Запоминающее устройство может включать в себя полупроводниковые флэш-памяти, компакт-диск, доступный только для чтения (CD-ROM), цифровой многофункциональный диск (DVD), любое другое магнитное или оптическое запоминающее устройство. Запоминающее устройство обеспечивает механизм для считывания доступной для машины информации.
Устройство 280 ввода-вывода может включать в себя любое устройство ввода-вывода для выполнения функций ввода-вывода. Устройство ввода-вывода может сопрягаться с дисплеем 282 и устройством 284 введения ввода (например, клавиатура, мышь) для пользовательского интерфейса.
Фиг.3 представляет собой схему, иллюстрирующую модуль 265 децентрализованной передачи данных согласно одному варианту осуществления изобретения. Модуль 265 децентрализованной передачи данных включает в себя модуль 310 конфигурирования, модуль 340 вхождения и модуль 350 передачи данных. Отмечается, что модуль 265 децентрализованной передачи данных может включать в себя больше или меньше вышеупомянутых компонентов. Кроме того, любой из вышеупомянутых компонентов может быть реализован аппаратной схемой, программным/аппаратно-программным модулем или любой комбинацией аппаратных, программных и аппаратно-программных средств.
Модуль 310 конфигурирования конфигурирует децентрализованный режим для первой мобильной станции (MS), работающей в децентрализованной сети по широкополосному беспроводному стандарту. В одном варианте осуществления широкополосным беспроводным стандартом является IEEE 802.16. Модуль 310 конфигурирования конфигурирует параметры 320 децентрализованного режима. Эти параметры включают в себя имя 322 MS, рабочий режим 324, ключи 326 шифрования и частотные каналы 328. Рабочий режим 324 включает в себя режим 332 MS, режим 334 SMS и автоматический режим 336. Имя 322 MS может использоваться в качестве имени узла MS и может отображаться при помощи SMS в децентрализованной сети 140.
Модуль 340 вхождения выполняет вхождение в передачу данных в децентрализованном режиме, имеющую упрощенный протокол передачи данных широкополосного беспроводного стандарта. Модуль 340 вхождения выполняет поиск SMS во время начальной фазы децентрализованной передачи данных. Модуль 340 вхождения может использовать таймер 345 для установки периода поиска. Таймер 345 может инициализироваться предварительно определенным интервалом времени. Когда истекает время в таймере, это указывает, что период поиска завершен. Таймер 345 затем может повторно инициализироваться для следующего периода поиска, если необходимо.
Модуль 350 передачи данных передает данные по меньшей мере другой MS, используя передачу данных в децентрализованном режиме. Модуль 350 передачи данных использует упрощенный протокол передачи данных посредством выполнения нескольких операций, действий или задач, которые упрощают протокол передачи данных беспроводного стандарта (например, IEEE 802.16).
Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 400 для выполнения децентрализованной передачи данных согласно одному варианту осуществления изобретения. Процесс 400 может выполняться любой одной из MS в децентрализованной сети 140 (Фиг.1).
При выполнении операции Начало процесс 400 конфигурирует децентрализованный режим для первой мобильной станции (MS), работающей в децентрализованной сети по широкополосному беспроводному стандарту (блок 410). Первой MS может быть MS, которая исполняет процесс 400. Затем процесс 400 выполняет вхождение в передачу данных в децентрализованном режиме, имеющую упрощенный протокол передачи данных широкополосного беспроводного стандарта (блок 420). Затем процесс 400 передает данные на вторую MS, используя передачу данных в децентрализованном режиме (блок 430). Процесс 400 затем завершается.
Фиг.5 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 410, показанный на Фиг.4, для конфигурирования децентрализованного режима согласно одному варианту осуществления изобретения.
При выполнении операции Начало процесс 410 конфигурирует параметры децентрализованного режима (блок 510). Параметры децентрализованного режима включают в себя параметры, которые могут использоваться для децентрализованной передачи данных. Эти параметры могут включать в себя имя MS, рабочий режим, ключи шифрования и частотные каналы. Имя MS представляет собой дружественное имя пользователя, назначенное узлу MS, и может использоваться SMS в децентрализованной сети 140 для отображения пользователю. Рабочий режим может представлять собой ручной режим или автоматический режим. Ручной режим дает возможность пользователю устанавливать, чтобы режимом MS был MS или SMS в децентрализованной сети. Автоматический режим сначала автоматически выполняет поиск SMS. Когда нет SMS, обнаруженной во время периода поиска, устройство само устанавливает себя в качестве SMS. Когда имеется по меньшей мере одна SMS, обнаруженная во время периода поиска, устройство позволяет пользователю выбрать SMS. Затем процесс 510 завершается.
Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 420, показанный на Фиг.4, для вхождения в передачу данных в децентрализованном режиме согласно одному варианту осуществления изобретения.
При выполнении операции Начало процесс 420 определяет рабочий режим (блок 610). Рабочим режимом может быть любой один из ручного режима и автоматического режима. Ручной режим представляет собой режим, в котором режим работы устанавливается вручную или пользователем, или по умолчанию. Рабочим режимом может быть режим MS, режим SMS или автоматический режим.
Если рабочим режимом является MS, процесс 420 выполняет поиск одной или нескольких SMS во время периода поиска (блок 625). Период поиска может устанавливаться по умолчанию. Затем процесс 420 определяет, имеются ли обнаруженные SMS (блок 630). Если да, процесс 420 отображает все обнаруженные SMS на дисплее, давая возможность пользователю выбрать (блок 635). В противном случае, процесс 420 переходит на блок 640. В блоке 640 процесс 420 определяет выбор пользователя. Если пользователь выбирает следующий поиск, процесс 420 возвращается на блок 625 для продолжения поиска другой SMS. Если пользователь выбирает завершение, процесс 420 завершается. Если пользователь выбирает SMS, процесс 420 переходит на блок 660.
Если рабочим режимом является SMS, процесс 420 выполняет поиск доступного или пустого частотного канала (блок 670). Затем процесс 420 начинает передачу данных в децентрализованном режиме в качестве децентрализованной SMS (блок 675) и затем завершается.
Если рабочим режимом является автоматический, процесс 420 выполняет поиск SMS во время периода поиска (блок 645). Период поиска может устанавливаться таймером. Затем процесс 420 определяет, обнаружена ли SMS во время периода поиска (блок 650). Если нет, процесс 420 переходит на блок 670. В противном случае, процесс 420 отображает все обнаруженные SMS для выбора пользователем (блок 655). Затем процесс 420 дает возможность пользователю выбрать SMS (блок 660). Затем процесс 420 начинает передачу данных в децентрализованном режиме на выбранную SMS (блок 665). Затем процесс 420 завершается.
1
P
Фиг.7 представляет собой схему, иллюстрирующую упрощенную структуру 700 кадра согласно одному варианту осуществления изобретения. Упрощенная структура 700 кадра включает в себя PDU 710 PHY DL, зазор 715 перехода передача/прием (TTG), интервал 720 начального выбора диапазона IRNG, Р сообщений 730-730 PDU PHY UL и зазор 740 перехода прием/передача (RTG).
1
N
Сообщение 710 PDU PHY DL включает в себя преамбулу 752, управляющий заголовок 754 кадра (FCH) и кластер 756 DL. FCH 754 может использоваться для описания кластера 756 DL и количества MS в децентрализованной сети 140. Эта информация используется для вычисления смещения во времени, как описано ниже. FCH 754 также может использоваться для хранения типа модуляции каждого кластера UL вместо сообщения дескриптора канала восходящей линии связи (UCD), так что сообщение UCD может быть исключено. FCH 754 также может использоваться для хранения типа модуляции кластера DL, так что сообщение дескриптора канала нисходящей линии связи (DCD) может быть исключено. Кластер 756 DL включает в себя широковещательное сообщение 762, N PDU 1 MAC - PDU N MAC 764-764 и заполнитель 766. Кластер 756 DL пакует все сообщения PDU MAC DL. Эти поля сообщений могут упрощаться для передачи данных в децентрализованном режиме, как описано ниже.
j
j
j
PDU 730PHY UL включает в себя преамбулу 772, кластер 774 UL и зазор 776 разделения SS (SSSG). Процесс выбора диапазона может опускаться посредством распределения интервала кластера UL для PDU 730 PHY UL достаточно длительным, чтобы исключить эффект задержки на распространение, который может вызвать конфликт между сообщениями PDU PHY UL, причем каждый посылается различными MS. PHY SMS может синхронизировать PDU PHY UL, даже если они не поступают точно на границе каждого запланированного времени начала кластера UL посредством присоединения преамбулы 772 в начале PDU 730 PHY UL. Преамбула 772 достаточно продолжительная для того, чтобы SMS обнаружила тактирование, частоту, сдвиг мощности и т.д., которая также необходима для исключения процесса выбора диапазона.
Фиг.8А представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 430, показанный на Фиг.4, для передачи данных на другую MS согласно одному варианту осуществления изобретения.
При выполнении операции Начало процесс 430 может выполнять по меньшей мере одну из нескольких задач упрощения в блоках 820, 830, 840 или 850. Эти задачи упрощения обеспечивают упрощенный протокол передачи данных широкополосного беспроводного стандарта (например, IEEE 802.16), используемого MS в децентрализованной сети 140. Процесс 430 может упрощать начальный выбор диапазона (блок 820), сообщения широковещательного управления (блок 830), сетевой вход (840) или распределение и планирование полосы частот (блок 850). Процесс 430 затем завершается.
Фиг.8В представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 820, показанный на Фиг.8А, упрощения выбора диапазона согласно одному варианту осуществления изобретения.
После выполнения операции Начало процесс 820 может выполнять по меньшей мере одну из операций или действий в блоках 822 и 824. Процесс 820 может распределять интервал кластера UL достаточно длительным, чтобы предотвратить конфликт между PDU PHY UL, каждый из которых передается от различных MS (блок 822). Процесс 820 может присоединять длинную преамбулу в начале сообщения PDU PHY UL, способствующую обнаружению и декодированию PDU PHY UL при помощи SMS (блок 824). Затем процесс 820 завершается.
Фиг.8С представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 830, показанный на Фиг.8А, для упрощения сообщений широковещательного управления согласно одному варианту осуществления изобретения. Стандарты IEEE 802.16 вводят протокол доступа к среде передачи DL (MAP DL), MAP UL, сообщения дескриптора канала нисходящей линии связи (DCD) и дескриптора канала восходящей линии связи (UCD). MAP DL включает в себя информацию о кодировании кластеров DL, и MAP UL включает в себя информацию о кодировании кластеров UL. DCD и UCD включают в себя информацию о канале нисходящей линии связи и восходящей линии связи соответственно. Передача этих сообщений широковещательного управления представляет собой собственную функциональную способность BS, которая может не потребоваться при передаче данных в децентрализованном режиме и может упрощаться или исключаться.
После выполнения операции Начало процесс 830 может выполнять по меньшей мере одну из операций или действий в блоках 832, 834, 836 и 838. Процесс 830 может исключать сообщения MAP DL посредством упаковки всех сообщений PDU MAC DL в единственный кластер DL (блок 832). Это показано на Фиг.7. Единственный кластер 756 DL (Фиг.7) включает в себя широковещательное сообщение 762 и одноадресные сообщения для MS в децентрализованной сети 140 (Фиг.1).
Процесс 830 может исключать сообщения MAP UL посредством вычисления смещения во времени кластера UL, используя количество MS в децентрализованной сети и базовую идентификацию соединения (CID) (блок 834). MAP UL задает смещение и длительность каждого кластера UL, а также время начала UL, которое сообщает границу нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Информация о времени начала UL не является необходимой, если она не меняется от кадра к кадру и известна каждой станции в децентрализованной сети 140. SMS и все MS, работающие в децентрализованном режиме, могут иметь фиксированное значение по умолчанию времени начала UL, TTG 715, IRNG 720 и RTG 740, как показано на Фиг.7. MS может вычислять смещение во времени кластера UL, который распределяется для себя, используя следующие параметры: (1) количество MS в децентрализованной сети 140, которое устанавливается в FCH 754 (Фиг.7). FCH 754 имеет пространство для описания до 4 последующих кластеров DL, один из которых используется для описания кластера1 756 DL, и другие поля могут использоваться для описания количества MS. MS известно смещение во времени каждого кластера UL посредством деления всей части кластеров UL на количество MS; (2) базовую CID, которая включается в упрощенное сообщение IRNG-RSP (ответ начального выбора диапазона), посылаемого при помощи SMS. Если базовая CID MS равна 1, она может использовать первый кластер UL для передачи.
Процесс 830 может исключать сообщение UCD посредством включения информации о модуляции в FCH (блок 836). Сообщение UCD включает в себя профиль кластера UL, который используется для уведомления о типе модуляции каждого кластера UL и некоторой канальной информации. SMS может включать в себя типы модуляции каждого или всего кластера UL в FCH 754 (Фиг.7), так что SMS необязательно широковещательно передавать сообщения UCD.
Процесс 830 может упрощать сообщение DCD посредством исключения профиля кластера DL, кода длительности кадра, зазора перехода передачи/приема (TTG) и зазора перехода приема/передачи (RTG) (блок 838). Сообщение DCD включает в себя профиль кластера DL, который используется для уведомления о типе модуляции каждого кластера DL и некоторой канальной информации. SMS может исключать профиль кластера DL, так как тип модуляции кластера DL описывается в FCH 754 (Фиг.7). SMS может исключать код длительности кадра, TTG 715, RTG 740, так как эти значения могут устанавливаться в качестве значений по умолчанию в децентрализованном режиме. SMS также может исключать все другие поля для упрощения сообщения DCD, но может включать поле «имя SMS», которое не определено в стандартах IEEE 802.16. Имя SMS может использоваться для того, чтобы MS отображала список сканированных SMS для удобства пользователя. Процесс 820 затем завершается.
Фиг.8D представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 840, показанный на Фиг.8А, для упрощения сетевого входа согласно одному варианту осуществления изобретения. Во время процесса инициализации имеется много этапов согласно стандартам IEEE 802.16. BS принимает решение и составляет ответное сообщение и передает его для каждого запроса. Эти задачи не являются необходимыми при передаче данных в децентрализованном режиме и поэтому могут упрощаться.
При выполнении операции Начало процесс 840 может выполнять по меньшей мере одну из операций или действий в блоках 841, 842, 843, 844, 845, 846 и 847. Эти операции упрощают процедуры сетевого входа для передачи данных в децентрализованном режиме.
Процесс 840 может использовать фиксированные значения по умолчанию длительности кадра и индекса циклического префикса (CP) (блок 841). Посредством использования фиксированных значений по умолчанию MS может значительно уменьшать количество пробных комбинаций во время фазы поиска или сканирования.
Процесс 840 может исключать информацию о мощности, тактировании и частотном сдвиге в ответном сообщении начального выбора диапазона (блок 842). Как описано ранее, эти данные могут исключаться в сообщении IRNG, хотя базовая CID может включаться для идентификации MS в децентрализованной сети 140 (Фиг.1).
Процесс 840 может включать в себя базовую идентификацию соединения (CID) для идентификации MS в децентрализованной сети (блок 843). IRNG может включать в себя имя MS, которое может устанавливаться пользователем. Имя MS не определяется в стандарте IEEE 802.16. Оно может использоваться для того, чтобы SMS отображала список участвующих в передаче данных MS для удобства пользователя.
Процесс 840 может пропускать согласование базовых возможностей посредством использования фиксированных значений по умолчанию режима автоматического запроса повторения (ARQ), режима фрагментации и режима упаковки (блок 844).
Процесс 840 может пропускать авторизацию и регистрацию абонентской станции (SS) (блок 845). SMS и все MS в децентрализованной сети 140 (Фиг.1) могут не использовать протокол управления секретными ключами (PKM). Ключ шифрования полезной нагрузки и алгоритм шифрования могут устанавливаться пользователем вручную, или полезная нагрузка может не шифроваться, если пользователь не включит режим шифрования полезной нагрузки.
Процесс 840 может пропускать необязательный процесс, определенный в широкополосном беспроводном стандарте (блок 846). Необязательный процесс включает в себя по меньшей мере одно из установления возможности подключения по протоколу Интернета (IP), установления времени дня и пересылки рабочих параметров. SMS и MS в децентрализованной сети могут использовать установленный пользователем вручную адрес IP или автоматически сгенерированный статический адрес IP, в котором младший байт адреса IP может выводиться из базовой CID.
Процесс 840 может устанавливать единственное соединение, пронумерованное базовой CID (блок 847). По стандартам IEEE 802.16 MS имеет многочисленные логические соединения для обеспечения качества обслуживания (QoS), которое описывается многими параметрами и используется для того, чтобы BS планировала сетевой трафик. Они могут не требоваться в децентрализованной сети. MS, работающая в децентрализованном режиме, может использовать только одно соединение. Это единственное соединение может нумероваться базовой CID. Это соединение может передавать и принимать все типы потоков данных, а также сообщений управления.
Процесс 840 может выполнять одно или несколько упрощений, описанных выше. Затем процесс 840 завершается.
Фиг.8Е представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс 850, показанный на Фиг.8А, для упрощения распределения и планирования полосы частот согласно одному варианту осуществления изобретения.
После выполнения операции Начало процесс 850 устанавливает тип планирования соединения на службу предоставления доступа без требования (UGS) по умолчанию (блок 852). Стандарты IEEE 802.16 определяют несколько типов способа планирования, такие как служба предоставления доступа без требования (UGS), служба опроса в реальном времени (rtPS), служба опроса не в реальном времени (nrtPS), наилучшего возможного (BE) и т.д. BS ссылается на тип каждого соединения для распределения субкадра UL. Кроме того, BS принимает сообщения запроса полосы частот от MS, извлекает запрошенную величину и принимает решение, какая полоса частот должна быть распределена соединению посредством ссылки на предысторию передачи и параметры QoS запрашиваемого соединения. Эти операции могут не требоваться при передаче данных в децентрализованном режиме. В децентрализованной сети SMS и MS могут использовать только одно базовое соединение, как описано выше. Тип планирования соединения может устанавливаться на UGS по умолчанию. Затем процесс 850 завершается.
Элементы одного варианта осуществления изобретения могут быть реализованы аппаратными средствами, аппаратно-программными средствами, программными средствами или любой их комбинацией. Термин «аппаратные средства» ссылается, в основном, на элемент, имеющий физическую конструкцию, такой как электронные, электромагнитные, оптические, электрооптические, механические, электромеханические детали и т.д. Термин «программные средства» ссылается, в основном, на логическую структуру, способ, процедуру, программу, подпрограмму, процесс, алгоритм, формулу, функцию, выражение и т.д. Термин «аппаратно-программные средства» ссылается, в основном, на логическую структуру, способ, процедуру, программу, подпрограмму, процесс, алгоритм, формулу, функцию, выражение и т.д., которые реализованы или воплощены аппаратной конструкцией (например, флэш-памятью, постоянным запоминающим устройством (ROM), стираемым программируемым постоянным запоминающим устройством (EPROM)). Примеры аппаратно-программных средств могут включать в себя микрокод, записываемую управляющую память, микропрограммную структуру. Когда реализованы программными средствами или аппаратно-программными средствами, элементы варианта осуществления настоящего изобретения представляют собой, по существу, сегменты кода для выполнения необходимых задач. Программные средства/аппаратно-программные средства могут включать в себя фактический код для выполнения операций, описанных в одном варианте осуществления изобретения, или код, который эмулирует или моделирует операции. Программа или сегменты кода могут сохраняться на доступной для процессора или машины среде или передаваться сигналом компьютерных данных, осуществленным в несущей волне, или сигналом, модулированным несущей, по среде передачи. «Считываемая процессором или доступная для процессора среда» или «считываемая машиной или доступная для машины среда» может включать в себя любую среду, которая может хранить, передавать или пересылать информацию. Примеры считываемой процессором или доступной для машины среды включают в себя электронную схему, полупроводниковое запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память, стираемое программируемое ROM (EPROM), гибкий диск, компакт-диск только для чтения (CD-ROM), оптический диск, жесткий диск, волоконно-оптическую среду, радиочастотную (RF) линию связи и т.д. Сигнал компьютерных данных может включать в себя любой сигнал, который может распространяться по среде передачи, такой как электронные сетевые каналы, оптоволоконные, воздушные, электромагнитные, RF-линии связи и т.д. Сегменты кода могут загружаться по компьютерным сетям, таким как Интернет, интрасеть и т.д. Доступная для машины среда может воплощаться в изделии. Доступная для машины среда может включать в себя информацию или данные, которые, когда к ним обращается машина, вызывают выполнение машиной операций или действий, описанных выше. Доступная для машины среда также может включать в себя программный код, внедренный в нее. Программный код может включать в себя считываемый машиной код для выполнения операций, описанных выше. Термин «информация» или «данные» ссылается в данном случае на любой тип информации, которая кодируется для считываемых машиной целей. Поэтому она может включать в себя программу, код, данные, файл и т.д.
Весь или часть варианта осуществления изобретения может быть реализована аппаратными средствами, программными средствами или аппаратно-программными средствами или любой их комбинацией. Аппаратный, программный или аппаратно-программный элемент может иметь несколько модулей, соединенных друг с другом. Аппаратный модуль соединяется с другим модулем механическими, электрическими, оптическими, электромагнитными или любыми физическими соединениями. Программный модуль связывается с другим модулем посредством вызова функции, процедуры, метода, части программы или подпрограммы, перехода, ссылки, параметра, переменной и передачи аргументов, возврата из функции и т.д. Программный модуль связывается с другим модулем для приема переменных, параметров, аргументов, указателей и т.д., и/или генерирования или передачи результатов, обновленных переменных, указателей и т.д. Аппаратно-программный модуль связывается с другим модулем любой комбинацией способов связывания аппаратных и программных средств выше. Аппаратный, программный или аппаратно-программный модуль может связываться с любым другим аппаратным, программным или аппаратно-программным модулем. Модуль также может представлять собой программный драйвер или интерфейс для взаимодействия с операционной системой, выполняющейся на платформе. Модуль также может представлять собой аппаратный драйвер для конфигурирования, установки, инициализации, посылки и приема данных на аппаратное устройство и от него. Устройство может включать в себя любую комбинацию аппаратных, программных и аппаратно-программных модулей.
Хотя изобретение было описано в виде нескольких вариантов осуществления, для специалиста в данной области техники понятно, что изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, но может быть осуществлено на практике с модификацией и изменением в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Описание, таким образом, должно рассматриваться как иллюстративное вместо ограничительного.