СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРОГРАММНОЕ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ОБМЕНА ЗАПРОСАМИ ЗОНДИРОВАНИЯ И ОТКЛИКАМИ НА ЗАПРОСЫ ЗОНДИРОВАНИЯ
METHOD, APPARATUS AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR EXCHANGE OF PROBING REQUESTS AND RESPONSES TO PROBING REQUESTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к беспроводной связи, а более конкретно - к усовершенствованию процесса обнаружения беспроводных сетей.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В современном обществе широко используются устройства беспроводной связи, от которых во многом зависит деятельность их пользователей, эти устройства применяются в различных целях, например для установления связи с другими пользователями таких устройств. Для беспроводной связи могут использоваться различные устройства - от переносных устройств, питаемых от батареи, до стационарных бытовых и/или коммерческих устройств, использующих в качестве источника питания электрическую сеть. Вследствие быстрого развития устройств беспроводной связи возник ряд областей, позволяющих применять совершенно новые типы связи.
Сети сотовой связи облегчают выполнение процесса связи в пределах протяженных географических зон. Эти сетевые технологии в целом были разделены на поколения, от первого (1G), которое датируется периодом конца 1970-х начала 1980-х годов, в который появились аналоговые сотовые телефоны, предоставлявшие основные услуги речевой связи, и до современного поколения цифровых сотовых телефонов. GSM является примером широко распространенной цифровой сотовой сети второго поколения (2G), в которой в Европе связь осуществляется в диапазонах 900 МГц/1,8 ГГц, а в США - в диапазонах 850 МГц и 1,9 ГГц. Хотя протяженные сети связи, такие как GSM, являются достаточно приемлемым средством для передачи и приема данных благодаря своей стоимости, поддерживаемому трафику и соображениям, связанным с законодательными актами, эти сети могут не подходить для всех применений, относящихся к передаче данных.
Технологии, обеспечивающие связь с малым радиусом действия, позволяют решать некоторые из проблем, характерных для связи в пределах протяженных сотовых сетей. Bluetooth™ представляет собой пример технологии беспроводной связи малого радиуса действия, быстро распространяющейся на рынке. Помимо Bluetooth™ имеются другие популярные технологии беспроводной связи малого радиуса действия, включая, например, Bluetooth™ Low Energy (технология Bluetooth с низким энергопотреблением), локальную беспроводную сеть (WLAN, wireless local area network) IEEE 802.11, беспроводную универсальную последовательную шину (WUSB, Wireless Universal Serial Bus), сверхширокополосную сеть (UWB, Ultra Wideband), ZigBee (IEEE 802.15.4 и IEEE 802.15.4a) и идентификацию no радиочастотному коду в диапазоне ультравысоких частот (UHF RFID, ultra-high frequency radio frequency identification). Все эти технологии беспроводной связи обладают характеристиками и преимуществами, делающих их приемлемыми для различных применений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В этом описании раскрываются варианты осуществления способа, устройства и компьютерного программного изделия, предназначенных для усовершенствования процесса обнаружения беспроводных сетей.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ включает передачу беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика; и
прием одного или более откликов от одного или более беспроводных устройств, которые могут удовлетворять по меньшей мере одному условию.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение представляет собой запрос зондирования или запрос услуги общего извещения.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение содержит пороговое значение мощности приема, и условие для отклика состоит в том, что мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах превышает пороговое значение мощности приема.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение содержит одно или более пороговых значений, связанных с уровнем обслуживания, включая пороговое значение нагрузки BSS, пороговое значение средней задержки доступа BSS, пороговое значение доступной емкости BSS, пороговое значение задержки AC BSS или пороговое значение расширенного элемента нагрузки BSS, и условие для отклика заключается в том, что значения нагрузки BSS, средней задержки доступа BSS, доступной емкости BSS, задержки AC BSS или расширенного элемента нагрузки BSS одного или более беспроводных устройств меньше соответствующего порогового значения. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение содержит спецификацию одного или более типов выбранных откликов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, включая кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что
переданное беспроводное сообщение является первым кадром управления, а один или более откликов являются вторыми кадрами управления.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение представляет собой широковещательное сообщение и/или многоадресное сообщение.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что
информация об одном или более беспроводных устройствах содержится в базе данных местоположения.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что
один или более откликов от одного или более беспроводных устройств направляются одним или более беспроводными устройствами в другое беспроводное устройство.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также включает
прием от одного или более идентифицированных беспроводных устройств одного или более типов выбранных откликов, включая кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка, и
оценку качества линии связи к одному или более идентифицированных беспроводных устройств с использованием принятого отклика.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения устройство содержит
по меньшей мере один процессор;
по меньшей мере один модуль памяти, в которой хранится компьютерный программный код;
при этом по меньшей мере один модуль памяти и компьютерный программный код сконфигурированы таким образом, чтобы при взаимодействии по меньшей мере с одним процессором устройство выполняло по меньшей мере следующие операции:
передачу беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика; и
прием одного или более откликов от одного или более беспроводных устройств, которые могут удовлетворять по меньшей мере одному условию.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения компьютерное программное изделие содержит исполняемый компьютером программный код, записанный на машиночитаемом носителе информации, при этом компьютерный программный код, выполняемый процессором, содержит
код для передачи по беспроводной сети сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика; и
код для приема одного или более откликов от одного или более беспроводных устройств, которые могут удовлетворять по меньшей мере одному условию.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ включает
прием устройством от передающего устройства переданного беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от устройства, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве, уровень обслуживания устройства или идентификацию устройства и то, что устройство может отвечать с использованием выбранного отклика;
определение устройством, удовлетворяет ли оно по меньшей мере одному условию; и
передачу отклика устройством.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение представляет собой запрос зондирования или запрос услуги общего извещения.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что переданное беспроводное сообщение содержит пороговое значение мощности приема, и условие для отклика состоит в том, что мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах превышает пороговое значение мощности приема; и
устройство определяет, может ли оно удовлетворять по меньшей мере одному условию, состоящему в том, что мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве больше порогового значения мощности приема.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что
переданное беспроводное сообщение содержит одно или более пороговых значений, связанных с уровнем обслуживания, включая пороговое значение нагрузки BSS, пороговое значение средней задержки доступа BSS, пороговое значение доступной емкости BSS, пороговое значение задержки AC BSS или пороговое значение расширенного элемента нагрузки BSS, и условие для отклика заключается в том, что значения нагрузки BSS, средней задержки доступа BSS, доступной емкости BSS, задержки AC BSS или расширенного элемента BSS устройства меньше соответствующего порогового значения; и
определение устройством, что оно может удовлетворять по меньшей мере одному условию на основе того, что указанные значения в устройстве ниже соответствующего порогового значения.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также отличается тем, что
переданное беспроводное сообщение содержит спецификацию одного или более типов выбранных откликов от устройства, включая кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка; и
способ включает определение устройством того, что оно может удовлетворять по меньшей мере одному условию, состоящему в том, что устройство имеет заданную идентификацию и может отвечать с использованием выбранного отклика.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ также включает
пересылку отклика в другое беспроводное устройство.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения устройство содержит
по меньшей мере один процессор; и
по меньшей мере один модуль памяти, в которой хранится компьютерный программный код;
при этом по меньшей мере один модуль памяти и компьютерный программный код сконфигурированы таким образом, чтобы при взаимодействии по меньшей мере с одним процессором устройство выполняло по меньшей мере следующие операции:
прием устройством от передающего устройства переданного беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от устройства, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве, уровень обслуживания устройства или идентификацию устройства и то, что устройство может отвечать с использованием выбранного отклика;
определение устройством, удовлетворяет ли оно по меньшей мере одному условию; и
передачу отклика устройством.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения устройство также отличается тем, что
отклик передается путем всенаправленной передачи.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения компьютерное программное изделие содержит исполняемый компьютером программный код, записанный на машиночитаемом носителе информации, при этом компьютерный программный код, выполняемый процессором, содержит
код для приема устройством от передающего устройства беспроводного сообщения, содержащего
по меньшей мере одно условие для отклика от устройства, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве, уровень обслуживания устройства или идентификацию устройства и то, что устройство может отвечать с использованием выбранного отклика;
код для определения устройством, удовлетворяет ли оно по меньшей мере одному условию; и
код для передачи отклика устройством.
Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют усовершенствовать процесс обнаружения беспроводных сетей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1A показан пример схемы беспроводной сети, в которой передающий беспроводной узел осуществляет многоадресную передачу запроса зондирования, содержащего условия для отклика, в семь приемных беспроводных узлов, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1B показан пример схемы беспроводной сети, изображенной на фиг. 1A, в которой три приемных беспроводных узла, удовлетворяющих условиям для отклика, отвечают на запрос зондирования с помощью отклика, содержащего соответствующие им данные обнаружения, согласно примеру осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан пример широковещательной передачи передающим беспроводным узлом сообщения по беспроводной сети в виде обобщенного тела кадра, который содержит информационный элемент с условиями для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2A показан пример беспроводного сообщения, такого как кадр запроса зондирования, который содержит значение мощности приема запроса зондирования в приемных устройствах в виде условия для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2B показан пример беспроводного сообщения, такого как кадр запроса зондирования, который содержит уровень обслуживания приемных устройств в виде условия для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2C показан пример беспроводного сообщения, такого как кадр запроса зондирования, который идентифицирует приемные устройства, способные отвечать с использованием выбранного отклика, как условие для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2D показан пример формата тела кадра отклика на запрос зондирования в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3A показан пример сообщения, передаваемого по беспроводной сети в виде кадра начального запроса услуги общего извещения в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3B показан пример формата тела кадра отклика на начальный запрос услуги общего извещения в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4A показан пример алгоритма пошагового выполнения операций согласно реализации процедуры, выполняемой в передающем беспроводном узле, обозначенном как Узел A, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4B показан пример алгоритма пошагового выполнения операций согласно реализации процедуры, выполняемой в устройстве приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5A показан пример беспроводной сети и функциональная блок-схема передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, и приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 2, в которой передающий беспроводной узел, Узел A, передает кадр сообщения в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5B показан пример беспроводной сети и соответствующая фиг. 5 функциональная блок-схема передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, и приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 2, в которой приемный беспроводной узел, Узел 2, передает кадр отклика в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6 показан пример беспроводной сети и соответствующая фиг. 5A функциональная блок-схема передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, и региональной базы данных, содержащей географические местоположения беспроводных узлов и их адреса, в которой передающий беспроводной узел, Узел A, и региональная база данных взаимодействуют через глобальную беспроводную сеть в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Этот раздел разбит на следующие части:
A. Технология связи WLAN
1. МАС-кадры и информационные элементы согласно IEEE 802.11
2. Радиомаяк, запрос зондирования и отклик на запрос зондирования согласно IEEE 802.11
3. Услуга общего извещения (GAS, Generic Advertisement Service)
4. Wi-Fi Direct - программные точки доступа
B. Обмен запросами зондирования и откликами на запросы зондирования
A. ТЕХНОЛОГИЯ СВЯЗИ WLAN
Типовая беспроводная сеть, такая как беспроводная локальная сеть (WLAN, Wireless Local Area Network) может быть организована как набор независимых базовых услуг (IBSS, independent basic service set), ячеистый набор базовых услуг (MBSS, mesh basic service set) или как инфраструктурный набор базовых услуг (BSS, infrastructure basic service set). Беспроводные устройства в наборе независимых базовых услуг (IBSS) непосредственно взаимодействуют друг с другом, и точка доступа (АР, access point) отсутствует. Ячеистый набор базовых услуг (MBSS) состоит из автономных беспроводных устройств, которые устанавливают равноправные беспроводные линии связи, обеспечивающие средства для многозвенной связи. Инфраструктурный набор базовых услуг (BSS) содержит беспроводную точку доступа, которая может соединяться с одним или более серверами и периферийными устройствами по проводному магистральному соединению. В инфраструктурном BSS точка доступа представляет собой центральный концентратор, к которому мобильные беспроводные устройства подключаются по линии беспроводной связи. Мобильные беспроводные устройства обычно не взаимодействуют непосредственно, а опосредованно осуществляет связь друг с другом через точку доступа. Точка доступа может подключаться к другой точке доступа с помощью проводного магистрального соединения в расширенном наборе услуг (ESS, extended service set). Мобильные беспроводные устройства могут переключаться от одного беспроводного соединения с одной точкой доступа к другому беспроводному соединению с другой точкой доступа в ESS и при этом поддерживать связь с первой точкой доступа в ESS через проводное магистральное соединение.
В стандарте IEEE 802.11 указаны способы и технологии функционирования беспроводной локальной сети (WLAN). В качестве примеров можно привести спецификации IEEE 802.1 1b и 802.1 Ig беспроводной локальной сети, которые определяют основные технологии для традиционных применений WLAN в диапазоне 2,4 ГГц ISM. Различные поправки к стандарту IEEE 802.11, содержащиеся в протоколах IEEE 802.1 Ia, b, d, e, g, h, i, j, были объединены в базовый стандарт IEEE 802.11-2007. Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. (спецификации уровня управления беспроводным доступом к среде передачи и физического уровня), июнь 2007 г. (включенный в это описание посредством ссылки). С этого момента появляющиеся широкополосные приложения стимулировали интерес к развитию сверхскоростных беспроводных сетей для связи на короткие расстояния, например, это выразилось в появлении спецификации IEEE 802.1 In и планировании спецификаций IEEE 802.1 Iac и IEEE 802.1 Iad WLAN, которые предназначены для обеспечения очень высокой пропускной способности в высокочастотных диапазонах. Эти стандарты IEEE 802.11 применяются в таких изделиях как бытовая электроника, телефония, персональные компьютеры и точки доступа, используемых как в домашних условиях, так и в офисе.
В соответствии с примером осуществления беспроводные локальные сети (WLAN) обычно работают в нелицензионных диапазонах. Сети WLAN, соответствующие стандартам IEEE 802.1 Ib и 802.1 Ig, разработаны как базовые технологии для традиционных применений WLAN в диапазоне 2,4 ГГц ISM и имеют номинальную дальность 100 метров. Стандарт WLAN IEEE 802.11 ah разработан для функционирования в диапазоне 900 МГц ISM на более протяженных дистанциях и с меньшими потерями от препятствий вследствие большей длины волны.
1. МАС-кадры и информационные элементы согласно IEEE 802.11
В протоколе IEEE 802.11 определено три основных типа кадров управления доступом к среде передачи (MAC, medium access control): кадр управления, кадр контроля и кадр данных. Кадры управления обеспечивают услуги управления. В кадрах данных переносится полезная нагрузка. Кадры контроля содействуют выполнению процесса доставки кадров данных. Каждый МАС-кадр этих типов состоит из заголовка MAC, тела кадра и проверочной последовательности кадра (FCS, frame check sequence). Заголовок содержит управляющую информацию, используемую для определения типа МАС-кадра 802.11 и предоставления информации, необходимой для обработки МАС-кадра. Тело данных содержит данные или информацию, включаемые либо в кадры управления, либо в кадры данных. Проверочная последовательность кадра является значением, представляющим контроль циклическим избыточным кодом (CRC, cyclic redundancy check), выполненный по всем полям заголовка MAC и полю тела кадра.
Кадры управления используются для предоставления услуг управления, которые могут указываться с помощью полей переменной длины, называемых информационными элементами, которые включаются в тело МАС-кадра. Информационный элемент содержит три поля: функция элемента идентифицируется полем идентификатора элемента, размер содержится в поле длины, и информация, подлежащая доставке получателю, находится в информационном поле переменной длины.
2. Радиомаяк, запрос зондирования и отклик на запрос зондирования согласно IEEE 802.11
а. Радиомаяк
Кадр радиомаяка представляет собой кадр управления, который периодически передается, чтобы позволить беспроводным устройствам обнаружить и идентифицировать сеть. Кадр радиомаяка содержит следующие поля: временную метку, интервал передачи радиомаяка и информацию о возможностях. Временная метка содержит значение таймера синхронизации устройства в момент передачи кадра. Поле информации о возможностях представляет собой 16-битовое поле, которое идентифицирует возможности устройства. В кадре радиомаяка содержатся следующие информационные элементы: идентификатор набора услуг (SSID, service set identifier), поддерживаемые скорости передачи, один или более наборов физических параметров, необязательный набор бесконфликтных параметров и необязательная карта индикации трафика.
i. Сети инфраструктурного BSS с точкой доступа
В сетях инфраструктурного BSS с точкой доступа кадры радиомаяка используются для разрешения беспроводным устройствам должным образом устанавливать и поддерживать связь. Кадры радиомаяка передаются точками доступа через регулярные интервалы и содержат заголовок кадра и тело кадра с различной информацией, включая SSID, идентифицирующий имя конкретной WLAN, и интервал передачи радиомаяка, указывающий намеченный интервал времени между двумя сеансами передачи радиомаяка. Одно из назначений кадров радиомаяка состоит в информировании беспроводных устройств о присутствии точки доступа в соответствующей зоне. Точка доступа в сети WLAN инфраструктурного BSS IEEE 802.11 может представлять собой центральный концентратор, который ретранслирует все сеансы связи между мобильными беспроводными устройствами (STA) в инфраструктурном BSS. Если STA в инфраструктурном BSS желает передать кадр данных другому STA, то связь осуществляется с использованием двух звеньев. Вначале исходное устройство STA может передать кадр в АР. Затем АР может передать кадр во второе STA. В инфраструктурном BSS точка АР может передавать радиомаяки или отвечать на запросы зондирования, принятые из STA. После возможной аутентификации STA, которая может выполняться точкой доступа, между АР и STA может установиться связь, обеспечивающая обмен трафиком данных с АР. Точка доступа в инфраструктурном BSS может служить мостом для передачи трафика из BSS в распределительную сеть. Устройства STA, входящие в состав BSS, могут обмениваться пакетами с АР.
ii. Децентрализованные сети IBSS
Устройство децентрализованной сети, которое первым переходит в активный режим, устанавливает IBSS и начинает передавать радиомаяки для информирования других беспроводных устройств о присутствии в этой области децентрализованной сети. Другие децентрализованные беспроводные устройства после приема радиомаяка могут присоединиться к сети и принять параметры IBSS, такие как интервал передачи радиомаяка, содержащийся в кадре радиомаяка.
Каждое беспроводное устройство, которое присоединяется к децентрализованной сети, может периодически передавать радиомаяк, если к нему не поступает сигнал радиомаяка от другого устройства в течение короткого произвольного периода задержки после предположительного момента передачи радиомаяка. Если беспроводное устройство не принимает радиомаяк в течение произвольного периода задержки, то оно предполагает, что остальные беспроводные устройства в децентрализованной сети неактивны и требуется передать сигнал радиомаяка.
Сигнал радиомаяка периодически передается из децентрализованной сети. Кадр радиомаяка передается периодически и содержит адрес передающего устройства.
b. Запрос зондирования
Кадр запроса зондирования представляет собой кадр управления, который передается беспроводным устройством, пытающимся быстро обнаружить беспроводную локальную сеть (LAN). Он может использоваться для обнаружения только независимых наборов базовых услуг (IBSS), инфраструктурных наборов базовых услуг (BSS) или ячеистых наборов базовых услуг (MBSS), либо для обнаружения любого из этих наборов. Он может использоваться для обнаружения беспроводной LAN с конкретным SSID или для обнаружения любой беспроводной LAN. Кадр запроса зондирования может содержать произвольный запрос услуги.
Для сеансов активного сканирования беспроводное устройство выполняет либо широковещательную, либо одноадресную передачу запроса зондирования по каналу, который оно сканирует. В запросе зондирования может устанавливаться SSID в виде SSID с подстановочными символами либо в виде конкретного значения SSID. В запросе зондирования BSSID может устанавливаться в виде BSSID с подстановочными символами либо в виде конкретного значения BSSID. С помощью этих параметров беспроводное устройство может искать любые SSID или BSSID, любые объекты, представляющие конкретный SSID или конкретный BSSID. Беспроводное устройство добавляет любые принятые радиомаяки или отклики на запросы зондирования в котированный список сканирования BSSID. В пассивных сеансах сканирования беспроводное устройство не передает запрос зондирования, а вместо этого прослушивает канал в течение некоторого периода времени и добавляет любые принятые радиомаяки и отклики на запросы зондирования в свой котированный список сканирования BSSID. Беспроводное устройство может сканировать как инфраструктурные, так и децентрализованные сети, вне зависимости от текущих установок режима своей сети. Беспроводное устройство может использовать либо активные, либо пассивные способы сканирования, либо комбинацию обоих способов сканирования. Беспроводное устройство выполняет сканирование по всем частотным каналам и диапазонам, которые оно поддерживает.
i. Сети инфраструктурного BSS с точкой доступа
Беспроводное устройство может передавать запрос сканирования и принимать отклик на запрос сканирования от точки доступа в BSS. Запрос сканирования передается беспроводным устройством для получения информации от другой станции или точки доступа. Например, беспроводное устройство может передавать запрос зондирования для определения, доступна ли определенная точка доступа. В инфраструктурном BSS только АР отвечает на запросы зондирования. Отклик на запрос зондирования, возвращенный АР, содержит временную метку, интервал передачи радиомаяка и информацию о возможностях устройства. Он также содержит SSID набора BSS, информацию о поддерживаемых скоростях передачи и физические (PHY) параметры. Беспроводное устройство STA может узнать, что точка доступа принимает информацию об учетной записи STA.
Типовые правила, применимые беспроводным устройством сканирования (то есть сканером) и АР при использовании активного сканирования, определяются следующим образом:
1) Сканер (для каждого канала, подлежащего сканированию):
a. Устанавливает параметр ProbeTimer перед передачей запроса зондирования. В период времени, установленный таймером зондирования, устройство сканирования пытается получить данные, передаваемые в среде передачи, чтобы получить информацию NAV. Если переданные данные принимаются или истекает время, установленное при запуске таймера, устройство может передать запрос зондирования.
b. Передает кадр запроса зондирования (или множество таких кадров) с полями SSID и BSSID, установленными согласно команде сканирования;
с Обнуляет параметр ProbeTimer и запускает его снова после передачи запроса зондирования;
d. Если данные не обнаружены (не обнаружен какой-либо сигнал с достаточно высоким уровнем энергии) перед тем как время на таймере ProbeTimer достигает величины MinChannelTime (также называемой MinProbeResponseTime), переходит к сканированию следующего канала (если такой имеется), в противном случае, если время на таймере ProbeTimer достигает значения MaxChannelTime (то есть, MaxProbeResponseTime), обрабатывает все принятые отклики на запросы зондирования и переходит к сканированию следующего канала (если такой имеется).
2) Точки доступа:
а. АР возвращает отклик на запрос зондирования только при выполнении следующих условий:
i. Поле Address 1 (адрес 1) в кадре запроса зондирования определяет широковещательный адрес или конкретный МАС-адрес АР; и
ii. SSID в запросе зондирования представляет собой SSID с подстановочными символами, конкретный SSID для АР, либо конкретный SSID для АР включается в элемент списка SSID запроса зондирования, либо поле Address 3 (адрес 3) в запросе зондирования представляет собой BSSID с подстановочными символами или BSSID точки АР.
b. Кроме того, могут быть заданы некоторые дополнительные условия для генерации отклика на запрос зондирования. Обычно передатчик запроса зондирования указывает условия, которым должны соответствовать беспроводные устройства для передачи отклика на запрос зондирования. Все беспроводные устройства, которые соответствуют предъявленным условиям, осуществляют попытку передачи кадра отклика на запрос зондирования. Способ обмена сигналами определяется активным механизмом сканирования.
ii. Децентрализованные сети IBSS
В случае приема запроса зондирования беспроводное устройство должно передать отклик на запрос зондирования, если удовлетворяются условия, указанные в этом запросе зондирования. Если беспроводное устройство перемещается в зону связи любого члена децентрализованной сети, то на его сигналы опроса с кадром запроса зондирования поступает ответ от члена децентрализованной сети, обнаружившего запрос. Устройство в децентрализованной сети, которое в широковещательном режиме передало в сеть последний сигнал радиомаяка, отвечает на сигналы опроса с кадром запроса зондирования откликом на запрос зондирования, содержащим адрес отвечающего устройства. В кадре отклика на запрос зондирования также содержатся временная метка, интервал передачи радиомаяка, информация о возможностях устройства, информационные элементы SSID, информация о поддерживаемых скоростях передачи, один или более наборов физических параметров и необязательный набор бесконфликтных параметров децентрализованной сети.
После выполнения запроса, в результате которого предоставляется одно или более описаний децентрализованной сети, устройство может присоединиться к одной из децентрализованных сетей. Процесс присоединения может представлять собой просто локальный процесс, целиком выполняемый внутри беспроводного устройства. Индикация того, что устройство присоединилось к конкретной децентрализованной сети, может не передаваться во внешнюю среду. Для присоединения к децентрализованной сети может потребоваться синхронизация всех параметров MAC и физических параметров беспроводного устройства с требуемой децентрализованной сетью. С этой целью устройство может обновить свой таймер с использованием значения таймера, взятого из описания децентрализованной сети и модифицированного путем добавления времени, истекшего с момента получения описания. Благодаря этому таймер синхронизируется с децентрализованной сетью. При этом может применяться BSSID децентрализованной сети, а также параметры информационного поля возможностей устройства. По окончании этого процесса беспроводное устройство присоединяется к децентрализованной сети и готово начать взаимодействие с устройствами, входящими в эту сеть.
с. Отклик на запрос зондирования
Отклик на запрос зондирования, возвращаемый беспроводным устройством, удовлетворяющим условиям, заданным в запросе зондирования, может содержать временную метку, интервал передачи радиомаяка и информацию о возможностях устройства. Он может также содержать SSID набора BSS, информацию о поддерживаемых скоростях передачи и физические (PHY) параметры.
В соответствии с примером осуществления стандартные длительности паузы определены в спецификации IEEE 802.11 и устанавливают задержку доступа станции к среде передачи между концом последнего символа предыдущего кадра и началом первого символа следующего кадра. Короткий межкадровый интервал (SIFS, short interframe space) может позволить кадрам подтверждения (АСК) и кадрам разрешения на передачу (CTS, clear to send) получать доступ к среде раньше остальных кадров. Более длительный межкадровый интервал (IFS, interframe space) функции распределенного координирования (DCF, distributed coordination function) или межкадровый интервал DCF (DIFS, DCF Interframe Space) может использоваться для передачи кадров данных и кадров управления. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения после освобождения канала в сети IEEE 802.11 и перед передачей отклика на запрос зондирования устройства обычно могут применять возможности спектрального обнаружения в течение интервалов SIFS или DIFS, для того чтобы определить, занят ли канал. Для этого может использоваться схема обнаружения несущей, согласно которой узел, желающий передать отклик на запрос зондирования, вначале должен прослушивать канал в течение предварительно заданного периода времени с целью определения, осуществляет ли по этому каналу передачу другой узел в диапазоне беспроводной связи. Если обнаруживается, что канал должен быть свободен, то узлу разрешается начать процесс передачи. Если обнаруживается, что канал должен быть занят, то узел может задержать передачу отклика на запрос зондирования в течение произвольного периода времени, называемого интервалом отсрочки передачи. В соответствии с протоколом DCF, используемым в сетях IEEE 802.11, станции при обнаружении свободного канала в пределах интервала DIFS могут перейти в фазу отсрочки передачи, продолжающуюся в течение произвольного периода времени - от 0 и до максимального значения CWmin. Счетчик отсрочки передачи может уменьшаться, начиная от этого выбранного значения, пока определяется, что канал свободен в течение предварительно определенного интервала времени. Однако после каждого принятого кадра в течение интервала DIFS может устанавливаться режим ожидания перед выполнением обнаружения канала и возобновлением обновления счетчика отсрочки передачи.
3. Услуга общего извещения (GAS)
IEEE 802.1 Iu-2011 представляет собой коррекцию основного стандарта IEEE 802.11-2007, опубликованную как IEEE 802.1 Iu-2011. Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 9: Interworkinq with External Networks. February 25, 2011 (спецификации уровня управления доступом к среде передачи (MAC) и физического уровня (PHY), поправка 9) (включенную в это описание посредством ссылки). В IEEE 802.1 Iu-2011 добавляются функции для улучшения взаимодействия с внешними сетями. В поправке IEEE 802.1 Iu-2011 устанавливаются протоколы уровней MAC и PHY (физического уровня) для услуги межсетевого взаимодействия, позволяющие беспроводным устройствам обмениваться информацией с внешней сетью с целью получения возможности выбора сетей, к которым требуется подключиться, и обеспечения доступа к экстренным услугам. GAS определяется в поправке IEEE 802.1 Iu для предоставления мобильным беспроводным устройствам или STA возможности обнаружения информации, связанной с требуемыми сетевыми услугами. Например, GAS позволяет обнаруживать информацию об услугах, предоставляемых в наборе инфраструктурных базовых услуг, информацию об услугах локального доступа, информацию от доступных поставщиков абонентских услуг (SSP, Subscription Service Provider) и/или из сетей поставщиков абонентских услуг (SSPN, Subscription Service Provider Network) или из других внешних сетей. GAS позволяет беспроводному устройству передавать кадр начального запроса услуги общего извещения для запроса информации о сетевых услугах из точек доступа, а также позволяет точке доступа использовать общий контейнер, кадр начального отклика GAS, для передачи информации извещения о сетевых услугах через сеть IEEE 802.11. Предлагается обновить протокол GAS для предоставления возможности работы с широковещательными запросами и откликами. Для транспортировки кадров начальных запросов и откликов GAS используются кадры действий общего пользования.
4. Wi-Fi Direct
Альянс Wi-Fi разработал технологию Wi-Fi однорангового взаимодействия (Wi-Fi Peer-to-Peer), названную Wi-Fi Direct™, которая определена в спецификации Wi-Fi Alliance Peer-to-Peer Specification. October 2010 (спецификация однорангового взаимодействия альянса Wi-Fi, октябрь 2010) (включенной в это описание посредством ссылки). Wi-Fi Direct в этом описании также называется одноранговым взаимодействием (Р2Р, Peer-to-Peer) или взаимодействием устройства с устройством (D2D, Device-to-Device). Wi-Fi Direct позволяет устройствам IEEE 802.1 Ia, g или n подключаться друг к другу с использованием однорангового соединения без необходимости предварительной установки или потребности в точках доступа. Устройства, которые поддерживают протокол Wi-Fi Direct, могут обнаруживать друг друга и извещать о доступных услугах. Устройства Wi-Fi Direct поддерживают типовые диапазоны Wi-Fi и те же скорости передачи данных, которых можно достичь с использованием инфраструктурного соединения 802.1 Ia, g или n. Если устройство перемещается в зону действия другого устройства Wi-Fi Direct, то оно может соединиться с ним с помощью указанного протокола.
Wi-Fi Direct позволяет беспроводным устройствам, поддерживающим этот протокол, соединяться друг с другом по двухточечной схеме без вхождения в инфраструктурную сеть. Беспроводные устройства, которые поддерживают эту спецификацию, могут обнаруживать друг друга и извещать о доступных услугах. Устройства Wi-Fi Direct поддерживают типовые диапазоны Wi-Fi и те же скорости передачи данных, которых можно достичь с использованием инфраструктурного соединения. Wi-Fi Direct обеспечивает двухточечные соединения для сетей путем встраивания программной точки доступа в любое из устройств Wi-Fi Direct.
Сертифицированные согласно Wi-Fi Direct устройства могут устанавливать непосредственные соединения друг с другом без необходимости в наличии традиционной инфраструктурной сети Wi-Fi с точкой доступа или маршрутизатором. Функции обнаружения устройства и обнаружения услуги протокола Wi-Fi Direct позволяют пользователям, идентифицировать доступные устройства и услуги перед установлением соединения, например, обнаруживать, какие устройства Wi-Fi Direct оснащены принтером. Устройства Wi-Fi Direct могут использовать функцию безопасной настройки Wi-Fi (Wi-Fi Protected Setup) для установления соединений друг с другом.
Устройство Wi-Fi Direct способно устанавливать одноранговое соединение, а также может поддерживать либо инфраструктурную сеть точки доступа или маршрутизатора, либо одноранговое соединение. Устройства Wi-Fi Direct могут присоединяться к инфраструктурным сетям в качестве станций (STA, station). Устройства Wi-Fi Direct могут соединяться посредством формирования групп в топологии "от одного к одному" или "от одного ко многим". Функции групп в некотором смысле схожи с набором инфраструктурных базовых услуг. Одно из устройств Wi-Fi Direct является владельцем группы, который управляет группой, включая выполнение контроля за тем, каким устройствам разрешено присоединяться к группе, и за моментом начала и завершения функционирования группы. Владелец группы отвечает за отклик на запросы зондирования таким же образом, как и АР инфраструктурного BSS. Для традиционных клиентских устройств владелец группы выглядит как точка доступа. Существенная разница между владельцем группы и точкой доступа заключается в том, что для владельца группы возможность маршрутизации и пересылки трафика между клиентами, связанными с ним, является необязательной.
Устройства Wi-Fi Direct содержат функциональные средства внутреннего регистратора безопасной настройки Wi-Fi (Protected Setup Internal Registrar). Устройство Wi-Fi Direct может являться владельцем группы и может договариваться о том, какое устройство будет выполнять эту роль, при формировании группы с другим устройством Wi-Fi Direct. В состав группы могут входить как устройства Wi-Fi Direct, так и стандартные устройства (то есть те, которые не соответствуют спецификации однорангового взаимодействия Альянса Wi-Fi Alliance). Стандартные устройства в группе могут функционировать только в качестве клиентов.
Устройства Wi-Fi Direct могут поддерживать механизмы обнаружения. Функция обнаружения устройств используется для идентификации других устройств Wi-Fi Direct и установления связи с использованием сканирования, подобно тому, что применяется для обнаружения инфраструктурных точек доступа. Если целевое устройство уже не входит в состав группы, то может быть сформирована новая группа. Если целевое устройство уже входит в состав группы, то осуществляющее поиск устройство Wi-Fi Direct может попытаться вступить в существующую группу. Функция безопасной настройки Wi-Fi может использоваться для получения информации об учетных записях от владельца группы и аутентификации осуществляющего поиск устройства Wi-Fi Direct. Устройства Wi-Fi Direct могут быть оснащены средствами обнаружения услуг, которые позволяют уведомлять другие устройства Wi-Fi Direct об услугах, поддерживаемых приложениями верхнего уровня. Обнаружение услуг может выполняться в любой момент времени (даже, например, перед установлением соединения).
Группа может создаваться одним устройством Wi-Fi Direct. При установлении соединения между двумя устройствами Wi-Fi Direct группа может формироваться автоматически, и устройства могут договариваться о том, какое из них должно стать владельцем группы. Владелец группы может принять решение, является ли эта группа временной (один экземпляр) или постоянной (многократной, повторное использование). После формирования группы устройство Wi-Fi Direct может предложить другому устройству Wi-Fi Direct присоединиться к группе. Решение о том, следует ли принимать такое приглашение, может быть возложено на приглашаемое устройство Wi-Fi Direct.
B. ОБМЕН ЗАПРОСАМИ ЗОНДИРОВАНИЯ И ОТКЛИКАМИ НА ЗАПРОСЫ ЗОНДИРОВАНИЯ
Во множестве случаев применения беспроводных локальных сетей (WLAN) можно добиться улучшений путем более быстрого начального установления линии связи. Например, трафик, эффективным образом выгружаемый из глобальной сети в WLAN, требует быстрого начального установления линии связи с локальной сетью.
К примерам WLAN, способным выгружать трафик из глобальной сети, относятся сеть IEEE 802.11, сеть усовершенствованной цифровой беспроводной связи (DECT, Digital Enhanced Cordless Telecommunications) и сеть HiperLAN.
В рамках механизмов обнаружения WLAN используется пассивное и активное сканирование. В режиме пассивного сканирования устройство или станция прослушивает канал в течение промежутка времени, не превышающего один интервал, определенный для сканирования. На практике устройства, осуществляющие пассивное сканирование, выполняют поиск кадров радиомаяка, поступающих из любой точки доступа (АР), или, в альтернативном варианте, кадров радиомаяка, удовлетворяющих заданным критериям, таким как адрес устройства или идентификатор сети. Если устройство использует активное сканирование, то оно генерирует кадры запросов зондирования и передает их, чтобы запросить у точек АР кадры откликов на запросы зондирования, содержащие требуемую информацию.
Для сканирующих устройств может оказаться предпочтительным уменьшение уровня трафика, вносимого в результате выполнения ими операций сканирования. В примере осуществления настоящего изобретения сканирующее устройство может передавать сообщение по линии беспроводной связи, такое как запрос зондирования, содержащее по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств, таких как точки доступа. Условие для отклика может содержать по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств и/или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика. Путем постановки условия для отклика сканирующее устройство способно ограничить количество откликов, принимаемых от одного или более беспроводных устройств, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения сканирующее устройство может собирать информацию о находящихся в непосредственной близости сетях или точках доступа с использованием базы данных, содержащей сведения о географических местоположениях объектов.
В примере осуществления настоящего изобретения запрос может передаваться в виде обобщенного кадра управления, контроля или данных, содержащего информационный элемент, в котором указано по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Согласно примерам осуществления настоящего изобретения запрос может представлять собой запрос зондирования IEEE 802.11 или начальный запрос услуги общего извещения. В примерах осуществления настоящего изобретения одно или более мобильных беспроводных устройств могут представлять собой отдельные мобильные беспроводные устройства либо могут объединяться в виде концентратора, представляющего или точку доступа в инфраструктурной сети, или устройство владельца группы в одноранговой сети в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения беспроводное сообщение может содержать пороговое значение мощности приема, при этом условие для отклика заключается в том, что мощность приема беспроводного сообщения в одном или более устройствах беспроводной связи превышает пороговое значение мощности приема.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения беспроводное сообщение может содержать одно или более пороговых значений, связанных с уровнем обслуживания, включая пороговое значение нагрузки BSS, пороговое значение средней задержки доступа BSS, пороговое значение доступной емкости BSS, пороговое значение задержки AC BSS или пороговое значение расширенного элемента нагрузки BSS, и условие для отклика заключается в том, что значение нагрузки BSS, средней задержки доступа BSS, доступной емкости BSS, задержки AC BSS или расширенного элемента нагрузки BSS одного или более беспроводных устройств должно быть меньше соответствующего порогового значения.
В примере осуществления настоящего изобретения беспроводное сообщение может содержать спецификацию одного или более типов выбранных откликов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, включая кадр управления, сокращенный отклик зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка.
В соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения излишние отклики не передаются, в результате чего повышается скорость сканирования, оптимизируется время обнаружения устройств, уменьшается сетевая нагрузка и снижается потребление электроэнергии сканирующим устройством.
На фиг. 1A показан пример схемы беспроводной сети, в которой передающий беспроводной узел, Узел A, осуществляет широковещательную передачу первого сообщения 100 в семь приемных беспроводных узлов, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Согласно примерам осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100 может представлять собой обобщенный кадр управления, контроля или данных, например запрос зондирования IEEE 802.11 или начальный запрос услуги общего извещения (GAS). В примере осуществления настоящего изобретения передающий беспроводной узел, Узел A, обобщенно может представлять собой мобильное или стационарное станционное устройство, либо концентратор, представляющий или точку доступа в инфраструктурной сети, или владельца группы (GO, group owner) в одноранговой сети (Р2Р), в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения. В примере осуществления настоящего изобретения один или более из семи приемных беспроводных узлов, обозначенных как Узел 1-7, обобщенно могут представлять собой мобильное или стационарное станционное устройство, либо концентратор, представляющий или точку доступа в инфраструктурной сети, или владельца группы (GO) в сети Р2Р, в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения. Любое из устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, может представлять собой современный смартфон, сконфигурированный в качестве точки доступа, позволяющей совместно использовать по линии связи WLAN свое сотовое телефонное соединение с другими окружающими устройствами.
В примере осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100 может содержать по меньшей мере одно условие 110 для отклика от одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, при этом условие 110 для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах (112), уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств (114) или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика (116).
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения первое сообщение 110, передаваемое по беспроводной сети, может содержать пороговое значение 112′ мощности приема, при этом условие для отклика состоит в том, что мощность приема беспроводного сообщения в одном или более устройствах беспроводной связи, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, превышает пороговое значение мощности приема.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100, передаваемое по беспроводной сети, может содержать одно или более пороговых значений 114′, связанных с уровнем обслуживания, включая пороговое значение нагрузки BSS, пороговое значение средней задержки доступа BSS, пороговое значение доступной емкости BSS, пороговое значение задержки AC BSS или пороговое значение расширенного элемента нагрузки BSS, и условие для отклика заключается в том, что значения нагрузки BSS, средней задержки доступа BSS, доступной емкости BSS, задержки AC BSS или расширенного элемента нагрузки BSS одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, должно быть меньше соответствующего порогового значения.
В примере осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100 может содержать спецификацию 116′ одного или более типов выбранных откликов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, например, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, включая кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка.
Путем постановки условия 110 для отклика сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, способно ограничить количество откликов, принимаемых от одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию.
На фиг. 1B показан пример схемы беспроводной сети, изображенной на фиг. 1A, в которой три приемных беспроводных узла, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, входящих в множество из семи приемных беспроводных узлов, отвечают на сообщение 100, переданное по беспроводной сети, с помощью отклика 120(1), 120(3), 120(4), содержащего соответствующие им данные обнаружения, такие как имя узла, МАС-адрес и/или SSID, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Три приемных беспроводных узла, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, приняли сообщение 100, переданное по беспроводной сети, из передающего устройства, обозначенного как Узел A. Сообщение 100, переданное по беспроводной сети, содержит по меньшей мере одно условие для отклика 110 из передающего устройства, обозначенного как Узел A. Условие 110 для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве (112), уровень обслуживания устройства (114) или идентификацию устройства и то, что устройство может отвечать с использованием выбранного отклика (116). Три приемных беспроводных узла, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, определяют, что они удовлетворяют по меньшей мере одному условию 110 и, таким образом, передают соответствующий отклик 120(1), 120(3), 120(4). Отклик 120(1), 120(3), 120(4) может представлять собой любое сообщение, которое может быть принято устройством, обозначенным как Узел A. Например, отклик 120(1), 120(3), 120(4) может представлять собой кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения, кадр радиомаяка или регулярный отклик на запрос зондирования. Согласно варианту осуществления передающие отклик узлы, обозначенные как Узел 1, Узел 3 Узел 4, могут определить тип отклика 120(1), 120(3), 120(4) на основе состояния конкретного узла, например, определить, что сообщения должны передаваться позднее или в течение определенного периода времени. Если передающие отклик узлы, обозначенные как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, определяют, что подходящие для передачи сообщения отсутствуют, то они могут передать регулярный отклик на запрос зондирования в запрашивающий Узел A. В процессе определения наличия подходящего для передачи сообщения, заменяющего регулярный запрос зондирования, могут учитываться возможности запрашивающего узла, например максимальная скорость передачи данных.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100, передаваемое по беспроводной сети, может содержать пороговое значение 112′ мощности приема, при этом условие 112 для отклика состоит в том, что мощность приема беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, превышает пороговое значение мощности приема. Три приемных беспроводных узла, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, определяют, что они удовлетворяют этому условию 112 и, таким образом, соответственно могут передать отклик 120(1), 120(3), 120(4).
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100, передаваемое по беспроводной сети, может содержать одно или более пороговых значений 114′, связанных с уровнем обслуживания, включая пороговое значение нагрузки BSS, пороговое значение средней задержки доступа BSS, пороговое значение доступной емкости BSS, пороговое значение задержки AC BSS или пороговое значение расширенного элемента нагрузки BSS, и условие для отклика заключается в том, что значения нагрузки BSS, средней задержки доступа BSS, доступной емкости BSS, задержки AC BSS или расширенного элемента нагрузки BSS одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, должно быть меньше соответствующего порогового значения. Три приемных беспроводных узла, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, определяют, что они удовлетворяют этому условию 114 и, таким образом, соответственно могут передать отклик 120(1), 120(3), 120(4).
В примере осуществления настоящего изобретения первое сообщение 100 может содержать спецификацию 116′ одного или более типов выбранных откликов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, например, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, включая кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка. Три приемных беспроводных узла, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, определяют, что они удовлетворяют этому условию 116 и, таким образом, соответственно могут передать отклик 120(1), 120(3), 120(4). Отклик 120(1), 120(3), 120(4) может представлять собой кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка.
Узел A может принять выбранные отклики одного или более типов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, включая кадр управления, сокращенный отклик зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка. Затем Узел A может измерить качество линии связи к одному или более идентифицированных беспроводных устройств с использованием принятого отклика.
На фиг. 2 показан пример широкополосной передачи по беспроводной сети передающим беспроводным узлом, обозначенным как Узел A, сообщения 100 в виде обобщенного тела кадра, который содержит информационный элемент 102, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Согласно примерам осуществления настоящего изобретения сообщение 100 может представлять собой обобщенный кадр управления, контроля или данных, содержащий информационный элемент 102, в котором указаны условия 110 для отклика. В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, относящегося к запросу 100 зондирования, к условиям 110 для отклика могут относиться мощность приема запроса зондирования в приемных устройствах (112), уровень обслуживания приемных устройств (114) и/или идентификацию приемных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика (116).
Сообщение 100 содержит заголовок с полем 211 информации управления МАС-кадром, полем 212 адреса и информационным элементом 102. Информационный элемент 102 содержит поле 213 идентификатора элемента, поле 214 длины и информационное поле, содержащее условия 110 для отклика. 110. Путем постановки условия 110 для отклика сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, способно ограничить количество откликов, принимаемых из одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию. Обычно отвечающими узлами удовлетворяются все условия, содержащиеся в запросе зондирования. Согласно примерам осуществления настоящего изобретения сообщение 100, передаваемое по беспроводной сети, может представлять собой обобщенный кадр управления, контроля или данных, содержащий информационный элемент, в котором указана информация 110 об условиях для отклика, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения информационный элемент 102 может свободно использоваться в кадрах управления в зависимости от своего определения. Например, если информационный элемент определен в виде элемента информации об условиях для отклика, то такой элемент может быть в первую очередь полезен для использования в кадрах запроса, передаваемых посредством широковещательной или групповой адресации другим устройства, способным ответить на этот запрос. Однако информационный элемент 102 также может использоваться в целях передачи информации в кадрах управления, радиомаяках и кадрах данных, в зависимости от своего определения.
На фиг. 2A показан пример беспроводного сообщения 100, такого как кадр запроса зондирования, который содержит значение мощности приема запроса зондирования в приемных устройствах 112 в виде условий 110 для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 100 запроса зондирования содержит заголовок управления IEEE 802.11, который включает поле 221 типа МАС-кадра, указывающее на то, что этот кадр является кадром управления. Поле 222 идентифицирует кадр 100 как пакет запроса зондирования. Поле 225 содержит исходный адрес для узла, обозначенного как Узел A, а поле 224 представляет собой широковещательный адрес. Часть полезной нагрузки кадра 100 запроса зондирования содержит информационный элемент 102, включающий информацию об условиях 110 для отклика.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения условия 110 для отклика могут содержать новый элемент "предел уровня сигнала приемника" (RSSL, Receiver Signal Strength Limit) для кадра 100 запроса зондирования. В поле RSSL записывается целое число без знака в единицах измерения, равных 0,5 дБ. Значение 0 указывает на то, что обязаны отвечать устройства, обозначенные как Узел 1 - Узел 7, которые приняли сообщение с уровнем - 82 дБм (пороговое значение занятости при оценке чистого канала (CCA, clear channel assessment)), значение 1 указывает на то, что обязаны отвечать устройства, которые приняли сообщение с уровнем - 81,5 дБм, значение 100 означает, что обязаны отвечать устройства, которые приняли запрос с уровнем - 32 дБм, и т.д.
Цель такой операции, выполняемой сканирующим устройством, обозначенным как Узел A, заключается в нахождении АР (Узел 1 - Узел 7), которая отличается хорошим качеством линии связи.
Одно или более устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, принимают кадр 100 запроса зондирования, который содержит пороговое значение мощности приема запроса зондирования в приемных устройствах (112). Если приемное устройство определяет, что оно может удовлетворять условию, заключающемуся в том, что мощность приема беспроводного сообщения в этом устройстве превышает пороговое значения мощности приема, то оно передает отклик 120.
Путем постановки условий 110 для отклика, к которым относится и условие 112, связанное с мощностью приема запроса зондирования в приемных устройствах, сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, способно ограничить количество откликов, принимаемых от одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию.
На фиг. 2B показан пример сообщения 100, передаваемого по беспроводной сети, такого как кадр запроса зондирования, который содержит уровень 114 обслуживания приемных устройств в виде условия 110 для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 100 запроса зондирования содержит заголовок управления IEEE 802.11, который включает поле 221 типа МАС-кадра, указывающее на то, что этот кадр является кадром управления. Поле 222 идентифицирует кадр 100 как пакет запроса зондирования. Поле 225 содержит исходный адрес для узла, обозначенного как Узел A, а поле 224 представляет собой широковещательный адрес. Часть полезной нагрузки кадра 100 запроса зондирования содержит информационный элемент 102, включающий в свой состав информацию об условиях 110 для отклика.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения условия 110 для отклика включают условие 114, связанное с уровнем обслуживания приемных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7. Условия 110 для отклика могут содержать пороговые значения 114′, включая пороговое значение нагрузки (BSS Load), пороговое значение средней задержки доступа BSS (BSS Average Access Delay), пороговое значение доступной емкости BSS (BSS Available Admission), пороговое значение задержки категории доступа BSS (BSS access category (АС)) или пороговое значение расширенного элемента нагрузки BSS (Extended BSS Load Element). Условие для отклика заключается в том, что значения нагрузки BSS, средней задержки доступа BSS, доступной емкости BSS, задержки АС BSS и/или расширенного элемента нагрузки BSS одного или более приемных беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, должно быть меньше соответствующего порогового значения. Условия 110 для отклика могут включать один или более таких параметров, связанных с уровнем обслуживания.
Одно или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, принимают кадр 100 запроса зондирования, который содержит требуемый уровень 114 обслуживания, подлежащий обработке приемным устройством. Если приемное устройство определяет, что оно способно удовлетворять условию, заключающемуся в обеспечении требуемого уровня 114 обслуживания, то оно передает отклик 120.
Путем постановки условий 110, к которым относится и условие 114, связанное с уровнем обслуживания приемных устройств, сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, способно ограничить количество откликов, принимаемых от одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию.
Элемент идентификатора установлен для указания элемента порогового значения уровня производительности (Performance Level Threshold). В поле длины указывается длина информационного элемента в октетах.
Поле порогового значения количества станций STA (STA Count Threshold) интерпретируется как целое значение без знака, связанное со станциями. АР отвечает на запрос зондирования, если количество соответствующих STA в BSS не превышает порогового значения количества STA. Максимальное значение (65535) порогового значения количества STA зарезервировано.
Поле использования канала (Channel Utilization) определяется в виде линейно промасштабированного относительно значения 255, представляющего 100%, процента времени, в течение которого АР обнаруживает занятость среды передачи, как указывается физическим или виртуальным механизмом контроля несущей (CS, carrier sense). Если для BSS используется несколько каналов, то значение поля использования канала вычисляется только для первичного канала.
Поле порогового значения доступной емкости (Available Admission Capacity Threshold) содержит пороговое значение, относящееся к этой величине. АР отвечает на запрос зондирования, если значение поля доступной емкости не меньше порогового значения доступной емкости. Максимальная величина (255) порогового значения доступной емкости зарезервирована.
Поле порогового значения средней задержки доступа BSS (Average Access Delay Threshold BSS) устанавливает пороговое значение средней задержки доступа отвечающих на запрос устройств. АР отвечает на запрос зондирования, если значение ее поля средней задержки доступа BSS не превышает порогового значения средней задержки доступа. Максимальная величина (255) поля порогового значения средней задержки доступа BSS зарезервирована.
Поле порогового значения задержки AC BSS форматируется в виде четырех полей порогового значения средней задержки доступа BSS. В первом октете содержится пороговое значение задержки AC BSS для АСО, во втором октете содержится пороговое значение задержки AC BSS для АС1, в третьем - для АС2 и в последнем - для АСЗ. АР отвечает на запрос зондирования, если ее значение поля задержки, специфичной для категории доступа [АС], не превышает порогового значения задержки, специфичной для АС, для той же самой АС. Максимальная величина (255) поля порогового значения задержки доступа BSS, специфичной для АС, зарезервирована.
В поле порогового значения количества станций STA, способных работать в многопользовательском (ML), multi-user) режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO, multiple-input and multiple-output), устанавливается пороговое значение количества STA, способных работать в режиме MU-MIMO. АР отвечает на запрос зондирования, если не превышается количество связанных с ней STA со значением 1 в поле MU Рос Capable их элемента возможности поддержки очень высокой пропускной способности (VHT, very high throughput). Максимальная величина (255) порогового значения количества STA, способных работать в режиме MU-MIMO, зарезервирована.
В поле порогового значения недоиспользования пространственного потока (Spatial Stream Underutilization Threshold) устанавливается пороговое значение для недоиспользования пространственного потока. АР отвечает на запрос зондирования, если значение в ее поле недоиспользования пространственного потока не меньше порогового значения недоиспользования пространственного потока в поле кадра запроса зондирования. Величина 0 порогового значения недоиспользования пространственного потока зарезервирована.
В поле порогового значения использования VHT 40 МГц (VHT 40 MHz Utilization Threshold) устанавливается пороговое значение для поля использования 40 МГц. АР отвечает на запрос зондирования, если значение в ее поле использования 40 МГц не превышает значения в поле порогового значения использования 40 МГц в кадре запроса зондирования. Максимальная величина (255) порогового значения использования VHT 40 МГц зарезервирована. АР не должна отвечать на запрос зондирования, если ее рабочая полоса меньше 40 МГц.
В поле порогового значения использования VHT 80 МГц (VHT 80 MHz Utilization Threshold) устанавливается пороговое значение для поля использования 80 МГц. АР отвечает на запрос зондирования, если значение в ее поле использования 80 МГц не превышает значения в поле порогового значения использования 80 МГц в кадре запроса зондирования. Максимальная величина (255) порогового значения использования VHT 80 МГц зарезервирована. АР не должна отвечать на запрос зондирования, если ее рабочая полоса меньше 80 МГц.
В поле порогового значения использования VHT 160 МГц (VHT 160 MHz Utilization Threshold) устанавливается пороговое значение для поля использования VHT 160 МГц. АР отвечает на запрос зондирования, если значение в ее поле использования 160 МГц не превышает значения в поле порогового значения использования 160 МГц в кадре запроса зондирования. Максимальная величина (255) порогового значения использования VHT 160 МГц зарезервирована. АР не должна отвечать на запрос зондирования, если ее рабочая полоса меньше 160 МГц.
Пороговое значение доступной емкости задается для всех пользовательских приоритетов (UP, user priority), которые определены в поле порогового значения битовой маски доступной емкости. Битовая маска порогового значения доступной емкости содержит данные в той же кодировке, что и поле битовой маски доступной емкости.
Список пороговых значений доступной емкости содержит поля пороговых значений доступной емкости в порядке возрастания UP. В поле порогового значения доступной емкости устанавливается пороговое значение для поля доступной емкости. АР отвечает на кадр запроса зондирования, если значение в ее поле доступной емкости, специфичной для UP, не меньше значения в поле порогового значения доступной емкости, специфичной для UP, кадра запроса зондирования.
Узел A принимает одни или более типов выбранных откликов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, включая кадр управления, сокращенный отклик зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка. Затем Узел A может измерить качество линии связи к одному или более идентифицированных беспроводных устройств с использованием принятого отклика.
На фиг. 2C показан пример сообщения 100, передаваемого по беспроводной сети, такого как кадр запроса зондирования, который содержит идентификацию приемных устройств, способных отвечать с использованием выбранного отклика 116 в виде условий 110 для отклика, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 100 запроса зондирования содержит заголовок управления IEEE 802.11, который включает поле 221 типа МАС-кадра, указывающее на то, что этот кадр является кадром управления. Поле 222 идентифицирует кадр 100 как пакет запроса зондирования. Поле 225 содержит исходный адрес для узла, обозначенного как Узел A, а поле 224 представляет собой широковещательный адрес. Часть полезной нагрузки кадра 100 запроса зондирования содержит информационный элемент 102, включающий информацию об условиях 110 для отклика.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения одним из условий 110 для отклика является идентификация приемных устройств, способных отвечать с использованием выбранного отклика (116). Кадр 100 запроса зондирования может содержать спецификацию 116′ одного или более типов выбранных откликов от одного или более идентифицированных беспроводных устройств, например, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, включая кадр управления, сокращенный отклик на запрос зондирования, пилотный сигнал измерения или кадр радиомаяка.
Условие 110 для отклика определяет адреса (MAC, BSSID, SSID или идентификатор ячеистой сети) приемных устройств, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, которые могут передавать кадры других типов вместо отклика на запрос зондирования в виде отклика 120 на запрос 100 зондирования. Если точка АР, в качестве которой могут использоваться узлы, обозначенные как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, принимает запрос 100 зондирования, содержащий такое условие, она может определить, существует ли возможность передать в ответ подходящее сообщение. Если имеется возможность передать в ответ такое сообщение, то отклик на запрос зондирования не требуется. Подходящее сообщение может представлять собой любое сообщение (передаваемое любому другому пользователю), которое способен принять отправитель запроса 100 зондирования, Узел A, (например, оно должно передаваться с соответствующей скоростью). Кадр 120 отклика на запрос зондирования может запрашиваться от подходящих устройств АР, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, для измерения характеристик линии радиосвязи между узлом A, и устройством, отвечающим на запрос.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения отклики 120 от одного или более приемных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, могут пересылаться или передаваться в другие беспроводные устройства, а не в Узел A.
Одно или более устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, принимают кадр 100 запроса зондирования, который содержит идентификацию приемных устройств, которые могут ответить с использованием выбранного отклика 116. Если приемное устройство определяет, что его идентификация соответствует принятой, и оно может передать запрошенный отклик, то оно передает выбранный отклик 120.
Путем наложения условий 110, к которым относится и условие 116, связанное с приемными устройствами, которые могут передать выбранный отклик, сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, способно ограничить количество откликов, принимаемых от одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию.
Условия 110 для отклика определяют адреса MAC, BSSID, SSID или идентификаторы ячеистой сети, по которым могут передаваться только кадры сокращенного отклика на запрос зондирования, радиомаяка, пилотного сигнала измерения или управления в виде отклика 120 на запрос 100 зондирования. Исходное устройство, обозначенное как Узел A, может указывать тип кадра 120 отклика, с помощью которого приемное устройство должно отвечать на запрос, при этом к множеству таких кадров относятся кадры управления, контроля и данных. Кадр 120, передаваемый как отклик, может пересылаться в сеансе всенаправленной передачи, в котором не требуется управлять главным лепестком антенны для передачи этого кадра. Переданный кадр 120 содержит шаблон, на основе которого узлом, обозначенным как Узел A, могут проводиться измерения качества. Кадр сокращенного отклика на запрос зондирования передается по индивидуальному адресу запрашивающего узла. Сокращенный отклик на запрос зондирования может содержать только МАС-адрес, тип кадра и, дополнительно, любой информационный элемент, зависящий от условия отклика, определенного в запросе зондирования. Кроме того, передатчик кадра отклика на запрос зондирования может включать в этот кадр любые важные с его точки зрения информационные элементы.
Сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, может содержать список подходящих АР, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, с которыми оно может быть связано, однако Узел A может не иметь сведений об измеренных характеристиках линии радиосвязи с подходящими АР, обозначенными как Узел 1, Узел 3 и Узел 4. С помощью запроса 100 зондирования можно запросить у подходящих АР, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4, контрольную информацию 120 о передаче (отклик с использованием всенаправленной антенны). Контрольная информация 120 о передаче позволяет запрашивающему узлу, обозначенному как Узел A, измерить показатели качества линии радиосвязи с подходящими отвечающими узлами, обозначенными как Узел 1, Узел 3 и Узел 4. Сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, учитывает характеристики линии связи при выборе для связи точек АР, обозначенных как Узел 1, Узел 3 и Узел 4.
Контрольная информация 120 о передаче может представлять собой кадр управления, например АСК, подтверждение блокировки, RTS или CTS. Кадр 120 управления может использоваться для переноса контрольной информации 120 о передаче (в виде отклика) для устранения генерации дополнительных служебных данных.
Сокращенный отклик 120 также может запрашиваться путем определения нового поля, называемого тип запрашиваемого отклика (Requested Response Туре), для поля параметров запроса кадра 100 запроса зондирования. С помощью поля типа запрашиваемого отклика в запросе 100 зондирования запрашивается одинаковый тип для всех откликов. Поле типа отклика в отклике 120 на запрос зондирования указывает характер содержимого кадра 120 отклика на запрос зондирования.
На фиг. 2D показан пример формата тела кадра 120(1) отклика на запрос зондирования в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2B в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения показан кадр 120(1) отклика на запрос зондирования, передаваемый приемным беспроводным узлом, обозначенным как Узел 1, в передающий беспроводной узел, обозначенный как Узел A. Кадр 120(1) отклика на запрос зондирования содержит заголовок управления IEEE 802.11, в состав которого входит поле 221 типа МАС-кадра, указывающее, что этот кадр является управляющим. Поле 222 идентифицирует кадр 120(1) как пакет отклика на запрос зондирования. Поле 225 содержит исходный адрес узла, обозначенного как Узел 1, а поле 225 - адрес узла назначения, обозначенного как Узел A. Часть 227 полезной нагрузки кадра 120(1) отклика на запрос зондирования содержит данные отклика приемного беспроводного узла (обозначенного как Узел 1). В примере осуществления настоящего изобретения приемный беспроводной узел, Узел 1, обобщенно может представлять собой мобильное или стационарное станционное устройство, либо концентратор, представляющий точку доступа в инфраструктурной сети или владельца группы в одноранговой сети, в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.
На фиг. 3A показан пример формата тела кадра 100 начального запроса общей услуги извещения в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 302 управления MAC IEEE 802.11, показанный на фиг. 3A, может содержать поле управления, указывающее, что этот кадр является кадром управления, а также поля типа и подтипа кадра, устанавливаемые для индикации кадров действий. Поле 304 категории тела кадра может указывать кадр общего действия, позволяющий осуществлять связь между точкой доступа и несвязанной STA. Значение 10 поля действий может указывать на начальный запрос GAS, передаваемый запрашивающей STA для получения информации от другой STA. Предлагается обновить протокол GAS для предоставления возможности работы с широковещательными запросами и откликами.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, как показано фиг. 3A, если в поле общих действий установлено значение 10 для индикации начального запроса 100 GAS, совместно с запрашиваемыми данными могут передаваться информационные элементы протокола запроса сети доступа (ANQP, access network query protocol). Согласно примеру осуществления настоящего изобретения в состав запрашиваемых данных могут входить условия 110 для отклика. В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения условия 110 для отклика могут включать мощность приема запроса зондирования в приемных устройствах (112), уровень обслуживания приемных устройств (114) и/или идентификацию приемных устройств, которые могут передать выбранный отклик (116). Путем постановки условия 110, сканирующее устройство, обозначенное как Узел A, способно ограничить количество откликов, принимаемых от одного или более беспроводных устройств, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, только теми, которые соответствуют по меньшей мере одному условию. В поле маркера диалога запрашивающей станцией может быть установлено любое значение, например "123", для идентификации начального кадра запроса GAS. Кадр 100 начального запроса GAS может содержать значение длины последующих полей запроса.
На фиг. 3B показан пример формата тела кадра 120(1) начального отклика услуги общего извещения, передаваемого приемным беспроводным узлом, обозначенным как Узел 1, передающему беспроводному узлу, обозначенному как Узел A, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 120(1) начального отклика GAS, показанный на фиг 3B, может содержать поле категории, в котором установлено значение 4, указывающее на кадр общего действия. Кадр 120(1) начального отклика GAS, показанный на фиг. 3B, может передаваться по индивидуальному адресу, например передающему беспроводному узлу, обозначенному как Узел A. Были определены положения, позволяющие использовать широкополосный адрес с кадром начального отклика GAS. Кадр 120(1) начального отклика GAS, показанный на фиг. 3B, может содержать поле маркера диалога, в котором установлено, например, значение "123", идентичное соответствующему значению в кадре 100 начального запроса GAS, что позволяет сопоставить кадры ответа и запроса. Кадр 120(1) начального отклика GAS, показанный на фиг. 3B, может содержать поле значения задержки возвращения в нормальный режим работы.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения кадр 120(1) начального отклика услуги общего извещения может содержать информационные элементы протокола запроса сети доступа (ANQP), передаваемые в поле отклика на запрос для данных отклика приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 1. В примере осуществления настоящего изобретения приемный беспроводной узел, Узел 1, обобщенно может представлять собой мобильное или стационарное станционное устройство, либо концентратор, представляющий точку доступа в инфраструктурной сети, или владельца группы в одноранговой сети, в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.
На фиг. 4A показан пример алгоритма пошагового выполнения операций согласно реализации процедуры, выполняемой в передающем беспроводном узле, обозначенном как Узел A, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4A показан пример выполнения алгоритма 400 процесса в передающем беспроводном узле, обозначенном как Узел A. На фиг. 4A показан пример операций процедуры, выполняемой устройством, например беспроводным устройством, с помощью исполняемого на объекте программного кода, хранящегося в памяти этого устройства. Операции, выполняемые в рамках этого алгоритма, могут быть реализованы в виде логических программных инструкций, хранящихся в памяти беспроводного устройства в форме последовательности программных команд, при исполнении которых логическими схемами микропроцессора устройства реализуются функции, описанные в примерах осуществления настоящего изобретения. Шаги могут выполняться в ином порядке, и отдельные операции могут совмещаться или разделяться на составляющие шаги. В последовательность операций могут включаться дополнительные шаги. В рамках процедуры выполняются следующие шаги:
Шаг 402: передача по беспроводной сети сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика; и
Шаг 404: прием одного или более откликов от одного или более беспроводных устройств, которые могут удовлетворять по меньшей мере одному условию.
На фиг. 4B показан пример алгоритма пошагового выполнения операций согласно реализации процедуры, выполняемой в устройстве приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4B показан пример выполнения алгоритма 450 процесса в приемном беспроводном узле, обозначенном как Узел 1. На фиг. 4B показан пример операций процедуры, выполняемой устройством, например беспроводным устройством, с помощью исполняемого на объекте программного кода, хранящегося в памяти этого устройства. Операции, выполняемые в рамках этого алгоритма, могут быть реализованы в виде логических программных инструкций, хранящихся в памяти беспроводного устройства в форме последовательности программных команд, при исполнении которых логическими схемами микропроцессора устройства реализуются функции, описанные в примерах осуществления настоящего изобретения. Шаги могут выполняться в ином порядке, и отдельные операции могут совмещаться или разделяться на составляющие шаги. В последовательность операций могут включаться дополнительные шаги. В рамках процедуры выполняются следующие шаги:
Шаг 452: прием устройством от передающего устройства беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от устройства, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве, уровень обслуживания устройства или идентификацию устройства и то, что устройство может отвечать с использованием выбранного отклика;
Шаг 454: определение устройством, удовлетворяет ли оно по меньшей мере одному условию; и
Шаг 456: передача отклика устройством.
На фиг. 5A показан пример беспроводной сети и функциональная блок-схема передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, и приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 2, в которой передающий беспроводной Узел A передает кадр 100, в котором содержатся условия 110 для отклика в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Согласно примерам осуществления настоящего изобретения, сообщение 100 может представлять собой обобщенный кадр управления, контроля или данных, содержащий информационный элемент, в котором указана информация об условиях 110 для отклика, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Согласно примерам осуществления настоящего изобретения, сообщение 100 может представлять собой запрос зондирования IEEE 802.11 или начальный запрос GAS. К примерам беспроводных устройств, реализующих Узел A и/или Узел 2, могут относиться мобильные телефоны, смартфоны, персональные информационные устройства, пейджеры, гарнитуры Bluetooth™, беспроводные микрофоны, беспроводные пульты дистанционного управления, беспроводные датчики, переносные компьютеры, портативные компьютеры, планшеты, устройства со встроенными беспроводными микроконтроллерами, компьютеры, управляющие двигателями с беспроводным интерфейсом, игровые консоли с беспроводным интерфейсом, цифровые игрушки с беспроводным интерфейсом, такие как беспроводные роботы, и т.п.
На фиг. 5B показан пример беспроводной сети и соответствующая фиг. 5A функциональная блок-схема передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, и приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 2, в которой приемный беспроводной узел, Узел 2, передает кадр 120(2) отклика в передающий беспроводной узел A в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения передающий беспроводной узел, Узел A, и приемный беспроводной узел, Узел 2, показаны на фиг. 5A и 5B в виде функциональных блок-схем для иллюстрации примеров реализации их компонентов. Приемный беспроводный узел, Узел 2, может содержать процессор 522′, который представляет собой одноядерный центральный процессор (CPU, central processing unit) или многоядерный CPU 524′ и 525′, оперативную память (RAM, random access memory) 526′, программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM, programmable read only memory) 527′ и интерфейсные цепи 528′ для взаимодействия с одним или более приемопередатчиком 508′ радиодиапазона, батарею или внешние источники питания, клавиатуру, дисплей и т.д. RAM и PROM могут представлять собой съемные модули памяти, такие как микропроцессорные карты, модули SIM, WIM, полупроводниковые модули памяти, такие как RAM, ROM, PROMS, устройства флэш-памяти и т.д. Буфер 548, который может располагаться в RAM 526′ в устройстве, обозначенном как Узел 2, буферизирует данные отклика.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения передающее беспроводное устройство, Узел A, может содержать процессор 522, который представляет собой двухъядерный центральный процессор 524 и 525, оперативную память (RAM) 526, программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM) 527 и интерфейсные цепи 528 для взаимодействия с одним или более приемопередатчиком 508 радиодиапазона, батарею и другие источники питания, клавиатуру, сенсорный экран, дисплей, микрофон, динамики, наушники, камеру или другие устройства распознавания образов и т.д. RAM и PROM могут представлять собой съемные модули памяти, такие как микропроцессорные карты, модули SIM, WIM, полупроводниковые модули памяти, такие как RAM, ROM, PROMS, устройства флэш-памяти и т.д. Буфер, который может располагаться в RAM 526 в устройстве, обозначенном как Узел A, буферизирует условия 110 для отклика по адресам устройств, от которых отклик не требуется.
В соответствии с примером осуществления настоящего изобретения типовая реализация стека 502 протокола WLAN может включать протокол IEEE 802.11 в передающем беспроводном узле, обозначенном как Узел A. Типовая реализация стека 502′ протокола WLAN может включать протокол IEEE 802.11 в приемном беспроводном узле, обозначенном как Узел 2. Стеки 502 и 502′ протокола могут представлять собой инструкции компьютерного кода, хранимые в памяти RAM и/или PROM соответствующих процессоров 522 и 522′, которые при исполнении центральным процессором (CPU), выполняют функции, описанные в примерах настоящего изобретения.
Согласно примеру реализации передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, детектор 550 геолокации устанавливает текущее местоположение передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A. Обнаруженное местоположение затем может сравниваться с данными о местоположении и адресе, которые хранятся в локальной базе 552 данных передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, для определения наличия других беспроводных устройств в этой области. Например, если с помощью базы 552 данных, определяется, что приемный беспроводной узел, обозначенный как Узел 1, должен располагаться в заданной области, то адрес приемного беспроводного узла, обозначенного как Узел 1, может быть включен в условия 110 для отклика, идентифицирующие одно или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика 116 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Содержимое базы 552 данных может обновляться с помощью радиоблока 554 глобальной сети, поддерживающего беспроводную линию связи с региональной базой данных, такой как региональная база 600 данных, показанная на фиг. 6.
На фиг. 6 показан пример беспроводной сети и соответствующая фиг. 5A функциональная блок-схема передающего беспроводного узла, обозначенного как Узел A, а также пример региональной базы 600 данных, содержащей сведения о географических местоположениях приемных беспроводных узлов, обозначенных как Узел 1 - Узел 7, и их адресах, при этом в рамках этой схемы передающий беспроводный узел, обозначенный как Узел A, и региональная база 600 данных взаимодействуют через глобальную беспроводную сеть в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Региональная база 600 данных может содержать процессор 622, который представляет собой одноядерный центральный процессор (CPU) или многоядерный CPU 624 и 525, оперативную память (RAM, random access memory) 626, постоянное запоминающее устройство (ROM, read only memory) 627. Буфер 630, который может располагаться в RAM 626 в региональной базе 600 данных, буферизирует данные, представляющие географические местоположения узлов и их адреса.
Глобальная беспроводная сеть может представлять собой, например, городскую беспроводную сеть (WMAN, wireless metropolitan area network), удовлетворяющую стандарту IEEE 802.16h (стандарт IEEE 802.16h-2010), или сотовую телефонную сеть. Содержимое локальной базы 552 данных в передающем беспроводном узле, обозначенном как Узел A, может обновляться с помощью радиоблока 654 в региональной базе 600 данных.
Региональная база 600 данных может входить в состав иерархической распределенной базы данных, называемой территориальной доменной системой. Территориальная доменная система позволяет обнаруживать и идентифицировать географическую область конкретных управляющих объектов, связанные с ними услуги и информацию, требуемую для доступа к управляющим объектам и связанным с ними услугам. Зоны связи и взаимного влияния представляют собой уникальные географические области, управление в которых осуществляется сервером, связанным с соответствующей географической областью в территориальной доменной системе.
Помимо WLAN, основанной на стандарте IEEE 802.11, функции, описанные в этом документе, могут выполняться с использованием других технологий связи малого радиуса действия, таких как Bluetooth, HiperLan, беспроводная универсальная последовательная шина (WUSB, Wireless Universal Serial Bus), ZigBee (IEEE 802.15.4 и IEEE 802.15.4a) и технологии идентификации по радиочастотному коду в диапазоне ультравысоких частот (UHF RFID, ultra-high frequency radio frequency identification).
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения также предлагается устройство, содержащее
средства для передачи беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от одного или более беспроводных устройств, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в одном или более беспроводных устройствах, уровень обслуживания одного или более беспроводных устройств или идентификацию одного или более беспроводных устройств, которые могут отвечать с использованием выбранного отклика; и
средства для приема одного или более откликов от одного или более беспроводных устройств, которые могут удовлетворять по меньшей мере одному условию.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения также предлагается устройство, содержащее
средства для приема устройством от передающего устройства беспроводного сообщения, содержащего по меньшей мере одно условие для отклика от устройства, при этом условие для отклика содержит по меньшей мере одно из следующего: мощность приема переданного беспроводного сообщения в устройстве, уровень обслуживания устройства или идентификацию устройства и то, что оно может отвечать с использованием выбранного отклика;
средства для определения устройством, удовлетворяет ли оно по меньшей мере одному условию; и
средства для передачи отклика устройством.
С использованием приведенного выше описания варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в виде машины, процесса или изделия с помощью стандартных технологий программирования и/или проектирования, позволяющих разрабатывать программное, микропрограммное, аппаратное обеспечение или любую комбинацию этих средств.
Любая конечная программа (программы), содержащая машиночитаемый код, может быть реализована на одном или более используемых компьютером носителях, таких как устройства резидентной памяти, смарт-карты или другие съемные устройства памяти либо передающие устройства, с помощью которых формируется компьютерный программный продукт или изделие в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. По существу, термины "изделие" и "компьютерное программное изделие", в том виде, в котором они применяются в настоящем описании, предназначены для обозначения компьютерной программы, постоянно или временно находящейся на любом машиночитаемом носителе.
Как указано выше, устройства памяти/запоминающие устройства представляют собой (но не ограничиваются приведенными примерами) диски, оптические диски, съемные устройства памяти, такие как смарт-карты, модули SIM, WIM, модули полупроводниковой памяти, такие как RAM, ROM, PROMS и т.д. Среда передачи представляет собой (но не ограничивается приведенными примерами) беспроводные сети связи, Интернет, интранет, телефонные/модемные сети связи, проводные/кабельные сети связи, спутниковую связь и другие стационарные или мобильные сетевые системы/каналы связи.
Хотя были раскрыты конкретные примеры осуществления настоящего изобретения, специалисту в этой области техники должно быть понятно, что в эти конкретные примеры осуществления настоящего изобретения могут быть внесены изменения без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Например, описанные выше функции могут выполняться в сетях, отличных от беспроводных сетей малого радиуса действия, например в локальных беспроводных сетях.