УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ
MANAGING POWER CONSUMPTION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS

1. Область техники
[0001] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся, в общем, к установлению беспроводной линии связи, а именно, к связи в беспроводных сетевых окружениях, имеющих периоды передачи сигнала маяка с различной частотой.
2. Уровень техники
[0002] Беспроводная связь сегодня предназначена не только для передачи голосовой информации, ее задачей все чаще становится обеспечение тотальной цифровой интерактивности. Несмотря на исходное ограничение голосовой связью (например, телефонные вызовы с телефонных трубок) прогресс беспроводных технологий значительно увеличил возможности абонентов, качество обслуживания (Quality of Service, QoS), скорость и т.п. Непрерывный прогресс обеспечивает постоянно возрастающий интерес к новой функциональности. Портативные беспроводные устройства используются сегодня не только для телефонных звонков. Они стали неотъемлемыми, а в некоторых случаях и основными инструментами управления профессиональной и/или персональной жизнью пользователей.
[0003] Результат эволюции технологий особенно очевиден в случаях, когда множество различных устройств заменяется одним мультифункциональным устройством. Функциональность, прежде обеспечиваемая проводными телефонами и факсимильными аппаратами, портативными компьютерами, карманными персональными компьютерами (portable digital assistants, PDA), игровыми системами, музыкальными плеерами, цифровыми накопителями, может теперь поддерживаться одним цифровым устройством связи. Перечисленная функциональность может быть дополнительно расширена посредством установки приложений, ранее не доступных для портативных устройств (например, функции позиционирования/слежения, проведения беспроводных финансовых операций, социальные сети и т.п.)
[0004] Для упомянутой функциональности, как существующей, так и будущей, необходимы системы и способы "бесшовной" связи между пользователями. В частности, пользователи устройств желают иметь по существу мгновенный отклик при запуске приложений или функций. Любая задержка или неточность реакции негативно сказывается на удовлетворенности пользователя этим приложением или функцией, и следовательно ставит под угрозу популярность этого приложения или функции у потребителей. Кроме того, такая функциональность должна обеспечиваться с учетом возможностей и/или ограничений конкретного устройства. Например, отличная функциональная полнота может оказаться излишней, если она настолько загружает ограниченное в ресурсах устройство (например, ограничения по энергоемкости устройства, процессорные возможности и т.п.), что не дает возможности пользователю применить эту функциональность.
Сущность изобретения
[0005] Примеры осуществления настоящего изобретения могут быть направлены на способ, устройство, компьютерную программу и систему для обеспечения взаимодействия устройств и одновременного сбережения ресурсов устройства. В соответствии по меньшей мере с одним примером реализации, устройства, которые осуществляют взаимодействие в сети с использованием среды беспроводной связи, могут поддерживать синхронизацию друг с другом путем использования сигналов маяка (beacon). Например, одно из устройств в беспроводной сети может передавать кадры маяка, а каждое из остальных устройств, являющихся участниками этой сети, может синхронизировать свою функцию сигналов синхронизации с упомянутыми кадрами маяка, чтобы все устройства следовали одному и тому же сигналу синхронизации, независимо от того, осуществляют они активную связь с другими устройствами сети или нет.
[0006] Тем не менее, в дополнение к сигналу синхронизации и связанному с ним указанию на период передачи сигнала маяка, передаваемые кадры маяка могут также включать одно или более указаний на периоды "разреженной" передачи сигнала маяка. Указания на периоды разреженной передачи сигнала маяка могут определять период с пониженной частотой, кратный стандартному периоду передачи сигнала маяка, при этом упомянутый период разреженной передачи сигнала маяка устройство может использовать для уменьшения количества времени своей активности в сети. Например, после присоединения устройства к сети путем синхронизации с ее сигналом маяка, устройство может выбрать режим работы с использованием периода разреженной передачи сигнала маяка, который также определяется в кадре маяка. Такой функциональный режим может, в некоторых случаях, использоваться совместно с другими устройствами этой сети, так что можно моменты времени, в которые устройства, использующие период разреженной передачи сигнала маяка, являются активными, могут быть известны.
[0007] В соответствии по меньшей мере с одним примером осуществления настоящего изобретения, устройство может инициировать активное состояние и энергосберегающее состояние на основе периодов стандартной или разреженной передачи сигнала маяка, которые определяют в кадрах маяка. Активные периоды, или "окна активности" (awake windows) могут устанавливаться с помощью дополнительной информации (например, информационных элементов), включенной в сигнал маяка. Окна активности могут устанавливать периоды времени, в течение которых устройства могут конкурировать за доступ к среде беспроводной связи. Для урегулирования моментов времени, в которые каждое из устройств будет активно или неактивно (например, в "спящем" режиме) могут использоваться технологии, основанные, например, на алгоритмах конкуренции за канал связи, включающие схемы приоритезации и/или дифференциации устройств. Активностью устройств можно управлять на основе таких критериев, как состояние (например, была ли запрошена в устройстве передача сообщений), функциональная роль (например, принимало или передавало ли устройство недавно сигнал маяка в сети) и т.п. Упомянутые примеры критериев могут использоваться независимо или в различных комбинациях с соответствующими традиционными правилами доступа к каналу связи (например, конкуренции), которые регулируют работу конкретной среды беспроводной передачи с целью управления (например, посредством переходов в различные состояния энергопотребления) способом связи и взаимодействием устройств в беспроводной сети.
[0008] Описанные выше конфигурации или способы функционирования различных вариантов осуществления настоящего изобретения были приведены исключительно в качестве пояснений, и следовательно, не имеют целью его ограничение. Кроме того, элементы настоящего изобретения, связанные в настоящем документе с каким-либо конкретными примером осуществления настоящего изобретения, могут использоваться взаимозаменяемо и наравне с другими примерами, в зависимости, например, от способа осуществления конкретного варианта.
Описание чертежей
[0009] Более глубокое понимание настоящего изобретения можно получить из дальнейшего изложения различных примеров осуществления изобретения, которое следует рассматривать совместно с приложенными чертежами, на которых:
[0010] Фиг.1 демонстрирует примеры аппаратных и программных ресурсов, которые могут использоваться при реализации различных примеров осуществления настоящего изобретения.
[0011] Фиг.2 демонстрирует пример сетевого окружения в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0012] Фиг.3 демонстрирует примеры различных типов обмена сообщениями, которые могут использоваться в соответствии по меньшей мере с одним примером осуществления настоящего изобретения.
[0013] Фиг.4 демонстрирует пример распространения сообщения, результатом которого может быть образование локальной распределенной сети в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0014] Фиг.5 демонстрирует примеры реализации сигнала маяка, которые применимы в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0015] Фиг.6 демонстрирует пример окон активности в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0016] Фиг.7 демонстрирует примеры способов управления доступом в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0017] Фиг.8 демонстрирует блок-схему алгоритма для примера процедуры управления связью в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Описание примеров осуществления настоящего изобретения
[0018] Несмотря на то, что настоящее изобретение в данном документе описано с помощью множества примеров его осуществления, в нем могут быть выполнены различные изменения или модификации, без выхода за рамки настоящего изобретения, которые определены приложенной формулой изобретения.
I. Общая система, в которой могут быть реализованы варианты осуществления настоящего изобретения
[0019] Один из примеров системы, подходящий для реализации различных вариантов осуществления настоящего изобретения, продемонстрирован на фиг.1. Система включает элементы, которые могут быть включены в различные конфигурации, или исключены из них, в зависимости, например, от требований конкретного приложения, и следовательно, не имеют целью ограничение настоящего изобретения.
[0020] Вычислительное устройство 100 может представлять собой, например, портативный компьютер. Элементы, которые представляют типовые компоненты, включающие функциональные элементы, в вычислительном устройстве 100 продемонстрированы блоками 102-108. Процессор 102 может включать одно или более устройств, сконфигурированных для выполнения инструкций, при этом может задаваться группа инструкций, например, программный код. По меньшей мере в одном сценарии исполнение программного кода может включать прием входной информации от других элементов вычислительного устройства 100 с целью формирования выходной информации (например, данных, событий, действий и т.п.) Процессор 102 может быть отдельным (например, монолитным) микропроцессорным устройством, или он может быть частью составного устройства, например, ASIC, вентильной матрицы, многокристального модуля (multi-chip module, MCM) и т.п.
[0021] Процессор 102 может быть электрически связан с другими функциональными компонентами вычислительного устройства 100 посредством проводной или беспроводной шины. Например, процессор 102 может осуществлять доступ к памяти 102 для получения хранимой информации (например, программного кода, данных и т.п.) с целью использования ее при обработке данных. Память 104 может, в общем случае, включать съемную или встроенную память, работающую в статическом или динамическом режиме. Также память 104 может включать модули памяти в режиме "только для чтения" (read only memories, ROM), память с произвольным доступом (random access memories), а также перепрограммируемые модули памяти, например, флэш, EPROM и т.п. Код может включать любой интерпретируемый или компилируемый компьютерный язык, включающий исполняемые инструкции. Код и/или данные могут использоваться для создания программных модулей, например, операционных систем, утилит связи, пользовательских интерфейсов, более специализированных программных модулей и т.п.
[0022] Один или более интерфейсов 106 могут быть также связаны с различными компонентами вычислительного устройства 100. Эти интерфейсы могут обеспечивать связь между устройствами (например, проводной или беспроводной интерфейс), связь "устройство-устройство" (например, проводной или беспроводной интерфейс связи), а также связь между устройством и пользователем (например, пользовательский интерфейс). Подобные интерфейсы позволяют осуществлять взаимодействие между компонентами вычислительного устройства 100, другими устройствами или пользователями и вычислительным устройством 100. Также интерфейсы 106 могут передавать машиночитаемые данные, например, электронные, магнитные или оптические сигналы, реализованные на машиночитаемом носителе, или могут транслировать действия, выполняемые пользователями, в действия, которые воспринимаются вычислительным устройством 100 (например, набор на клавиатуре, голосовые команды в микрофон сотовой трубки, прикосновение к значку на устройстве с сенсорным экраном и т.п.) Интерфейсы 106 могут также позволять процессору 102 и/или памяти 104 взаимодействовать с другими модулями 108. Например, другие модули 108 могут включать один или более компонентов, поддерживающих более специализированную функциональность, обеспечиваемую вычислительным устройством 100.
[0023] Вычислительное устройство 100 может взаимодействовать с другими устройствами по различным сетям, что также показано на фиг.1. Например, разветвитель (хаб) 100 может обеспечивать проводную или беспроводную поддержку таких устройств как компьютер 114 и сервер 116. Разветвитель 100 может быть также соединен с маршрутизатором 112, который позволяет устройствам локальной вычислительной сети (local area network, LAN) взаимодействовать с устройствами в глобальной сети (wide area network, WAN) (например, Интернет 120). В таком сценарии дополнительный маршрутизатор 130 может передавать информацию в маршрутизатор 120, и принимать информацию от него, чтобы устройства каждой из LAN могли осуществлять связь друг с другом. При этом не все компоненты, изображенные в данном примере конфигурации, являются необходимыми для реализации настоящего изобретения. Например, в LAN, обслуживаемой маршрутизатором 130, не требуется дополнительного разветвителя, так как его функциональность может быть поддержана маршрутизатором.
[0024] Также взаимодействие с удаленными устройствами может поддерживаться различными поставщиками услуг беспроводной связи 140 большой и малой дальности. Упомянутые поставщики услуг могут использовать, например, наземные сотовые системы большой дальности, спутниковую связь и/или беспроводные точки доступа малой дальности для предоставления беспроводного соединения с Интернетом 120. Например, карманный персональный компьютер (PDA) 142 и сотовая трубка 144 могут осуществлять связь с вычислительным устройством 100 посредством соединения Интернета, предоставляемого поставщиком беспроводной связи 140. Аналогичная функциональность может быть включена в такие устройства как портативный компьютер 146 в виде аппаратных и/или программных ресурсов, сконфигурированных для обеспечения беспроводной связи малой и/или большой дальности.
II. Пример сетевого окружения
[0025] Фиг.2 демонстрирует пример рабочей области, который будет использован для описание различных примеров осуществления настоящего изобретения. Пример сценария, изображенный на фиг.2, используется в настоящем документе исключительно для пояснения, и соответственно, он не имеет целью ограничение различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Рабочая область может быть определена с использованием различных критериев. Например, для определения области, в которой взаимодействуют пользователи, может быть использовано физическое пространство, такое как здание, театр, спортивная арена и т.п. В другом случае, рабочие области могут определяться с точки зрения устройств, использующих конкретные беспроводные средства передачи, устройств, находящихся в пределах дальности связи (например, на определенном расстоянии друг от друга), устройств, находящихся в определенных классах или группах и т.п.
[0026] Устройства 200 с функциями беспроводной связи на фиг.2 обозначены "A"-"G". Устройства 200 могут, например, соответствовать любым из устройств с функциями беспроводной связи, продемонстрированных на фиг.1, при этом они могут также включать по меньшей мере ресурсы, рассмотренные относительно устройства 100. Для примера, эти устройства могут работать с использованием по меньшей мере одной общей среды беспроводной связи. То есть, все устройства в примере фиг.2 по меньшей мере способны осуществлять беспроводную связь друг с другом в рабочей области, и следовательно, могут быть участниками одной беспроводной сети связи.
III. Примеры обмена сообщениями
[0027] Обратимся теперь к фиг.3, где показан пример связи между устройствами в соответствии по меньшей мере с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то, что показаны только устройство 200А и устройство 200В, описанный пример сценария приведен в настоящем документе исключительно в пояснительных целях и не предназначен для ограничения рамок или сферы применимости ни одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. При этом различные примеры осуществления настоящего изобретения, например, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы для обеспечения беспроводного взаимодействия между двумя или более устройствами, присутствующими в рабочей области.
[0028] Более подробно пример 300 связи описан далее относительно фиг.3. Устройство 200А может предъявлять требования к связи, которые подразумевают требование взаимодействия с устройством 200 В. Например, такие требования могут включать взаимодействие с помощью пользователей этих устройств, приложений, установленных на этих устройствах и т.п., запускающих передачу сообщений, которые могут в общем случае быть классифицированы категорией связи 302 типа "данные". Связь типа "данные" может осуществляться с использованием небольших сообщений, которые могут передаваться между устройствами 200А и 200В. Однако перед тем, как может быть выполнен обмен сообщениями 302 типа "данные", должна быть установлена линия связи или соединение беспроводной сети определенного вида.
[0029] Для установления и поддержания базовой архитектуры беспроводной сети в рабочей области, которая может быть использована для передачи сообщений 302 связи типа "данные" могут быть использованы сообщения 304 установления сети и управления MAC. В соответствии с различными примерами осуществления настоящего изобретения может осуществляться обмен сообщениями, содержащими информацию о конфигурации устройства, его функционировании и состоянии, с целью прозрачного установления соединений беспроводной сети в случае, когда, например, устройство входит в рабочую область. Сетевые соединения могут существовать между любыми устройствами (или всеми устройствами), присутствующими в рабочей области, при этом они могут существовать на протяжении всего времени, которое устройство находится в упомянутой рабочей области. Таким образом, сообщения 302 связи типа "данные" могут передаваться между устройствами по уже существующим сетям (отсутствует необходимость установления нового сетевого соединения в момент передачи сообщения), что, в свою очередь, позволяет уменьшить задержку отклика и повысить качество обслуживания (QoS).
[0030] Далее, рассмотренный на фиг.2 пример сценария демонстрируется снова на фиг.4, где показан пример формирования распределенной локальной сети, в которой используют автоматические сообщения 304 установления сети и управления MAC. Устройства 200, входящие в рабочую область 210, могут немедленно начинать устанавливать сетевые соединения посредством обмена функциональной информацией. Обмен такой информацией может выполняться без запроса, а иногда и без ведома пользователя. Пример подобного взаимодействия показан на фиг.4, где происходит обмен различными сообщениями 304 установления сети и управления MAC между устройствами A-G. В соответствии по меньшей мере с одним из примеров осуществления настоящего изобретения, обмен сообщениями может происходить непосредственно между исходным устройством (например, устройством, которое описано информационными элементами в сообщении) и принимающим устройством. Альтернативно, сообщения, соответствующие одному или более устройствам в рабочей области 210, могут пересылаться от одного устройства к другому, таким образом распределяя информацию для множества устройств.
IV. Пример функционального параметра: период разреженной передачи сигнала маяка
[0031] Далее на фиг.5 продемонстрирован пример информации, которая может передаваться в сообщениях 304 установления сети и управления MAC (например, посредством ее использования в информационном элементе). Временная диаграмма 500 представляет собой пример реализации с использованием избранных характеристик сетевого взаимодействия в беспроводной локальной сети (wireles local area networking, WLAN) (в соответствии со спецификацией IEE 802.11). Однако различные варианты осуществления настоящего изобретения не являются строго ограниченными WLAN, и соответственно, могут быть применены в различных архитектурах беспроводных сетей и с использованием различных беспроводных сред передачи.
[0032] Логическая архитектура WLAN включает станции (stations, STA), беспроводные точки доступа (access points, АР), независимые базовые наборы услуг (independent basic service sets, IBSS), базовые наборы услуг (basic service sets, BSS), системы распределения (distribution systems, DS) и расширенные наборы услуг (extended service sets, ESS). Некоторые из этих компонентов отображаются непосредственно на аппаратные устройства, например, станции и беспроводные точки доступа. К примеру, беспроводные точки доступа могут функционировать в качестве мостов между станциями и сетевой магистралью (например, для предоставления доступа к сети). Независимый базовый набор услуг представляет собой беспроводную сеть, включающую по меньшей мере две станции. Независимые базовые наборы услуг также иногда называют беспроводной сетью ad hoc. Базовые наборы услуг представляют собой беспроводные сети, включающие беспроводную точку доступа, поддерживающую одного или множество беспроводных клиентов. Базовые наборы услуг также иногда называют инфраструктурными беспроводными сетями. Все станции в базовом наборе услуг могут взаимодействовать через точку доступа. Точки доступа могут обеспечивать связь с проводными локальными вычислительными сетями и обеспечивать функциональность моста, когда одна станция устанавливает связь с другой станцией или с каким-либо узлом системы распределения (например, со станцией, связанной с другой точкой доступа, которая подключена посредством проводной сетевой магистрали).
[0033] В таких архитектурах беспроводных сетей как WLAN для синхронизации функционирования сетевых устройств могут использоваться сигналы маяка. В ситуациях, когда создаются новые сети ad hoc, инициирующее устройство может осуществлять передачу сигнала маяка на основе собственного сигнала синхронизации, а все устройства, которые присоединяются к этой сети, могут подстраиваться под этот сигнал маяка. Аналогично, устройства, которые желают присоединиться к существующей беспроводной сети, могут синхронизироваться с существующим сигналом маяка. В случае WLAN устройства могут синхронизироваться с сигналами маяка с использованием функции временной синхронизации (timing synchronization function, TSF). Функция временной синхронизации представляет собой функцию локальной синхронизации устройства, которая синхронизируются с периодом передачи сигнала маяка и отслеживает его.
[0034] Пример сигнала маяка показан на фиг.5, на временной диаграмме 502, где целевое время передачи сигнала маяка (target beacon transmission time, TBTT) указывает на запланированную передачу сигнала маяка. Это время можно считать "запланированным", поскольку фактическая передача сигнала маяка может иметь некоторую задержку, по сравнению с TBTT, вследствие, например, занятости канала в момент времени TBTT. Устройства, являющиеся активными в сети, могут осуществлять связь друг с другом в соответствии с периодом передачи сигнала маяка. Однако могут быть ситуации, когда активность устройств в каждом периоде сигнала маяка нежелательна и даже вредна. Например, устройства, которым не нужно часто осуществлять связь с сетью, не получают никаких преимуществ от активности в каждый период передачи сигнала маяка. Кроме того, устройства с ограниченными ресурсами питания или процессорной мощности в результате требования активности в каждый период передачи сигнала маяка могут быть вынуждены тратить эти ценные ресурсы.
[0035] В соответствии по меньшей мере с одним примером осуществления настоящего изобретения, в котором используется описанный выше пример распределенной беспроводной сети, может быть введена функциональность, позволяющая устройствам работать со стандартной частотой передачи сигнала маяка или, альтернативно, с использованием "разреженной" частоты передачи сигнала маяка. "Разреженная" передача сигнала маяка может приводить к режиму передачи сигнала маяка, с более низкой частотой, чем изначально установленная в сети частота передачи сигнала маяка. Разреженная передача сигнала маяка может быть основана на информации (например, информационных элементах) включенной в кадры маяка сети, при этом включаемая информация может устанавливать одну или более частоту разреженной передачи сигнала маяка как частоту, кратную частоте обычного сигнала маяка. С использованием сигнала маяка и одного или более связанных с ним указаний на периоды разреженной передачи сигнала маяка, содержащихся в кадрах маяка, сетевые устройства могут выбирать функционирование (например, посредством случайной конкуренции) на основе либо периода передачи сигнала маяка, либо периода разреженной передачи сигнала маяка. А именно, все устройства могут синхронизироваться с одним и тем же исходным планируемым временем передачи сигнала маяка (ТВТТ), например, когда TSF=0, и могут затем отсчитывать количество периодов, прошедших после исходного ТВТТ, на основе внутренней функции TSF. Таким образом, устройства, работающие с использованием периода разреженной передачи сигнала маяка, могут быть активными при отсчетах ТВТТ, кратных числу, определяемому периодом разреженной передачи сигнала маяка.
[0036] Пример разреженной передачи сигнала маяка, осуществляемой в каждый 10-ый ТВТТ, показан на фиг.5 на временной диаграмме 504. Решение, какую частоту сигнала маяка использовать, может приниматься каждым устройством независимо, (например, в стеках протоколов, управляющих работой радиомодема). Однако все устройства должны работать в интервалах передачи сигнала маяка, неизменных на всем протяжении жизненного цикла сети. С учетом того требования, что интервал передачи сигнала маяка должен оставаться неизменным на всем протяжении существования беспроводной сети, период разреженной передачи сигнала маяка может быть кратным периоду стандартной передачи сигнала маяка. В показанном на фиг.5 примере, в соответствии с предыдущим описанием, первый ТВТТ эквивалентен TSF=0. Это начальное значение устанавливается устройством, которое создает сеть. Остальные устройства, впоследствии присоединяющиеся к сети, могут принимать этот параметр интервала сигнала маяка и синхронизацию ТВТТ. Например, ТВТТ при TSF=0 является "базовой точкой", которая определяет момент передачи сигналов маяка. Все устройства в сети увеличивают собственные счетчики TSF в соответствии с традиционными правилами синхронизации, и на основе TSF они могут определять конкретное ТВТТ для приема сигнала маяка, при этом предполагается, что независимо от частоты сигнала маяка, первый сигнал маяка был передан в момент времени TSF=0.
[0037] Например, в сети с четырьмя устройствами, в которой устройства 1, 2 и 4 работают с использованием режима разреженной передачи сигнала маяка с частотой (периодом времени между передачами сигнала маяка), равной, например, каждому шестому ТВТТ, все устройства могут оставаться синхронизированными, однако только устройство 3 будет активным (например, будет "конкурировать") в периоды сигнала маяка 1, 2, 3, 4 и 5, тогда как все устройства могут принимать участие в ТВТТ 0, ТВТТ 6, ТВТТ 12 и т.п. Следовательно, для всех устройств существует по меньшей мере два различных периода передачи сигнала маяка, а также, возможно, дополнительные периоды разреженной передачи сигнала маяка, так как каждое устройство может выбирать собственный период разреженной передачи сигнала маяка на основе исходного периода сигнала маяка и одного или более связанных с ним указаний на периоды разреженной передачи сигнала маяка, передаваемых вместе с ним.
[0038] В соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего изобретения сигналы маяка должны содержать параметр периода разреженной передачи сигнала маяка. Параметр периода разреженной передачи сигнала маяка может передаваться, например, в информационных элементах (information element, IE), определяемых конкретным производителем. Значения параметра периода разреженной передачи сигнала маяка могут оставаться неизменными на протяжении всего жизненного цикла сети. Однако, если необходима дополнительная гибкость, могут быть заранее заданы другие частоты повторения периодов передачи сигнала маяка, при этом обо всех заранее заданных частотах повторения периодов передачи сигнала маяка можно сигнализировать аналогично сигнализации о частоте разреженной передачи сигнала маяка.
V. Примеры окон активности
[0039] Фиг.6 описывает пример реализации "окон активности" в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Аналогично фиг.5, "стандартный" сетевой сигнал маяка (например, сигнал маяка, устанавливаемый устройством, создающим сеть) показан на временной диаграмме 600. Каждый планируемый момент времени передачи сигнала маяка (ТВТТ) может представлять собой кадр маяка, который передается устройством в сети (или, по меньшей мере, моменты времени, в которой передачи сигнала маяка запланированы, без учета задержки). Таким образом, интервал, обозначенный 602, может, соответственно, определять период стандартной передачи сигнала маяка.
[0040] Возможные окна активности для устройства, являющегося участником сети, более подробно показаны на фиг.6, где пример такого окна обозначен как 604. Эти активные периоды появляются в соответствии с каждым передаваемым ТВТТ и, следовательно, могут считаться синхронизированными с периодами стандартной передачи сигнала маяка в сети. Окна активности не обязательно означают, что устройство запланировало какие-либо действия в эти периоды времени (например, запрошена передача сообщений). Напротив, это всего лишь периоды времени, в которые устройства будут находиться в активном состоянии, и следовательно, смогут обмениваться сообщениями (передавать и/или принимать сообщения) с остальными устройствами сети.
[0041] Поведение еще одного примера устройства в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения более подробно показано на временной диаграмме 650. В то время как все устройства в сети будут работать на основе одной и той же исходной точки (например, TSF=0) и периода стандартной передачи сигнала маяка (например, установленного посредством ТВТТ), каждое из устройств может выбрать режим функционирования на основе одного или более указаний на период разреженной передачи сигнала маяка, которые передают в сигнале маяка. Например, устройство, соответствующее активности, показанной на временной диаграмме 650, работает с использованием периода 652 разреженной передачи сигнала маяка, который кратен "4" в данном сценарии. Соответственно, период 652 разреженной передачи сигнала маяка может наступать при каждом четвертом ТВТТ. Начало окон активности, например, как окно 654, может появляться в соответствии с периодом 652 разреженной передачи сигнала маяка. По меньшей мере в одном примере реализации, окна активности могут начинаться непосредственно перед началом периода разреженной передачи сигнала маяка.
[0042] Длительность окон активности, которая конфигурируется с постоянной протяженностью заранее заданным информационным элементом (IE) в сигнале маяка, может, тем не менее, на практике оказаться изменяющейся. Например, окно активности определяется параметром MAC, который аналогичен параметрам интервала передачи сигнала маяка и периода разреженной передачи сигнала маяка. Хост-модуль в устройстве, передающем сигнал маяка, может определять этот параметр и передавать его модему для передачи сигнала маяка. Он может передаваться с использованием общего или определяемого производителем информационного элемента (IE), как и интервал передачи сигнала маяка и период разреженной передачи сигнала маяка. По окончании окна активности устройства могут предпринимать попытки перехода в "спящее" или неактивное состояние. Однако переход в состояние сна может фактически происходить раньше или позднее, в соответствии с способами управления, которые будут описаны относительно фиг.7-8.
[0043] Фиг.7 описывает конфигурации управления доступом к каналу, которые могут быть реализованы в соответствии с различными примерами осуществления настоящего изобретения. Исходно могут быть определены два состояния доступа к каналу: состояние конкуренции с непустой очередью (non-empty queue contention, N-EQC) и состояние конкуренции с пустой очередью (emty queue contention, EQC). Если у устройств в буферах передачи нет сообщений (кадров) в очереди на передачу, можно считать, что устройство находится в состоянии EQC. Альтернативно, можно считать, что устройство находится в состоянии N-EQC, если есть хотя бы один кадр, ожидающий передачи.
[0044] Состояние N-EQC может включать опциональные реализации: "традиционную" 700 и "с приоритетным сигналом маяка" 750. При применении традиционной реализации 700, после приема или передачи сигнала маяка может происходить конкуренция за доступ к каналу связи, аналогично традиционным устройствам, например, в соответствии с определением правил доступа к каналу связи, установленным для конкретной среды беспроводной связи. Традиционная реализация 700 представляет собой пример конкуренции за канал связи в соответствии с существующим набором правил управления доступом, которая происходит между моментами времени 702 и 704. После получения устройством доступа к среде передачи, в момент времени 704, оно получает возможность передачи (transmission oportunity, TXOP), во время которой оно может передать кадры в сеть (например, если запрошена передача одного или более кадров). Обозначение "ТХ", показанное между моментами времени 704 и 706 на фиг.7, представляет собой передачу всех запрошенных сообщений. Также кадры могут быть приняты из сети - в качестве подтверждений приема кадров, передаваемых в период "ТХ".
[0045] В реализации 750 с приоритетным сигналом маяка устройство, которое передавало сигнал маяка, может продолжать передачу любых кадров, передача которых запрошена, из своих буферов передачи. Устройство получает ТХОР для передачи сигнала маяка, и после передачи им сигнала маяка в момент времени 752 оно может автоматически получить еще одну ТХОР, как это показано в 754, и передать любые кадры, которые ожидают передачи в его буфере передачи, В продемонстрированном примере новая ТХОР может начинаться после периода короткой межкадровой паузы, следующей за окончанием кадра маяка, которая показана в примере 750 с помощью интервала между моментами времени 752 и 754.
[0046] После того, как устройство завершило передачу (например, очистило свои буферы передачи) оно должно перейти в состояние EQC, как это показано в реализациях 700 и 750 в моменты времени 706 и 756, соответственно. Если устройство не имеет кадров для передачи в течение интервала передачи сигнала маяка, то это устройство сразу переходит в состояние EQC после приема/передачи сигнала маяка (например, 702, 752). В состоянии EQC устройства могут попытаться получить ТХОР определенное количество раз (которое определяется, например, параметром "RepeatEmptyQueueContention" ("повтор конкуренции при пустой очереди")). После получения ТХОР устройства без сообщений, ожидающих отправки, могут попытаться получить новую ТХОР, как это показано в 708/710 и 758/760 в реализациях 700 и 750, соответственно, вместо начала передачи последовательности кадров. Устройства, которые получают определенное количество ТХОР, которое равно заранее заданному пороговому значению (например, параметр "RepeatEmptyQueueContention") в течение интервала сигнала маяка могут переходить в спящее, или неактивное, состояние. В примере реализации 700 и 750 на фиг.7 это может происходить в моменты времени 712 и 762, соответственно. Все эти события могут происходить до окончания окна 612 активности. Кроме того, оба примера - пример традиционной реализации 700 и пример реализации 750 с приоритетным сигналом маяка - подразумевают, что передачи сообщений между моментами времени 704 и 706, а также 754 и 756, соответственно, завершаются успешно, и следовательно, после этой точки ни один кадр не ожидает передачи (или повторной передачи).
[0047] Далее, на фиг.8 продемонстрирован пример процедуры управления связью в соответствии по меньшей мере с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Кадр маяка может создаваться на шаге 800. На шаге 802 может быть определено, находится ли устройство в рабочем режиме, который использует период передачи сигнала маяка, связанный с сигналом синхронизации в кадре маяка, или альтернативно, текущий режим функционирования основан на периоде разреженной передачи сигнала маяка, связанного с сигналом синхронизации, который также определен в кадре маяка. Если упомянутый режим функционирования использует период разреженной передачи сигнала маяка, то на шаге 804 может осуществляться еще одно определение, соответствует ли функция временной синхронизации (TSF), работающая в устройстве для отслеживания количества сигналов маяка, переданных на протяжении жизненного цикла беспроводной сети, определенному кратному числу сигналов маяка, которое задано, например, с помощью соответствующего указания на разреженный сигнал маяка.
[0048] Если в текущем режиме функционирования используется период передачи сигнала маяка (шаг 802), или TSF представляет собой кратное число, соответствующее периоду разреженной передачи сигнала маяка (шаг 804), процедура может переходить на шаг 806, на котором устройство может войти в активное состояние. Например, "пробуждение" устройства может включать переход устройства из неактивного режима ("сна") в активный режим ("бодрствование") на время, определяемое окном активности. Окна активности могут представлять собой заранее заданные периоды времени, определяемые, например, информационными элементами (IE), которые передают как часть кадра маяка. Устройство может, на шаге 808, затем предпринять попытку доступа к среде беспроводной связи. Этот доступ может включать попытку получить возможность передачи (ТХОР) в соответствии с правилами конкуренции, которые, например, могут соответствовать конкретной среде беспроводной передачи, применяемой для создания беспроводной сети в рабочей области.
[0049] На шаге 808 конкуренция может продолжаться до тех пор, пока либо на шаге 810 не будет предоставлена ТХОР, либо не будет принят сигнал маяка 812. Если на шаге 810 реализована ТХОР, сигнал маяка может быть передан на шаге 814. В сетях, которые сконфигурированы для функционирования в режиме "с приоритетным сигналом маяка" (например, как определено на шаге 816) за передачей маяка может следовать определение, ожидает ли передачи в устройстве хотя бы один кадр, например, находится ли устройство в состоянии конкуренции с пустой очередью (EQC) или в состоянии конкуренции с непустой очередью (N-EQC). Если на шаге 818 определено, что устройство запросило передачу одного или более кадров (не находится в состоянии EQC), то на шаге 820 устройство может передавать часть запрошенных кадров (или все запрошенные кадры) в течение ТХОР. В соответствии по меньшей мере с одним из примеров осуществления настоящего изобретения окно активности может быть расширено за пределы его заранее заданной длительности в ситуациях, когда, например, устройство получает ТХОР и/или находится в процессе доступа к среде беспроводной связи с целью передачи или приема кадров и т.п.
[0050] Если на шаге 816 определено, что сеть не сконфигурирована для функционирования с приоритетным сигналом маяка, или, альтернативно, если на шаге 812 устройством был принят сигнал маяка, то на шаге 822 может выполняться определение, ожидают ли передачи какие-либо сообщения в устройстве (состояние N-EQC), или нет кадров, ожидающих передачи (состояние EQC). Если запрошена передача кадров (например, устройство не находится в состоянии EQC) устройство может попытаться получить ТХОР посредством конкуренции на шагах 824 и 826. Конкуренция может продолжаться до тех пор, пока не будет получена ТХОР или не завершится окно активности. При условии, что ТХОР получена в течение окна активности, процедура может перейти к шагу 826, на котором передают часть или все из упомянутых одного или более кадров.
[0051] Если на шаге 818 или 822 определено, что устройство находится в состоянии EQC (например, на текущий момент не запрошена передача ни одного сообщения), процедура может перейти на шаг 828, на котором выполняют определение, достиг ли своего предела параметр RepeatEmptyQueueContention (например, количество полученных ТХОР во время работы устройства в состоянии EQC равно числу, заданному этим параметром). Конкуренция может продолжаться на шаге 830 до тех пор, пока на шаге 832 не будет получена ТХОР или текущее окно активности не закончится. После реализации ТХОР процедура может снова проверять, на шаге 828, не достиг ли своего предела параметр RepeatEmptyQueueContention. Если параметр достигает своего предела, устройство может входить в состояние сна до следующего периода передачи сигнала маяка (шаг 834). Процедура затем может возвращаться к шагу 800 для подготовки к следующему кадру маяка.
[0052] В дополнение к описанному выше, различные примеры осуществления настоящего изобретения не ограничены только описанными выше реализациями; соответственно, возможны и другие конфигурации.
[0053] Например, устройства в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения могут включать средства определения того, следует ли переводить устройство в активное состояние, на основе сигнала синхронизации и по меньшей мере одного связанного с ним указания на период передачи сигнала маяка или указания на период разреженной передачи сигнала маяка, средства для передачи сигнала маяка, если устройство находится в активном состоянии и получает доступ к среде беспроводной связи, и для последующей конкуренции за дополнительную возможность передачи на основе установленных конфигурации сети и состояния доступа к каналу, средства конкуренции за возможность передачи, если устройство находится в активном состоянии и принимает сигнал маяка, на основе установленного состояния доступа к каналу, а также средства перевода устройство в состояние сна.
[0054] Соответственно, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что различные изменения в форме и деталях настоящего изобретения могут быть выполнены без выхода за его рамки. Рамки настоящего изобретения не ограничены никакими описанными выше примерами его осуществления и определяются исключительно в соответствии с пунктами приложенной формулы изобретения или их эквивалентами.