СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВОССТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ В СЕТИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
METHOD AND DEVICE TO RESTORE CONNECTION IN WIRELESS COMMUNICATION NETWORK

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Персональная сеть (PAN) - это вычислительная сеть, используемая для связи между вычислительными устройствами, например между телефонами и карманными персональными компьютерами, находящимися в непосредственной близости от одного пользователя. Этому пользователю необязательно принадлежат все такие устройства, подключенные к сети. Дальность действия сети PAN может составлять несколько метров. Сети PAN могут использоваться для связи между персональными устройствами (личная связь) или для подключения к сети более высокого уровня и к Интернету. Персональные сети могут быть подключены по проводам к шинам компьютеров, таким как универсальная последовательная шина (USB) и FireWire. Также может использоваться беспроводная персональная сеть (WPAN), обеспечиваемая технологиями беспроводной связи, такими как, например, IrDA, Bluetooth и технологиями, определяемыми стандартом IEEE 802.11, 1999
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Объект настоящего изобретения наиболее подробно определен и четко заявлен в заключительной части заявки. Однако изобретение в отношении организации и способа работы вместе с его объектами, признаками и достоинствами лучше всего можно будет понять из нижеприведенного подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами, на которых показано:
фигура 1 - схема сети беспроводной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
фигура 2 - блок-схема устройства беспроводной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
фигура 3 - блок-схема конечного автомата, осуществляющего алгоритм восстановления соединений в сети WPAN в случае непредусмотренной недоступности ведущего WPAN-устройства, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
фигура 4 - блок-схема способа присоединения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;
фигура 5 - блок-схема способа присоединения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Следует иметь в виду, что для упрощения и наглядности иллюстраций элементы на чертежах могут быть показаны не в масштабе. Например, размеры некоторых элементов для наглядности могут быть непропорционально увеличены относительно других элементов. Кроме того, там, где это уместно, на разных чертежах могут использоваться одинаковые ссылочные номера для указания соответствующих или аналогичных элементов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеприведенном подробном описании для обеспечения полного понимания настоящего изобретения указываются различные конкретные детали. Однако среднему специалисту в данной области техники будет ясно, что настоящее изобретение может быть осуществлено и без некоторых таких конкретных деталей. В других случаях хорошо известные способы, операции, компоненты и схемы не описываются подробно, чтобы не загромождать описание изобретения.
Некоторые части нижеприведенного подробного описания представлены в форме алгоритмов и символического представления действий над битами данных или двоичными цифровыми сигналами в запоминающем устройстве компьютера. Эти описания алгоритмов и представления могут быть техническими приемами, которые используются специалистами в области обработки данных и сигналов для объяснения другим специалистам принципов работы.
Если специально не указано иное, то такие термины, как "обработка", "вычисление", "расчет", "определение" и аналогичные термины, используемые по всему описанию, относятся к действиям и/или к способам, выполняемым компьютером или вычислительной системой или аналогичным вычислительным устройством, которые обрабатывают и/или преобразуют данные, представленные в форме физических величин, например, в электронной форме, в регистрах и/или запоминающих устройствах вычислительной системы, в другие данные, аналогично представленные в форме физических величин в регистрах, запоминающих устройствах или других устройствах хранения или передачи информации вычислительной системы.
Необходимо понимать, что настоящее изобретение может иметь различные применения. Схемы и технологии, упоминаемые в настоящем описании, могут использоваться во многих устройствах, таких как станции системы радиосвязи, хотя настоящее изобретение не ограничивается только указанными применениями. К станциям, охватываемым объемом настоящего изобретения, относятся, например, станции беспроводной локальной сети (WLAN), приемопередающие радиостанции, станции цифровых систем, станции аналоговых систем, станции сотовых радиотелефонных сетей и т.п.
Объем настоящего изобретения охватывает такие типы станций сетей WLAN, как, например, подвижные станции, точки доступа, станции для приема и передачи широкополосных сигналов, например сигналов с расширением спектра скачкообразной сменой частоты (FHSS), с расширением спектра по методу прямой последовательности (DSSS) и с кодированием дополнительным кодом (CCK) (перечень не является исчерпывающим).
На фигуре 1 приведена схема сети 100 беспроводной связи в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В качестве сети 100 беспроводной связи может использоваться сеть WLAN и/или WPAN или другая аналогичная сеть, хотя объем изобретения не ограничивается указанными сетями.
В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления изобретения сеть 100 беспроводной связи содержит беспроводную персональную сеть WPAN. Сеть WPAN может работать в соответствии со стандартом IEEE 802.15-2002 и содержит ассоциацию 110, ассоциацию 120 и ведущее WPAN-устройство 150. Ассоциация может содержать станции 112, 114 и 116. Ассоциация 120 может содержать ведущее WPAN-устройство 150 и станции 112, 122 и 124.
Хотя объем настоящего изобретения не ограничивается в этом отношении, станция сети WPAN может быть проектором, портативным компьютером, принтером, сотовым телефоном, носимым устройством, точкой доступа сети WPAN и другими аналогичными устройствами. Например, станции 112, 114 и 116 - это ноутбуки, которые могут обладать свойствами ведущей WPAN-станции и/или свойствами WLAN- и/или WPAN-клиента. Станция 122 может быть проектором, а станция 124 может быть диктофоном. В этом примере станции 122 и 124 могут не обладать свойствами ведущей WPAN-станции.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения ведущее WPAN-устройство 150 может также обладать свойствами WLAN-клиента и может работать в режиме WLAN-станции, если это необходимо.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения группа пользователей, которые хотят совместно пользоваться WPAN-устройствами и материалами в процессе проведения конференции, может создавать WPAN-сеанс связи. Ведущее WPAN-устройство 150 сети может быть назначено хост-узлом по проведению WPAN-сеансов связи. Например, может быть создан WPAN-сеанс связи между WPAN-устройствами 12, 122, 124 и ведущим PAN-устройством 150 сети, хотя объем настоящего изобретения не ограничивается указанным примером.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения WPAN-сеанс связи может быть подсетью сети 100 (WLAN). Ведущая WPAN-станция 150 может сообщать о своих возможностях работы в сети WPAN путем передачи опознавательных сообщений, которые содержат элемент информации (IE), указывающий на работу в сети WPAN. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения IE может содержать идентификатор SSID набора услуг и идентификатор ID сеанса связи. Связка идентификаторов <SSID, ID> может однозначно идентифицировать WPAN-сеанс внутри WLAN-сети 100, если это необходимо. Например, идентификатор ID может содержать значение системного времени ведущего PAN-устройства при создании WPAN-сеанса (например, ведущее WPAN-устройство 150 и станции 112, 122, 124).
Во время одного WPAN-сеанса, в котором участвует ведущее WPAN-устройство 150 и станции 112, 122 и 124, ведущее WPAN-устройство 150, например портативный компьютер, может выйти из WPAN-сеанса. Станция 112, которая обладает свойствами ведущего WPAN-устройства, может обнаруживать, что ведущее WPAN-устройство 150 стало недоступно, и становится новым ведущим WPAN-устройством. Станции 114, 116, 122 и 124 могут устанавливать соединение со станцией 112, выступающей в роли нового ведущего WPAN-устройства, и создавать новый WPAN-сеанс. Такой новый WPAN-сеанс может идентифицироваться идентификатором WLAN-сети 100 и идентификатором ID, который при необходимости содержит значение системного времени станции 112 в момент создания WPAN-сеанса.
Новое ведущее WPAN-устройство, например станция 112, может запускать программное приложение ведущего WPAN-устройства, для того чтобы стать новым ведущим WPAN-устройством и передавать одно или несколько опознавательных сообщений для извещения одной или нескольких станций, например станций 114, 116, 122 и/или 124, об одном или нескольких сеансах с параметрами подсоединения к новому ведущему WPAN-устройству, если это необходимо.
На фигуре 2 приведена блок-схема устройства 200 беспроводной связи в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Устройство 200 беспроводной связи может работать в качестве WLAN-клиента и/или ведущего WPAN-устройства, хотя объем настоящего изобретения не ограничивается таким вариантом.
В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения устройство 200 беспроводной связи может содержать антенну 210, приемник (RX) 220, передатчик (ТХ) 230, обнаружитель 240, сравнивающее устройство 250, контроллер 260, модуль 270 ведущей станции и системные часы 280.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения в качестве антенны 210 может использоваться дипольная антенна, внутренняя антенна, директорная антенна, несимметричная антенна, антенная решетка и другие подобные им устройства. Антенна 210 может принимать сигналы от одной или нескольких станций, входящих во WLAN- и/или WPAN-ассоциации. Приемник 220 может демодулировать принятые сигналы, и обнаружитель 240 может определять событие, заключающееся в том, что ведущая WPAN-станция ассоциации стала недоступной. Например, если ведущее WPAN-устройство 150 становится недоступным, поскольку вышло из ассоциации, то оно будет находиться в ждущем режиме, в котором оно не передает опознавательные сообщения и не принимает сигналы. Кроме того, обнаружитель 240 может определять, что в ассоциации работают другие ведущие станции, и может передавать сигнал обнаружения, например, в контроллер 260, который может при необходимости содержать контроллер управления доступом к среде передачи (MAC).
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, если не обнаружено ни одно другое ведущее устройство, контроллер 240 может передать сигнал в модуль 270 ведущей станции для запуска программного приложения ведущей станции. После запуска приложения ведущей станции устройство 200 беспроводной связи может стать ведущей станцией. Кроме того, модуль 270 ведущей станции может включать передатчик 230 для передачи одного или нескольких опознавательных сообщений для уведомления одной или нескольких станций, входящих в ассоциацию, о параметрах подсоединения к ведущей станции. В состав параметров подсоединения могут входить идентификаторы SSID и ID. Идентификатор ID сеанса может содержать значение системного времени 280 и время создания WPAN-сеанса, если это необходимо.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения приемник 220 может принимать запрос на подсоединение от одной или нескольких станций ассоциации для восстановления соединения с одной или несколькими станциями ассоциации. Например, приемник 220 может принимать сообщения, содержащие значения функции синхронизации времени, от других ведущих станций, например от станции 112. Сравнивающее устройство 250 может сравнивать значения функции синхронизации времени, полученные по меньшей мере от одной ведущей станции, с внутренними значениями, и передавать результаты сравнения в контроллер 260. Контроллер 260 может включать или выключать модуль 270 ведущей станции в зависимости от результатов сравнения. Например, контроллер 260 может разрешать одной из нескольких станций стать ведущей станцией. Контроллер 260 при необходимости может присоединить одну или несколько ассоциированных станций к новой ведущей станции.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения контроллер 260 может присоединять одну или несколько ассоциированных станций путем указания этих станций новой ведущей станции, предотвращения присоединения к ассоциации неассоциированных станций и отсоединения одной или нескольких ассоциированных станций от текущей ведущей станции, становясь WPAN-клиентом новой ведущей станции путем установления соединения с новой ведущей станцией в качестве клиента.
В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения контроллер 260 может присоединять одну или более ассоциированных станций путем информирования этих станций о новом ведущем устройстве и передачи в них команд на автоматическое подсоединение (роуминг) к новому ведущему устройству, если это необходимо.
На фигуре 3 приведена блок-схема конечного автомата, осуществляющего алгоритм восстановления соединения в сети WPAN в случае непредусмотренной недоступности ведущего WPAN-устройства, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
Объем настоящего изобретения не ограничивается такой схемой восстановления WPAN-сеанса, который определяется связкой <S1, S2>, где S1 - это идентификатор SSID, и S2 - идентификатор ID. В соответствии с такой схемой клиент X, например станция 112, может присоединиться к WPAN-сеансу <S1, S2> (состояние 300). Клиент X может стать клиентом WPAN-сеанса (состояние 310). Например, в WPAN-сеансе может участвовать ведущее WPAN-устройство 150 и станции 114, 116, 122 и 124.
Ведущее WPAN-устройство указано на схеме обозначением Z. Ведущее устройство Z может выйти из сеанса. Клиент X может обнаружить, что ведущее устройство Z стало недоступным, и может осуществлять поиск других ведущих WPAN-устройств в WPAN-сеансе <S1, S2> (состояние 320). Если клиент X находит другие ведущие WPAN-устройства, то он может присоединиться к WPAN-сеансу <S1, S2> в качестве клиента (состояние 310). Если клиент X не находит альтернативное ведущее WPAN-устройство, то он может стать новым ведущим WPAN-устройством WPAN-сеанса <S1, S2> (состояние 330).
В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения новое ведущее WPAN-устройство, например клиент X, может начать передачу опознавательных сообщений, соответствующих WPAN-сеансу <S1, S2>. Новое ведущее WPAN-устройство может начать передачу с нуля значений функции синхронизации времени. В альтернативном варианте клиент X может стать новым ведущим WPAN-устройством на том же канале, на котором работало предыдущее ведущее WPAN-устройство.
Клиент X в состоянии 330 может обнаруживать другие ведущие станции WPAN-сеанса <S1, S2>, хотя объем настоящего изобретения не ограничивается этим вариантом. Клиент X может выполнять алгоритм выбора ведущей станции для принятия решения о том, должен ли он оставаться новым ведущим WPAN-устройством или же должен присоединиться к другому ведущему устройству в качестве клиента (состояние 340). Например, алгоритм выбора может включать в себя анализ значений функции синхронизации времени других ведущих WPAN-устройств и выбор ведущего WPAN-устройства с наибольшей функцией синхронизации времени для осуществления WPAN-сеанса, если это необходимо. Если другое ведущее WPAN-устройство выбирается для осуществления WPAN-сеанса, то клиент X может присоединиться к WPAN-соте выбранного ведущего WPAN-устройства Z.
На фигуре 4 приведена блок-схема способа 400 присоединения в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения. Присоединение может быть выполнено WPAN-клиентом, который стал ведущим WPAN-устройством X, например станцией 112, и разрешает другому ведущему WPAN-устройству Y, например станции 116, взять управление на себя, хотя объем изобретения не ограничивается этим вариантом. Ведущее WPAN-устройство X может установить WPAN-соту, которую можно также называть ассоциацией, с другими WPAN-станциями, например со станциями 122 и 124.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения ведущее WPAN-устройство X, например станция 112, может информировать клиентов WPAN-соты, например станции 122 и 124, о новом WPAN-устройстве Y, например станции 116. Например, ведущее WPAN-устройство X может передавать новому ведущему WPAN-устройству список клиентов и их возможности по использованию трафика в беспроводной сети, если это необходимо. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения ведущее WPAN-устройство X может запускать новое ведущее WPAN-устройство для запроса WPAN-клиента о клиентах, которые ассоциированы с ним.
В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения ведущее WPAN-устройство X может отсоединять ассоциированных WPAN-клиентов (блок 410). Ведущее WPAN-устройство X может препятствовать попыткам других WPAN-клиентов, например клиента 114, установить с ним соединение (блок 420). Новое ведущее WPAN-устройство Y, например станция 116, может выполнять процедуру установления соединения с WPAN-станциями WPAN-соты (блок 430). Ведущее WPAN-устройство X может определять, что станции WPAN-ячейки больше не подсоединены к нему (блок 440), хотя объем настоящего изобретения не ограничивается в этом отношении.
На фигуре 5 приведена блок-схема способа 500 присоединения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. WPAN-клиент, например станция 112, может информировать WPAN-клиентов WPAN-соты, например станции 122, 124, о новом ведущем WPAN-устройстве, например станции 116, как показано в блоке 510, хотя объем изобретения не ограничивается в этом отношении. В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления настоящего изобретения WPAN-клиент может передавать WPAN-клиентам своей WPAN-соты, например станции 122, 124, команды на автоматическое соединение с новым ведущим WPAN-устройством (блок 520) и для автоматического соединения с новым ведущим WPAN-устройством, например станцией 116, если это необходимо.
Хотя в настоящем описании были рассмотрены и описаны конкретные признаки изобретения, специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные модификации, замены, изменения и эквиваленты. Поэтому предполагается, что такие модификации и изменения, не выходящие за пределы объема охраны изобретения, охватываются прилагаемой формулой.