СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ ТИПА ОТВЕТНОГО КАДРА
SYSTEM AND METHOD FOR INDICATING TYPE OF RESPONSE FRAME

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Изобретение относится к области сетевых средств связи и, в частности, варианты осуществления - к системе и способу для обозначения типа ответного кадра.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В стандарте IEEE 802.11 TGah для беспроводных локальных сетей (WLAN) была предложена концепция раннего подтверждения (ACK). Двухбитовый индикатор типа ответного кадра добавляется в поле сигнала (SIG) для того, чтобы обозначить, запрашивается ли отправителем мгновенный ответ после блока протокольных данных (PPDU) процедуры (PLCP) сближения физического уровня (PHY). Станция (STA), например, беспроводное устройство связи, которая правильным образом декодирует поле SIG в принятом кадре, может определить, следует ли отложить доступ к каналу на основе этого обозначения. Два бита поля SIG обозначают следующие типы ответных кадров от приемника: 00 для ответного кадра ACK, 01 для ответного кадра BA, и 10 для ответного кадра с отсутствием ACK. Индикатор 11 может также использоваться для того, чтобы обозначить ответный кадр для данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В соответствии с вариантом осуществления, способ для обеспечения типов ответного кадра в соответствии с продолжительностями ответных кадров в беспроводной сети, содержащей точку доступа (AP) и станцию (STA), включает в себя определение множества типов ответного кадра в соответствии с продолжительностями передачи типов ответного кадра. Типы ответного кадра имеют различные продолжительности передачи. Способ дополнительно включает в себя назначение для типов ответного кадра множества соответствующих значений индикатора и предоставление типов ответного кадра и соответствующих значений индикатора одному или более устройствам связи, сконфигурированным или запланированным для доступа к каналу беспроводной сети.
[0004] В соответствии с другим вариантом осуществления, способ, реализуемый AP беспроводной сети для обозначения типа ответного кадра в соответствии с продолжительностью ответного кадра в беспроводной сети, включает в себя осуществление выбора типа ответного кадра из множества типов ответного кадра, предварительно определенных в соответствии с продолжительностями передачи типов ответного кадра. Типы ответного кадра имеют различные продолжительности передачи. Способ дополнительно включает в себя осуществление обозначения, в текущем кадре, запланированном для передачи, выбранного типа ответного кадра с использованием значения индикатора, предварительно определенного для выбранного типа ответного кадра, и осуществление передачи текущего кадра на канале доступа для одного или более устройств связи.
[0005] В соответствии с другим вариантом осуществления, способ для применения обозначения типа ответного кадра в соответствии с продолжительностью ответного кадра в беспроводной сети включает в себя обнаружение, при помощи приемника, не предназначенного отправителем кадра для приема текущего кадра, значения индикатора в текущем кадре. Значение индикатора предварительно определяется для типа ответного кадра, выбранного из множества типов ответного кадра, связанных с множеством классов продолжительностей передачи. Способ дополнительно включает в себя определение, при помощи приемника, того, что текущий кадр предназначается для другого объекта, отличного от приемника. После определения того, что значение индикатора означает отправку ответного кадра, приемник ожидает, перед осуществлением передачи нового кадра в течение периода времени, приблизительно равного продолжительности передачи, соответствующей типу ответного кадра, связанного со значением индикатора.
[0006] В соответствии с другим вариантом осуществления, устройство связи, выполненное с возможностью обозначения типа ответного кадра в соответствии с продолжительностью ответного кадра в беспроводной сети, включает в себя, по меньшей мере, один процессор и машиночитаемую среду хранения, сохраняющую программную часть для исполнения, по меньшей мере, одним процессором. Программная часть включает в себя команды для того, чтобы выбирать тип ответного кадра из множества типов ответного кадра, предварительно определенных в соответствии с продолжительностями передачи типов ответного кадра. Типы ответного кадра имеют различные продолжительности передачи. Программная часть на устройстве связи включает в себя дополнительные команды для того, чтобы обозначать, в текущем кадре, запланированном для передачи, выбранный тип ответного кадра с использованием значения индикатора, предварительно определенного для выбранного типа ответного кадра, и передавать текущий кадр на канале доступа для одного или более устройств связи.
[0007] В соответствии с еще другим вариантом осуществления, устройство связи, выполненное с возможностью применения обозначения типа ответного кадра в соответствии с продолжительностью ответного кадра в беспроводной сети, включает в себя, по меньшей мере, один процессор и машиночитаемую среду хранения, сохраняющую программную часть для исполнения, по меньшей мере, одним процессором. Программная часть включает в себя команды для того, чтобы принимать, в текущем кадре, переданном на канале доступа, значение индикатора, предварительно определенного для типа ответного кадра, выбранного из множества типов ответного кадра, принадлежащих множеству связанных классов продолжительностей передачи. Устройство связи является дополнительно выполненным с возможностью определять то, что текущий кадр предназначается для другого объекта, отличного от устройства связи, и ожидать, после окончания приема текущего кадра, в течение периода времени, приблизительно равного предварительно определенному межкадровому времени и времени обратного отсчета, прежде чем настаивать на том, чтобы беспроводный носитель осуществил передачу нового кадра от устройства связи. Программная часть дополнительно конфигурирует устройство, для того чтобы, после определения того, что значение индикатора означает отправку ответного кадра, ожидать перед осуществлением передачи нового кадра в течение периода времени, приблизительно равного продолжительности передачи, соответствующей типу ответного кадра, связанного со значением индикатора.
[0008] Вышеизложенное довольно широко обрисовало признаки варианта осуществления настоящего изобретения, для того чтобы подробное описание изобретения, которое следует ниже, было бы более понятным. Дополнительные признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения будут описаны в дальнейшем в этом документе, каковые формируют предмет формулы изобретения. Специалистам в данной области техники следует принимать во внимание то, что раскрытые концепция и специфические варианты осуществления могут безо всяких сложностей применяться в качестве основы для модификации или конструирования других структур или процессов для выполнения тех же самых целей настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники также следует ясно представлять себе то, что подобные эквивалентные конструкции не выходят за пределы объема изобретения, как это излагается в прилагаемой формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ теперь делается ссылка на нижеследующие описания, взятые во взаимосвязи с прилагающимися чертежами, на которых:
[0010] Фиг. 1 иллюстрирует пример кадра, содержащего обозначение ответного кадра для доступа WLAN;
[0011] Фиг. 2 иллюстрирует схему варианта осуществления для обозначения типа ответного кадра между точкой доступа (AP) и станцией (STA);
[0012] Фиг. 3 иллюстрирует способ варианта осуществления для обозначения типа ответного кадра для доступа IEEE 802.11 или WLAN;
[0013] Фиг. 4 иллюстрирует способ варианта осуществления для обнаружения обозначения типа ответного кадра для доступа IEEE 802.11 или WLAN; и
[0014] Фиг. 5 представляет собой диаграмму обрабатывающей системы, которая может использоваться для того, чтобы реализовать различные варианты осуществления.
[0015] Соответствующие цифры и символы на различных чертежах в основном относятся к соответствующим частям, если не обозначено иное. Чертежи вычерчены для того, чтобы ясным образом проиллюстрировать существенные аспекты вариантов осуществления, и не обязательно вычерчены в масштабе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРОИЛЛЮСТРИРОВАННЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0016] Осуществление и использование предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления подробно обсуждаются ниже. Однако следует принимать во внимание то, что настоящее изобретение обеспечивает много применимых обладающих признаками изобретения концепций, которые могут реализовываться в широком разнообразии специфических контекстов. Обсужденные специфические варианты осуществления представляют собой просто иллюстрации специфических путей осуществления и использования изобретения, и не ограничивают объем изобретения.
[0017] Текущая классификация поля SIG для ответных кадров не проводит должным образом различия между различными типами кадров ACK, разрешенными IEEE 802.11 TGah, подобно тому, как между кадрами ACK обычного размера и короткими кадрами ACK, или между кадрами блока ACK (BA) обычного размера и короткими кадрами BA. Например, во время обнаружения обозначения для ответа в виде кадра ACK (или BA), третья сторона может не иметь возможности определить, планируется ли обычный или короткий кадр ACK (или BA), чтобы последовать от приемника, и, следовательно, не имеет возможности определить, когда инициировать доступ к каналу. Вследствие этого, имеется потребность для усовершенствованной схемы обозначения для типа ответного кадра.
[0018] В настоящем описании предлагаются варианты осуществления для осуществления обозначения ответного кадра, ожидаемого отправителем, следующей за текущей передачей пакета в беспроводной сети, такой как сеть IEEE 802.11 или WLAN. Предлагается набор классов для осуществления обозначения соответствующих типов ответного кадра. Говоря более конкретно, классы определяются в соответствии с различной продолжительностью передачи или длиной ответных кадров. Набор классификаций является предварительно определенным и известным для множества AP и множества STA сети, например, перед началом передачи кадра или пакета на канале доступа. Классы обозначаются в части заголовка физического уровня (PHY) текущего передаваемого кадра или пакета. Термины пакет и кадр используются здесь взаимозаменяемым образом. Например, обозначение обеспечивается с использованием двух битов в поле SIG заголовка PHY. Классификация типов ответного кадра в соответствии с продолжительностью ответных кадров может решить текущую проблему неоднозначности в IEEE 802.11 TGah при идентификации коротких кадров и обычных кадров. Используя эту схему обозначения, множество STA могут задержать доступ к каналу на надлежащий промежуток времени без неоднозначности, что может уменьшить возможность конфликта на канале доступа. В дополнение к этому, эта схема не добавляет служебную сигнализацию.
[0019] На Фиг. 1 показан пример кадра 100, содержащего обозначение ответного кадра для доступа WLAN. Кадр 100 содержит поле 110 SIG, заголовок MAC (MH) 120, следующий за полем 110 SIG, и фрагмент 130 данных. Поле 110 SIG и MH 120 представляют собой часть заголовка PHY кадра 100. Поле 110 SIG используется для того, чтобы обозначить один из множества предварительно определенных типов ответных кадров. Таким образом, тип ответного кадра, ожидаемого отправителем, может обозначаться в текущей передаче отправителя (текущем кадре 100). Говоря более конкретно, предварительно определенные типы ответных кадров классифицируются в соответствии с их различной продолжительностью передачи или длиной.
[0020] Например, предварительно определенные типы включают в себя тип «без ответа», тип ответа в виде только физического заголовка (также называющийся ответом с нулевым пакетом данных (NDP)), тип обычного ответа ACK, и тип длинного или неопределенного ответа. Каждый из этих типов или классов ответного кадра имеет различную продолжительность передачи или длину. Обозначение «без ответа» уведомляет приемник о том, что никакого ответа не запрашивается для текущего кадра 100. Обозначение ответа в виде заголовка PHY уведомляет приемник о том, что запрашивается короткий пакет в качестве ответа на текущую передачу пакета или кадра 100. Короткие пакеты могут включать в себя короткие кадры ACK или короткие кадры BA. Обозначение обычного ответа ACK уведомляет приемник о том, что запрашивается обычный кадр ACK, т.е. содержащий полезную нагрузку из 14 байт, в качестве ответа на текущую передачу. Обозначение длинного или неопределенного ответа уведомляет приемник о том, что пакет или кадр, отличный от вышеупомянутых типов кадра, ожидается в качестве ответа на текущую передачу. Действительная продолжительность этого типа пакета может идентифицироваться при помощи декодирования поля SIG в этом пакете. Например, этот тип может включать в себя кадры данных. В одной реализации вышеупомянутые четыре типа могут обозначаться с использованием двух битов в поле SIG следующим образом: 00 (эквивалентно 0 в десятичном значении) для типа «без ответа», 01 (эквивалентно 1 в десятичном значении) для типа ответа в виде заголовка PHY или NDP, 10 (эквивалентно 2 в десятичном значении) для типа обычного ответа ACK, и 11 (эквивалентно 3 в десятичном значении) для типа длинного или неопределенного ответа.
[0021] В других вариантах осуществления любое подходящее количество классифицированных типов ответных кадров могут предварительно определяться в соответствии с различными продолжительностями времени или длинами ответных кадров. Например, пять вместо четырех типов могут предварительно определяться, включая в этот состав отсутствие ответа, тип ответа в виде заголовка PHY (или NDP), тип обычного ответа ACK, тип ответного кадра с данными, и тип длинного или неопределенного ответа. Еще в одном варианте осуществления предварительно определенные типы ответов включают в себя отсутствие ответа, короткий ответный кадр (включая в этот состав короткий ACK и короткий BA), ответный кадр обычного размера (включая в этот состав обычный ACK и обычный BA), ответный кадр с данными, и длинный или неопределенный тип ответа.
[0022] На Фиг. 2 иллюстрируется схема 200 варианта осуществления для обозначения типа ответного кадра между AP и STA в беспроводной сети, например, сети 802.11 TGah, WLAN или сети WiFi. AP может представлять собой беспроводный модем или маршрутизатор, который предоставляет возможность канального доступа одной или более STA, например, через совместно используемый канал. STA может представлять собой пользовательское или мобильное устройство, которое осуществляет доступ к каналу беспроводным образом для того, чтобы отправить (на восходящем канале) и/или принять (на нисходящем канале) пакеты от беспроводной сети через посредство AP. Каждый нисходящий/восходящий пакет может включать в себя кадр 100 или часть заголовка PHY (например, поле 110 SIG) кадра или пакета, обозначающие тип ответного кадра в соответствии с классификацией на основе действительной продолжительности ответного кадра. Классификация может включать в себя тип «без ответа» (например, обозначающийся битами 00), тип ответа в виде заголовка PHY (или NDP) (например, обозначающийся битами 01), тип обычного ответа ACK (например, обозначающийся битами 10), и тип длинного или неопределенного ответа (например, обозначающийся битами 11), как описывалось выше. В дополнение к этому, пакет может включать в себя поле «больше данных», которое может устанавливаться (например, в 1) для того, чтобы пользователь обозначал последующий пакет данных, запланированный для передачи, или устанавливаться (например, в 0) для того, чтобы пользователь обозначал то, что никакой последующий пакет данных не планируется для передачи.
[0023] На Фиг. 3 иллюстрируется способа 300 варианта осуществления для обозначения типа ответного кадра для беспроводного сетевого доступа, например, в сети IEEE 802.11, WLAN или сети WiFi. На этапе 310, ответные кадры для цели ACK предварительно определяются и классифицируются на различные типы пакетов или кадров в соответствии с различной продолжительностью передачи или длиной. На этапе 320, каждому типу или классу назначается значение индикатора. Например, всем четырем типам или классам ответного кадра назначаются четыре соответствующих значения с использованием всего двух битов, как описывалось выше. На этапе 330, предварительно определенные типы ответного кадра и соответствующие значения индикаторов совместно используются множеством AP и множеством STA, которые передают или запланированы для того, чтобы передавать, на канале доступа. На этапе 340, AP или STA, которые запланированы для текущей передачи на линии доступа, выбирает один из типов ответного кадра. На этапе 350, AP или STA обозначает, используя соответствующее значение индикатора, выбранный тип ответного кадра в своей текущей передаче. Например, выбранный ответный кадр обозначается в поле SIG или в части заголовка PHY передающегося в данный момент кадра или пакета.
На Фиг. 4 иллюстрируется способ 400 варианта осуществления для обнаружения обозначения типа ответного кадра для беспроводного сетевого доступа, например, в сети IEEE 802.11, WLAN или сети WiFi. Способ 400 реализуется третьим объектом (например, STA, или AP, которая не является AP, передающей кадр), отличным от объекта-передатчика (например, AP) кадра и объекта-приемника (например, второй STA), предназначенного для осуществления приема кадра. На этапе 410, третий объект обнаруживает, в текущем кадре, отправленном от объекта-передатчика объекту-приемнику, значение индикатора для типа ответного кадра, выбранного из множества типов ответного кадра, связанных с множеством классов продолжительностей передачи, как описывалось выше. На этапе 420, третий объект определяет то, что текущий кадр предназначается для другого объекта, отличного от устройства связи. Третий объект ожидает, на этапе 430, в течение периода времени, приблизительно равного продолжительности передачи, соответствующей типу ответного кадра, связанного со значением индикатора, перед тем, как осуществить передачу нового кадра. Говоря более конкретно, третий объект ожидает, после окончания приема текущего кадра, в течение периода времени, приблизительно равного предварительно определенному межкадровому времени и времени обратного отсчета, прежде чем настаивать на том, чтобы беспроводный носитель осуществил передачу нового кадра от третьего объекта. После определения того, что значение индикатора означает отправку ответного кадра (а не тип с отсутствием ответного кадра), третий объект дополнительно ожидает, прежде чем настаивать на том, чтобы беспроводный носитель осуществил передачу нового кадра, дополнительный период времени, приблизительно равный другой продолжительности передачи, соответствующей типу ответного кадра, связанного со значением индикатора. В другом варианте осуществления подобный способ реализуется при помощи предполагаемого приемника, в котором приемник может использовать значение индикатора для типа ответного кадра в принятом кадре, для того чтобы убедиться в том, какой конкретный ответ ему требуется отправить, при помощи декодирования поля SIG или заголовка PHY, и/или может использовать это значение индикатора для того, чтобы оценить реакцию или действия объекта третьей стороны после того, как третья сторона получает кадр, переносящий значение индикатора.
[0024] Например, если обозначенный тип ответного кадра представляет собой тип ответа в виде заголовка PHY (или NDP) (например, значение индикатора представляет собой 01 битов), тогда третий объект ожидает в течение времени, соответствующего приблизительной длине типа ответа в виде заголовка PHY и предварительно определенному межкадровому времени/времени обратного отсчета, прежде чем настаивать на том, чтобы беспроводный носитель осуществил передачу нового кадра. Если тип ответного кадра представляет собой тип ответа ACK обычного размера или тип ответа BA обычного размера (например, значение индикатора установлено на 10 бит), тогда третий объект ожидает в течение времени, соответствующего приблизительной длине типа ответа ACK обычного размера или типа ответа BA обычного размера и предварительно определенному межкадровому времени/времени обратного отсчета, прежде чем настаивать на том, чтобы беспроводный носитель осуществил передачу нового кадра. В случае, когда одно и то же значение индикатора используется для обоих типа ответа ACK обычного размера или типа ответа BA обычного размера (например, 10 битов), третья сторона также может обнаруживать информацию или второе значение индикатора в текущем кадре, для того чтобы определить, является ли обозначенный тип ответного кадра типом ответа ACK обычного размера или типом ответа BA обычного размера. Альтернативным образом, если тип ответного кадра представляет собой тип длинного или неопределенного ответа (например, значение индикатора представляет собой 11 битов), тогда третий объект ожидает в течение определенного дополнительного времени, например, максимальной разрешенной продолжительности пакета и требуемого времени обратного отсчета. Если обозначенный тип ответного кадра представляет собой тип «без ответа» (например, значение индикатора представляет собой 00 битов), тогда третий объект ожидает только в течение предварительно определенного межкадрового времени/времени обратного отсчета, прежде чем настаивать на том, чтобы беспроводный носитель осуществил передачу нового кадра.
[0025] Фиг. 5 представляет собой блок-схему примерной обрабатывающей системы 500, которая может использоваться для того, чтобы реализовать различные варианты осуществления. Специальные устройства могут применять все показанные компоненты, или только подгруппу компонентов, и уровни интегрирования могут варьироваться от устройства к устройству. Помимо всего прочего, устройство может содержать в себе множество экземпляров компонента, таких как множество обрабатывающих блоков, процессоры, памяти, передатчики, приемники и т.д. Обрабатывающая система 500 может содержать обрабатывающий блок 501, оборудованный одним или более устройств ввода/вывода, таких как сетевые интерфейсы, интерфейсы хранения и подобные им. Обрабатывающий блок 501 может включать в себя центральный обрабатывающий блок (CPU) 510, память 520, запоминающее устройство 530 большой емкости, и I/O интерфейс 560, соединенный с шиной. Шин может быть одна или больше, любого типа, состоять из нескольких шинных архитектур, включающих в себя шину памяти или контроллер памяти, периферийную шину или подобные им.
[0026] CPU 510 может содержать любой тип электронного процессора данных. Память 520 может содержать любой тип системной памяти, такой как статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM), динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), их комбинацию или подобные им. В варианте осуществления память 520 может включать в себя ROM для использования на начальной загрузке, и DRAM для хранения программ и данных для использования во время исполнения программ. В вариантах осуществления память 520 является энергонезависимой. Запоминающее устройство 530 большой емкости может содержать любой тип устройства хранения, выполненное с возможностью сохранять данные, программы и другую информацию и делать доступными через посредство шины данные, программы и другую информацию. Запоминающее устройство 530 большой емкости может содержать, например, один или более твердотельных накопителей, накопитель на жестком диске, накопитель на магнитном диске, накопитель на оптическом диске или подобные им.
[0027] Обрабатывающий блок 501 также включает в себя один или более сетевых интерфейсов 550, которые могут содержать проводные линии, такие как кабель Ethernet или подобный ему, и/или беспроводные линии для доступа к узлам или к одной или нескольким сетям 580. Сетевой интерфейс 550 предоставляет возможность обрабатывающему блоку 501 взаимодействовать с удаленными блоками через посредство сетей 580. Например, сетевой интерфейс 550 может обеспечивать беспроводное взаимодействие через посредство одного или более передатчиков/передающих антенн и одного или более приемников/принимающих антенн. В варианте осуществления обрабатывающий блок 501 соединяется с локальной сетью или широкомасштабной сетью для осуществления обработки данных и взаимодействия с удаленными устройствами, такими как другие обрабатывающие блоки, Интернет, удаленные средства для хранения или подобными им.
[0028] Несмотря на то, что несколько вариантов осуществления были предоставлены в настоящем раскрытии, следует понимать то, что раскрытые системы и способы могут осуществляться во многих других специальных формах без выхода за пределы сущности и объема настоящего раскрытия. Настоящие примеры следует считать иллюстративными и не ограничивающими, и намерение заключается в том, чтобы не ограничиваться подробностями, данными в настоящем описании. Например, различные элементы или компоненты могут комбинироваться или интегрироваться в другую систему, или конкретные признаки могут не соблюдаться или не реализовываться.
[0029] В дополнение к этому, технические средства, системы, подсистемы и способы, описанные и проиллюстрированные в различных вариантах осуществления, как разъединенные или раздельные, могут комбинироваться или объединяться с другими системами, модулями, техническими средствами или способами без выхода за пределы объема настоящего раскрытия. Другие детали, показанные или рассмотренные как соединенные, или напрямую соединенные, или взаимодействующие друг с другом, могут являться соединенными не напрямую, или взаимодействующими через некоторый интерфейс, устройство или промежуточный компонент или электрическим образом, или механическим образом или другим образом. Другие примеры изменений, замещений и модификаций являются очевидными для специалистов в данной области техники и могут делаться без выхода за пределы объема, раскрытого в настоящем описании.