СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ/ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ, СВЯЗАННОЙ С ИДЕНТИФИКАТОРОМ АССОЦИАЦИИ, В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
METHOD OF TRANSMITTING/RECEIVING INFORMATION ASSOCIATED WITH ASSOCIATION IDENTIFIER, IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND CORRESPONDING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
[1] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству передачи/приема информации, связанной с идентификатором ассоциации (AID) в системе беспроводной локальной сети (WLAN).
Уровень техники
[2] В связи с развитием технологии передачи информации были разработаны различные технологии беспроводной связи. Из перечня таких технологий, WLAN является технологией, которая позволяет осуществлять беспроводной доступ к интернету дома, на работе или в конкретных зонах оказания услуг с использованием мобильного терминала, такого как карманный персональный компьютер (КПК), портативный компьютер и портативный мультимедийный проигрыватель (PMP), на основе радиочастотной технологии.
[3] Для преодоления ограничений скорости передачи данных, что считается слабым местом WLAN, последние технические стандарты предусматривают систему, способную повысить скорость и надежность сети, в то же время расширяя зону покрытия беспроводной сети. Например, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с максимальной скоростью обработки данных 540 мбит/с. Кроме того, предложена технология с множеством входов и множеством выходов (MIMO), в которой применяется множество антенн для передатчика и приемника для минимизации ошибок передачи и для оптимизации скорости передачи данных.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[4] Задача настоящего изобретения, призванного решить данную проблему, состоит в управлении линией прямой связи при изменении AID.
[5] Задачи настоящего изобретения не ограничиваются вышеупомянутыми задачами, и другие задачи настоящего изобретения, не упомянутые выше, будут понятны специалистам в данной области техники по ознакомлении с нижеследующим описанием.
Техническое решение
[6] В первом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ передачи и приема информации, связанной с идентификатором ассоциации (AID), в системе беспроводной связи, причем способ включает в себя прием посредством второй станции (STA), имеющей линию прямой связи с первой STA, кадра объявления, связанного с обновленным AID, от первой STA, и передачу посредством второй STA кадра квитирования (ACK) в ответ на кадр объявления, причем кадр объявления содержит одну или более пар AID-MAC-адрес, причем вторая STA обновляет AID станции (STA), соответствующей одной или более парам AID-MAC-адрес.
[7] Первый аспект настоящего изобретения может включать в себя следующие детали.
[8] кадр объявления может содержать элемент объявления AID, причем элемент объявления AID может включать в себя одну или более пар AID-MAC-адрес.
[9] MAC-адрес одной или более пар AID-MAC-адрес может быть MAC-адресом обновленной STA, и AID одной или более пар AID-MAC-адрес может быть AID станции (STA), соответствующей MAC-адресу.
[10] Линия прямой связи может быть одним из установления туннелированной линии прямой связи (TDLS) или установления линии прямой связи (DLS).
[11] Обновленный AID может быть новым AID, назначенным первой STA точкой доступа (AP).
[12] Новый AID может поступать от AP на первую STA в кадре ответа переключения AID.
[13] Когда обновленный AID принадлежит другой группе, чем AID второй STA, кадр объявления может содержать информацию, запрашивающую изменение AID второй STA.
[14] Во втором аспекте настоящего изобретения, предусмотрен способ передачи и приема информации, связанной с идентификатором ассоциации (AID), в системе беспроводной связи, причем способ включает в себя передачу посредством первой станции (STA) кадра объявления, связанного с обновленным AID, на вторую STA, имеющую линию прямой связи с первой STA, и прием посредством первой STA кадра квитирования (ACK) от второй STA в ответ на кадр объявления, причем кадр объявления содержит одну или более пар AID-MAC-адрес, причем одна или более пар AID-MAC-адрес используются для обновления AID станции (STA), соответствующей одной или более парам AID-MAC-адрес, посредством второй STA.
[15] Второй аспект настоящего изобретения может включать в себя следующие детали.
[16] кадр объявления может содержать элемент объявления AID, причем элемент объявления AID может включать в себя одну или более пар AID-MAC-адрес.
[17] MAC-адрес одной или более пар AID-MAC-адрес может быть MAC-адресом обновленной STA, и AID одной или более пар AID-MAC-адрес может быть AID станции (STA), соответствующей MAC-адресу.
[18] Способ по пункту 8 формулы, в котором линия прямой связи может быть одним из установления туннелированной линии прямой связи (TDLS) или установления линии прямой связи (DLS).
[19] Обновленный AID может быть новым AID, назначенным первой STA точкой доступа (AP).
[20] Способ может дополнительно включать в себя прием, от AP, кадра ответа переключения AID, содержащего новый AID.
[21] Кадр ответа переключения AID может быть ответом на кадр запроса переключения AID, передаваемый на AP посредством первой STA.
Полезные эффекты изобретения
[22] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, даже при изменении AID станции (STA), линия прямой связи может гладко поддерживаться. Кроме того, может сокращаться время обработки, необходимое для обновления AID между STA, связанными с линией прямой связи.
[23] Результаты, которые можно получить из настоящего изобретения, не ограничиваются вышеупомянутыми результатами, и из приведенных ниже описаний специалистам в данной области техники могут быть отчетливо понятны другие результаты.
Краткое описание чертежей
[24] Сопровождающие чертежи, которые призваны обеспечивать дополнительное понимание настоящего изобретения, демонстрируют различные варианты осуществления настоящего изобретения, и вместе со сведениями настоящего описания изобретения служат для объяснения технических признаков изобретения.
[25] Фиг. 1 - схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[26] Фиг. 2 - схема, демонстрирующая другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[27] Фиг. 3 - схема, демонстрирующая еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[28] Фиг. 4 - схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы WLAN.
[29] Фиг. 5 - схема, демонстрирующая архитектуры канального уровня и физического уровня системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[30] Фиг. 6 - схема, демонстрирующая нормальный процесс установления линии связи в системе WLAN, к которой применимо настоящее изобретение.
[31] Фиг. 7 демонстрирует формат поля «действие».
[32] Фиг. 8 демонстрирует конфигурацию кадра TDLS.
[33] Фиг. 9 демонстрирует процесс установления TDLS линии прямой связи.
[34] Фиг. 10 иллюстративно демонстрирует формат кадра MAC системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[35] Фиг. 11 иллюстративно демонстрирует формат HT поля «управление HT» в кадре MAC, показанном на фиг. 10.
[36] Фиг. 12 иллюстративно демонстрирует формат VHT поля «управление HT» в кадре MAC, показанном на фиг. 10.
[37] Фиг. 13 демонстрирует формат кадра PPDU системы IEEE 802.11n, к которой применимо настоящее изобретение.
[38] фиг. 14 иллюстративно демонстрирует формат VHT кадра PPDU системы IEEE 802.11ac, к которой применимо настоящее изобретение.
[39] Фиг. 15 демонстрирует типичный формат кадра для однопользовательского (SU) пакета с незамкнутым циклом системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[40] Фиг. 16 демонстрирует формат преамбулы, имеющей полосу 1 МГц, для системы IEEE 802.11ah, к которой применимо настоящее изобретение.
[41] Фиг. 17 демонстрирует процесс откладывания передачи в системе WLAN, к которой применимо настоящее изобретение.
[42] Фиг. 18 иллюстрирует скрытый узел и открытый узел.
[43] Фиг. 19 демонстрирует RTS и CTS.
[44] Фиг. 20 иллюстрирует операцию управления мощностью.
[45] фиг. 21-23 подробно иллюстрируют операции станции (STA), принявшей TIM.
[46] Фиг. 24 иллюстрирует AID на групповой основе.
[47] Фиг. 25 демонстрирует изменение AID станции (STA) в одной и той же группе, с упором на сигнализацию.
[48] Фиг. 26 демонстрирует структуру назначения AID кадр в одной и той же группе для изменяющегося AID станции (STA) в одной и той же группе.
[49] Фиг. 27 демонстрирует изменение AID станции (STA), принадлежащего конкретной группе, на AID другой группы, с упором на сигнализацию.
[50] Фиг. 28 демонстрирует проблему, которая может возникать при изменении AID станции (STA), для которой установлена линия прямой связи с другой STA.
[51] Фиг. 29-43 демонстрируют первый вариант осуществления настоящего изобретения и его разновидности.
[52] Фиг. 44 демонстрирует время обработки согласно первому варианту осуществления.
[53] Фиг. 45-47 демонстрируют второй вариант осуществления настоящего изобретения и его разновидности.
[54] Фиг. 48 демонстрирует конфигурацию устройств согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
[55] Перейдем к подробному рассмотрению иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых представлены на сопровождающих чертежах. Подробное описание, приведенное ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, призвано пояснять иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, а не представлять только варианты осуществления, которые можно реализовать согласно изобретению. Нижеследующее подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области очевидно, что настоящее изобретение можно осуществлять на практике без таких конкретных деталей.
[56] В ряде случаев, описание общеизвестных структур и устройств пропущено во избежание затруднения понимания принципов настоящего изобретения, и важные функции структур и устройств могут быть проиллюстрированы в общем в форме блок-схем.
[57] Конкретные термины используются в нижеследующем описании для лучшего понимания настоящего изобретения. Такие конкретные термины могут принимать другие формы в пределах технического объема или сущности настоящего изобретения.
[58] Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения опираются на документы стандартов, раскрытые для по меньшей мере одной из системы Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802, системы проекта партнерства третьего поколения (3GPP), системы проекта долгосрочного развития систем связи 3GPP (LTE), системы LTE-Advanced (LTE-A) и системы 3GPP2, которые являются системами беспроводного доступа. Таким образом, этапы или части, которые не описаны для наглядного выявления технической сущности настоящего изобретения в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут поддерживаться вышеупомянутыми документами. Вся используемая здесь терминология может поддерживаться по меньшей мере одним из вышеупомянутых документов.
[59] Нижеследующие варианты осуществления настоящего изобретения можно применять к различным технологиям беспроводного доступа например, CDMA (множественный доступ с кодовым разделением), FDMA (множественный доступ с частотным разделением), TDMA (множественный доступ с временным разделением), OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением) и SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с одной несущей). CDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи, например UTRA (универсальный наземный радиодоступ) или CDMA2000. TDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи например GSM (глобальной системы мобильной связи)/GPRS (общей радиослужбы пакетной передачи)/EDGE (повышенные скорости передачи данных развития GSM). OFDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи например, IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, и E-UTRA (усовершенствованный UTRA). UTRA входит в состав UMTS (универсальной системы мобильной связи). LTE (проект долгосрочного развития систем связи) 3GPP (проекта партнерства третьего поколения), который входит в состав E-UMTS (усовершенствованной UMTS), которая использует E-UTRA, использует OFDMA на нисходящей линии связи и SC-FDMA на восходящей линии связи. LTE-A (LTE-Advanced) является усовершенствованной версией LTE 3GPP.
[60] Для наглядности нижеследующее описание посвящено в общем системам IEEE 802.11, но технические признаки настоящего изобретения этим не ограничиваются.
[61] Структура системы WLAN
[62] На фиг. 1 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[63] Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает транспарентную мобильность станции (STA) для более высокого уровня может обеспечиваться взаимодействием компонентов. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать базовому строительному блоку в LAN IEEE 802.11. На фиг. 1, присутствуют два BSS (BSS1 и BSS2) и две STA включены в каждый из BSS (т.е. STA1 и STA2 включены в BSS1, и STA3 и STA4 включены в BSS2). Эллипс указывающий BSS на фиг. 1, можно рассматривать как зону покрытия, в которой STA, включенные в соответствующий BSS, поддерживают связь. Эта зона может именоваться базовой зоной обслуживания (BSA). Если STA перемещается за пределы BSA, STA не может непосредственно осуществлять связь с другими станциями (STA) в соответствующей BSA.
[64] В LAN IEEE 802.11 наиболее распространенным типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2), показанный на фиг. 1, который является простейшей формой и не включает в себя другие компоненты за исключением STA, может соответствовать типичному примеру IBSS. Такая конфигурация возможна, когда станции (STA) могут непосредственно осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN можно при необходимости конфигурировать вместо того, чтобы предварительно планировать и также называется сетью прямого подключения.
[65] Отношения членства станции (STA) в BSS могут динамически изменяться, когда STA включается или отключается, или STA входит в зону BSS или покидает ее. Чтобы стать членом BSS, STA может использовать процесс синхронизации для вступления в BSS. Для осуществления доступа ко всем службам инфраструктуры BSS, STA должна ассоциироваться с BSS. Такая ассоциация может устанавливаться динамически и может включать в себя использование службы системы распространения (DSS).
[66] На фиг. 2 показана схема, демонстрирующая другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Согласно фиг. 2, в структуру, показанную на фиг. 1, добавлены следующие компоненты: система распространения (DS), среда системы распространения (DSM) и точка доступа (AP).
[67] Прямое расстояние между STA в LAN может ограничиваться производительностью физического уровня (PHY). В ряде случаев, такого ограниченного расстояния может быть достаточно для осуществления связи. Однако, в других случаях, может потребоваться связь между станциями (STA) на большом расстоянии. DS можно конфигурировать для поддержки расширенного покрытия.
[68] DS представляет собой структуру, в которой BSS соединены друг с другом. В частности, BSS можно конфигурировать как компонент расширенной формы сети, состоящий из множества BSS, вместо независимой конфигурации, показанной на фиг. 1.
[69] DS является логическим понятием и может задаваться характеристиками DSM. В связи с этим, беспроводная среда (WM) и DSM логически отличаются в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются для различных целей и используются различными компонентами. По определению IEEE 802.11, такие среды не ограничиваются одной и той же или разными средами. Гибкость архитектуры LAN IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) можно объяснить тем, что разные среды логически отличаются друг от друга. Таким образом, архитектура LAN IEEE 802.11 может быть реализована по-разному и может независимо задаваться физической характеристикой каждой реализации.
[70] DS может поддерживать мобильные устройства за счет обеспечения неразрывной интеграции множества BSS и обеспечения логических служб, необходимых для манипулирования адресом назначения.
[71] AP представляет собой объект, который позволяет ассоциированным станциям (STA) осуществлять доступ к DS через WM и который имеет функциональные возможности STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют функциональные возможности STA и обеспечивают функцию предписания ассоциированным станциям (STA) (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Кроме того, поскольку все AP соответствуют в общем станциям (STA), все AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый AP (точкой доступа) для осуществления связи на WM, не обязан быть идентичным адресу, используемому AP для осуществления связи на DSM.
[72] Данные, передаваемые от одной из станций (STA), ассоциированных с AP, на STA-адрес AP, всегда могут приниматься неуправляемым портом и могут обрабатываться объектом доступа к порту IEEE 802.1X. Если управляемый порт аутентифицирован, данные (или кадр) передачи могут передаваться на DS.
[73] На фиг. 3 показана схема, демонстрирующая еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Помимо структуры, показанной на фиг. 2, фиг. 3 в обобщенном виде демонстрирует расширенный набор служб (ESS) для обеспечения широкого покрытия.
[74] Беспроводная сеть произвольного размера и сложности может состоять из DS и BSS. В системе IEEE 802.11, сеть такого типа именуется сетью ESS. ESS может соответствовать набору BSS, подключенных к одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS отличается тем, что уровень управления логическим соединением (LLC) выглядит как сеть ESS как сеть IBSS. Станции (STA), входящие в состав ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и, на уровне LLC, мобильные STA могут транспарентно переходить в LLC из одного BSS в другой BSS (в одном и том же ESS).
[75] В IEEE 802.11, относительные физические положения BSS на фиг. 3 не рассматриваются, и все следующие формы возможны. BSS могут частично перекрываться, и эта форма, в общем случае, используется для обеспечения непрерывного покрытия. BSS могут физически не соединяться, и логические расстояния между BSS не имеют ограничения. BSS могут находиться в одной и той же физической позиции и эта форма может использоваться для обеспечения избыточности. Одна (или более) сетей IBSS или ESS может физически располагаться в том же пространстве, что и одна (или более) сеть ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, когда сеть прямого подключения работает в положении, где присутствует сеть ESS, в случае, когда разные организации сетей IEEE 802.11 физически перекрываются, или в случае, когда в одном и том же месте необходимы две или более разные политики доступа и безопасности.
[76] На фиг. 4 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы WLAN. На фиг. 4 показан пример инфраструктурного BSS, включающего в себя DS.
[77] В примере, показанном на фиг. 4, BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN, STA является устройством, работающим согласно предписанию MAC/PHY IEEE 802.11. Станции (STA) включают в себя станции AP-STA и станции не-AP-STA. Станции не-AP-STA соответствуют таким устройствам, как мобильные телефоны, которыми в общем случае манипулируют непосредственно пользователи. На фиг. 4, STA1, STA3 и STA4 соответствуют не-AP-STA и STA2 и STA5 соответствуют AP-STA.
[78] В нижеследующем описании, не-AP-STA может именоваться терминалом, беспроводным приемопередающим блоком (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной абонентской станцией (MSS). AP это понятие, соответствующее базовой станции (BS), Node-B, усовершенствованному Node-B (eNB), базовой приемопередающей системе (BTS), или фемто-BS в других областях беспроводной связи.
[79] На фиг. 5 показана схема, демонстрирующая архитектуры канального уровня и физического уровня системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[80] Согласно фиг. 5, физический уровень 520 может включать в себя объект 521 протокола сближения физического уровня (PLCP) и объект 522, зависящий от физической среды (PMD). Объект 521 PLCP функционирует для соединения подуровня 510 MAC и кадра данных. Объект 522 PMD использует схему OFDM для передачи данных в две или более STA и приема данных от них.
[81] Подуровень 510 MAC и физический уровень 520 могут включать в себя объект концептуального управления. Объект концептуального управления может именоваться объектом 511 управления подуровня MAC (MLME) и объектом управления физического уровня (PLME) 523, соответственно. Эти объекты 511 и 521 обеспечивают интерфейс услуг управления уровня посредством операции функции управления уровня.
[82] Для обеспечения точной операции MAC, на каждой STA может существовать сущность 530 управления станции (SME). SME 530 собирает информацию состояния на основе уровня от множества объектов управления уровня или устанавливает значения конкретных параметров каждого уровня как объект управления, независимый от каждого уровня. SME 530 может осуществлять функцию общего объекта управления системы и реализовать стандартный протокол управления.
[83] Различные вышеописанные объекты могут взаимодействовать по-разному. Согласно фиг. 5, объекты обмениваются примитивом GET/SET. Примитив XX-GET.request используется для запрашивания значения атрибута «база информации управления» (MIB). В состоянии «успех», примитив XX-GET.confirm возвращает соответствующее значение атрибута MIB. В противном случае, примитив XX-GET.confirm указывает ошибку в поле состояния и возвращает ее. Примитив XX-SET.request используется для запрашивания установления указанного атрибута MIB на заданное значение. Если атрибут MIB указывает конкретную операцию, примитив запрашивает выполнение конкретной операции. Кроме того, в состоянии «успех», примитив XX-SET.confirm указывает, что указанный атрибут MIB задан равным запрашиваемому значению. В противном случае, поле состояния указывает возникновение ошибки. Если атрибут MIB указывает конкретную операцию, этот примитив может подтвердить, что операция осуществлена.
[84] Как показано на фиг. 5, MLME 511 и SME 530, и PLME 523 и SME 530 могут обмениваться различными примитивами посредством MLME_SAP (MLME_Service Access Point) 550 и PLME_SAP (PLME_Service Access Point) 560, соответственно. Кроме того, MLME 511 и PLME 523 могут обмениваться примитивами посредством MLME-PLME_SAP (MLME-PLME_Service Access Point) 570.
[85] Процесс установления линии связи
[86] Фиг. 6 иллюстрирует общий процесс установления линии связи в системе WLAN, к которой применимо настоящее изобретение.
[87] Для установления линии связи в сети и передачи/приема данных по сети, STA должна осуществлять обнаружение и аутентификацию сети, устанавливать ассоциацию и осуществлять процедуру аутентификации для безопасности. Процесс установления линии связи также могут именоваться процессом инициирования сеанса или процессом установления сеанса. Кроме того, этапы обнаружения, аутентификации, ассоциирования и настройки безопасности в процессе установления линии связи можно совместно называть этапом ассоциирования в общем смысле.
[88] Далее, иллюстративный процесс установления линии связи будет описан со ссылкой на фиг. 6.
[89] На этапе S610, STA может осуществлять операцию обнаружение сети. Операция обнаружения сети может включать в себя операцию сканирования станции (STA). Таким образом, станции STA нужно искать доступную сеть для осуществления доступа к сети. Станции STA нужно идентифицировать совместимую сеть, прежде чем подключиться к беспроводной сети. При этом процесс идентификации сети, содержащейся в конкретном районе, именуется сканированием.
[90] Операция сканирования подразделяется на активное сканирование и пассивное сканирование.
[91] Фиг. 6 иллюстративно демонстрирует операцию обнаружения сети, включающую в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования, STA, выполненная с возможностью осуществлять сканирование, передает кадр пробного запроса и ожидает ответа на кадр пробного запроса, для переключения между каналами и поиск близлежащих AP. Ответчик передает кадр пробного ответа на STA, передавшую кадр пробного запроса, в ответ на кадр пробного запроса. При этом ответчиком может быть последняя STA, передавшая кадр маяка в BSS сканированного канала. В BSS, поскольку AP передает кадр маяка, AP играет роль ответчика. В IBSS, станции (STA) в IBSS по очереди передают кадр маяка, и, таким образом, ответчик является фиксированным. Например, STA, передавшая кадр пробного запроса на канале #1 и принявшая кадр пробного ответа на канале #1, может сохранять информацию, относящуюся к BSS, которая содержится в принятом кадре пробного ответа и переходить к следующему каналу (например, каналу #2) для осуществления сканирования (т.е. передачи/приема пробного запроса/ответа на канале #2) таким же образом.
[92] Хотя это не показано на фиг. 6, может осуществляться операция пассивного сканирования. При осуществлении операции пассивного сканирования, STA, чтобы осуществлять сканирование, ожидает кадра маяка, переходя с одного канала на другой. Кадр маяка, который является одним из кадров управления в IEEE 802.11, периодически передается для указания присутствия беспроводной сети, что позволяет STA осуществлять сканирование для поиска беспроводной сети и подключения к беспроводной сети. В BSS, AP периодически передает кадр маяка. В IBSS, станции (STA) из IBSS по очереди передают кадр маяка. Если STA, осуществляющая сканирование, принимает кадр маяка, STA сохраняет информацию о BSS, содержащуюся в кадре маяка, и затем переходит на другой канал и записывает информацию кадра маяка на каждом канале. STA, принявшая кадр маяка, сохраняет информацию, относящуюся к BSS, содержащуюся в принятом кадре маяка, переходит к следующему каналу, и затем осуществляет сканирование вышеописанным образом.
[93] Активное сканирование имеет преимущество перед пассивным сканированием в отношении задержки и энергопотребления.
[94] Когда STA обнаруживает сеть, STA может осуществлять аутентификацию на этапе S620. Этот процесс аутентификации может именоваться первой аутентификацией, которая явно отличается от операции настройки безопасности, осуществляемой на этапе S640, который будет описано ниже.
[95] Процесс аутентификации может включать в себя передачу, посредством STA, кадра запроса аутентификации на AP и передачу, посредством AP, кадра ответа аутентификации на STA в ответ на кадр запроса аутентификации. Кадр аутентификации, используемый для запроса/ответа аутентификации, может соответствовать кадру управления.
[96] Кадр аутентификации может включать в себя информацию о номере алгоритма аутентификации, порядковом номере транзакции аутентификации, коде статуса, тексте вызова, сети повышенной безопасности (RSN), конечной циклической группе и т.д. Эта информация, которая является примером информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа аутентификации, может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.
[97] STA может передавать кадр запроса аутентификации на AP. AP может определять, аутентифицировать ли STA, на основании информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может сообщать результат аутентификации на STA в кадре ответа аутентификации.
[98] После успешной аутентификации STA, на этапе S630 может проводиться процесс ассоциирования. Процесс ассоциирования может включать в себя этапы передачи, посредством STA, кадра запроса ассоциирования на AP и, в ответ, передачи, посредством AP, кадра ответа ассоциирования на STA.
[99] Например, кадр запроса ассоциирования может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал прослушивания маяка, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, домен мобильности, поддерживаемые классы работы, широковещательный запрос карты индикации трафика (TIM), служебные возможности взаимодействия, и т.д.
[100] Например, кадр запроса ассоциирования может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал прослушивания маяка, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, домен мобильности, поддерживаемые классы работы, широковещательный запрос карты индикации трафика (TIM), служебные возможности взаимодействия, и т.д.
[101] Вышеупомянутая информация, которая соответствует некоторым частям информации, которые могут содержаться в кадре запроса/ответа ассоциирования, может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.
[102] После успешного ассоциирования STA с сетью, на этапе S640 может осуществляться процесс настройки безопасности. Процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S640 может именоваться процессом аутентификации на основании запроса/ответа ассоциации сети повышенной безопасности (RSNA). Процесс аутентификации, осуществляемый на этапе S620, может именоваться первым процессом аутентификации, и процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S640, может именоваться просто процессом аутентификации.
[103] Процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S640 может включать в себя, например, процесс установления личного ключа посредством 4-стороннего квитирования на основании кадра расширяемый протокол аутентификации по LAN (EAPOL). Кроме того, процесс установления защиты также может осуществляться в другой схеме безопасности, не заданной в стандартах IEEE 802.11.
[104] Процесс установления линии прямой связи
[105] Для поддержки установления линии прямой связи между STA, поддерживающими QoS (далее именуемыми “QSTA”), QSTA должны доставлять кадры управляющего действия, например, запрос установления DLS (установления линии прямой связи), ответ установления DLS и освобождение DLS, самостоятельно, без помощи AP. Установление туннелированной линии прямой связи (TDLS) является методом инкапсуляции и передачи кадров управляющего действия, например, запроса установления DLS, ответа установления DLS и освобождения DLS. Этот метод может обеспечивать мягкое согласование между STA и снижение перегрузки сети.
[106] Поле «действие» обеспечивает механизм явного указания расширенных управляющих действий. Детали будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 7.
[107] Фиг. 7 демонстрирует формат поля «действие». Как показано на фиг. 7, поле «действие» может включать в себя поле «категория» и поле «детали действия» (также именуемое полем «действие TDLS»).
[108] Некоторые форматы кадра действия заданы для поддержки TDLS. Поле «действие TDLS», расположенное сразу после поля «категория» классифицируют форматы кадра действия TDLS. Значения поля «действие TDLS», связанные с соответствующими форматами кадра в категории TDLS, иллюстративно показаны в нижеследующей таблице 1.
[109]
Таблица 1
Значение поля «действие TDLS»
Смысл
0
Запрос установления TDLS
1
Ответ установления TDLS
2
Подтверждение установления TDLS
3
Освобождение TDLS
4
Индикация пирингового трафика TDLS
5
Запрос переключения канала TDLS
6
Ответ переключения канала TDLS
7
Запрос пирингового PSM TDLS
8
Ответ пирингового PSM TDLS
9
Ответ пирингового трафика TDLS
10
Запрос обнаружения TDLS
11-255
Зарезервированные
[110] Фиг. 8 демонстрирует конфигурацию кадра TDLS. Назначая новое значение заголовку LLC/SNAP любого типа, показанному на фиг. 8, можно указывать, что кадр данных соответствует кадру TDLS.
[111] Иллюстративная конфигурация поля «тип полезной нагрузки», показанного на фиг. 8, приведена в нижеследующей таблице 2.
[112]
Таблица 2
Имя протокола
Тип полезной нагрузки
Подпункт
Удаленный запрос/ответ
1
12.10.3 (определение кадра удаленного запроса/ ответа)
TDLS
2
10.22.2 (полезная нагрузка TDLS)
Зарезервированные
3-255
[113] Примитивы MLME могут поддерживать сигнализацию TDLS. Фиг. 9 демонстрирует процесс установления TDLS линии прямой связи. Процесс, показанный на фиг. 9, является лишь примером базовых процессов, и не означает полную полезность протокола.
[114] Развитие WLAN
[115] Для преодоления ограничения скорости связи WLAN, недавно был установлен IEEE 802.11n в качестве стандарта связи. IEEE 802.11n призван повышать скорость и надежность сети, а также расширять зону покрытия беспроводной сети. В частности, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) при максимальной скорости обработки данных, большей или равной 540 Мбит/с, и основан на технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в которой множество антенн используются на передатчике и на приемнике.
[116] С распространением технологии WLAN и диверсификацией применений WLAN, возникла необходимость в разработке новой системы WLAN, способной поддерживать более высокую HT чем скорость обработки данных, поддерживаемая стандартом IEEE 802.11n. Система WLAN нового поколения для поддержки очень высокой пропускной способности (VHT) является следующей версией (например, IEEE 802.11ac) системы WLAN IEEE 802.11n и является одной из IEEE 802.11 систем WLAN, недавно предложенных для поддержки скорости обработки данных, большей или равной 1 Гбит/с на обслуживающей точке доступа MAC (MAC SAP).
[117] Для эффективного использования радиочастотного канала, система WLAN нового поколения поддерживает многопользовательскую схему передачи с множеством входов и множеством выходов (MU-MIMO), в которой множество станций (STA) может одновременно осуществлять доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты на по меньшей мере одну MIMO-спаренную STA. Кроме того, недавно была рассмотрена технология для поддержки операций системы WLAN в свободном частотном диапазоне. Например, технология для внедрения системы WLAN в частотный диапазон, свободный от телевизионного сигнала (TV WS), например, полосу частот (например, полосу от 54 МГц до 698 МГц), оставшуюся незанятой вследствие перехода с аналогового телевидения к цифровому телевидению, рассмотрена в рамках стандарта IEEE 802.11af. Однако это просто иллюстративный пример, и свободный частотный диапазон можно рассматривать как лицензированную полосу, которую в общем использует лицензированный пользователь. Лицензированный пользователь это пользователь, которому разрешено использовать лицензированную полосу, и также может именоваться лицензированным устройством, основным пользователем, ответственным пользователем и т.п.
[118] Например, AP и/или STA, работающая в свободном частотном диапазоне (WS), должна обеспечивать функцию защиты лицензированного пользователя. Например, в случае, когда лицензированный пользователь, например микрофон, уже использует конкретный канал WS, который находится в полосе частот, разделенной согласно предписанию иметь конкретную ширину полосы в полосе WS, AP и/или STA не разрешено использовать полосу частот, соответствующую каналу WS, для защиты лицензированного пользователя. Кроме того, AP и/или STA должна прекратить использование полосы частот для передачи и/или приема текущего кадра, когда лицензированный пользователь использует эту полосу частот.
[119] Соответственно, AP и/или STA нужно предварительно проверить, возможно ли использование конкретной полосы частот в полосе WS, а именно работает ли лицензированный пользователь в полосе частот. Проверка, работает ли лицензированный пользователь в конкретной полосе частот, именуется контролем спектра. В качестве механизмов контроля спектра используются схема обнаружения энергии, схема обнаружения сигнатуры и пр. AP и/или STA может определить, что лицензированный пользователь использует конкретную полосу частот, если интенсивность принятого сигнала превышает заранее определенное значение, или при обнаружении преамбулы DTV.
[120] Технология межмашинной (M2M) связи рассмотрена как технология связи нового поколения. Также разрабатывается технический стандарт IEEE 802.11ah для поддержки M2M-связи в системе WLAN IEEE 802.11. M2M-связь, которая представляет схему связи с участием одной или более машин, также может именоваться связью машинного типа (MTC) или межмашинной (M2M) связью. При этом машина может представлять собой объект, который не требует непосредственной манипуляции или вмешательства пользователя. Например, не только счетчик или торговый автомат, оборудованный модулем беспроводной связи, но и пользовательское оборудование, например, смартфон, способный осуществлять связь, автоматически осуществляя доступ к сети без манипуляции/вмешательства со стороны пользователя, может быть примером машин. M2M-связь может включать в себя связь между двумя устройствами (D2D) и связь между устройством и сервером приложений. В качестве примеров связи между устройством и сервером приложений можно указать: связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством торговой точки (POS) и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или водяным счетчиком и сервером приложений. Приложения на основе M2M-связи могут включать в себя приложения безопасности, транспортировки и здравоохранения. Рассматривая характеристики вышеупомянутых примеров приложений, M2M-связь должна поддерживать нерегулярную передачу/нерегулярный прием малого объема данных с низкой скоростью в окружении, включающем в себя большое количество устройств.
[121] В частности, M2M-связь должна поддерживать большое количество станций (STA). Хотя современная система WLAN предполагает, что одна AP ассоциирована с до 2007 станциями (STA), в отношении M2M-связи были рассмотрены различные способы поддержки других случаев, в которых гораздо больше станций (STA) (например, около 6000 станций (STA)) ассоциированы с одной AP. Кроме того, предполагается, что будет существовать много приложений, поддерживающих/требующих низкую скорость переноса в M2M-связи. Чтобы гладко поддерживать большое количество станций (STA), STA в системе WLAN может распознавать наличие или отсутствие данных, подлежащих передаче на них, на основании карты индикации трафика (TIM), и рассматривалось несколько способов уменьшения размера битовой карты TIM. Кроме того, предполагается, что будет большой объем данных трафика, имеющих очень длинный интервал передачи/приема в M2M-связи. Например, в M2M-связи, очень малый объем данных, например, измерения электричества/газа/воды требуется передавать и принимать с большими интервалами (например, каждый месяц). Соответственно, были рассмотрены способы эффективной поддержки случая, когда очень малое количество станций (STA) имеет кадр данных для приема от AP в течение одного периода маяка, в то время как количество станций (STA), подлежащих ассоциированию с одной AP, возрастает в системе WLAN.
[122] Как описано выше, технология WLAN быстро развивается, и разрабатываются не только вышеупомянутые иллюстративные методы, но и другие методы непосредственного установления линии связи, повышения пропускной способности для медиапотока, поддержки высокоскоростного и/или крупномасштабного первоначального установления сеанса и поддержки увеличенной ширины полосы и рабочей частоты.
[123] Структура кадра
[124] Фиг. 10 иллюстративно демонстрирует формат кадра MAC системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[125] Согласно фиг. 10, формат кадра MAC включает в себя заголовок MAC (MHR), полезную нагрузку MAC и нижний колонтитул MAC (MFR). MHR включает в себя поле «управление кадра», поле «длительность/ID», поле «адрес 1», поле «адрес 2», поле «адрес 3», поле «управление последовательности», поле «адрес 4», поле «управление качеством обслуживания (QoS)» и поле «управление HT». Поле «тело кадра», образованное полезной нагрузкой MAC, имеет данные, подлежащие передаче на более высоком уровне, и имеет переменный размер. Поле «последовательность проверки кадра» (FCS) образовано нижним колонтитулом MAC и используется для поиска ошибки кадра MAC.
[126] Первые три поля (поле «управление кадра», поле «длительность/ID» и поле «адрес 1»), и последнее поле (поле FCS) составляют минимальный формат кадра, и присутствуют во всех кадрах. Другие поля могут присутствовать только в кадре конкретного типа.
[127] Информация, содержащаяся в каждом из вышеупомянутых полей, может отвечать определению системы IEEE 802.11. Кроме того, каждое из вышеупомянутых полей может быть примером полей, которые могут быть включены в кадр MAC, и могут было заменены другим полем или включать в себя дополнительное поле.
[128] фиг. 11 иллюстративно демонстрирует формат HT поля «управление HT» в кадре MAC, показанном на фиг. 10.
[129] Согласно фиг. 11, поле «управление HT» может включать в себя подполе VHT, подполе «адаптация линии связи», подполе «позиция калибровки», поле «последовательность калибровки», подполе «CSI (информация состояния канала)/наведение», поле объявления NDP (пустого пакета данных), подполе ограничения AC (категории доступа) и подполе «RDG (разрешение обратного направления)/ больше PPDU» и зарезервированное подполе.
[130] Подполе «адаптация линии связи» может включать в себя подполе TRQ (обучающего запроса), подполе запроса MAI (индикации MCS (схемы модуляции и кодирования) или ASEL (выбор антенны)), подполе MFSI (идентификатора последовательности обратной связи по MCS) и подполе MFB/ASELC (обратной связи по MCS и команды/данных выбора антенны).
[131] Подполе TRQ устанавливается равным 1, когда запрос для передачи зондирующего PPDU поступает на ответчик, и устанавливается равным 0, когда запрос для передачи зондирующего PPDU не поступает на ответчик. Когда подполе MAI задано равным 14, оно представляет индикацию ASEL, и подполе MFB/ASELC интерпретируется как команда/данные выбора антенны. В противном случае, подполе MAI представляет запрос MCS, и подполе MFB/ASELC интерпретируется как обратная связь по MCS. В случае, когда подполе MAI представляет запрос MCS (MRQ), подполе устанавливается равным 0, когда обратная связь по MCS не запрашивается, и устанавливается равным 1, когда обратная связь по MCS запрашивается. Зондирующий PPDU, который может использоваться для оценки канала, представляет PPDU для передачи обучающего символа.
[132] Каждое из вышеупомянутых подполей, которые являются примерами подполей, которые могут быть включены в поле «управление HT», можно заменить другим подполем или включают в себя дополнительное подполе.
[133] Фиг. 12 иллюстративно демонстрирует формат VHT поля «управление HT» в кадре MAC, показанном на фиг. 10.
[134] Согласно фиг. 12, поле «управление HT» может включать в себя подполе VHT, подполе MRQ, подполе MSI, подполе MFSI/GID-L (индикация последовательности обратной связи по MCS/LSB ID группы), подполе MFB, подполе GID-H (MSB ID группы), a подполе «тип кодирования», подполе «тип Tx FB» (передача типа ответа MFB), подполе незатребованной MFB, подполе «ограничение AC» и подполе «RDG/больше PPDU». Кроме того, подполе MFB может включать в себя подполе VHT N_STS (количества пространственно-временных потоков), подполе MCS, подполе BW (полосы) и подполе SNR (отношение сигнал-шум).
[135] Таблица 3 обеспечивает описания соответствующих подполей в формате VHT поля «управление HT».
[136]
Таблица 3
Подполе
Смысл
Определение
MRQ
Запрос MCS
Задано равным 1, если запрашивается обратная связь по MCS (затребованная MFB). В противном случае, подполе задано равным 0.
MSI
Идентификатор последовательности MRQ
Если подполе MRQ задано равным 1, подполе MSI включает в себя порядковый номер для идентификации конкретного запроса между 0 и 6. Если подполе MRQ задано равным 0, подполе MSI зарезервировано.
MFSI/GID-L
Идентификатор последовательности MFB/LSB ID группы
Если подполе незатребованной MFB задано равным 0, подполе MFSI/GID-L включает в себя принятое значение MSI, включенное в кадр, указанный информацией MFB. Если подполе незатребованной MFB задано равным 1, подполе MFSI/GID-L включает в себя три младших битов ID группы PPDU, указанного незатребованной MFB.
MFB
VHT N_STS, MCS, BW, SNR обратная связь
Подполе MFB включает в себя рекомендованную MFB. Если MCS=15 и VHT N_STS=7, это указывает, что обратная связь отсутствует.
GID-H
MSB ID группы
Если подполе незатребованной MFB задано равным 1, подполе GID-H включает в себя три старших битов ID группы PPDU, указанного незатребованной MFB.
Тип кодирования
Тип кодирования ответа MFB
Если подполе незатребованной MFB задано равным 1, подполе «тип кодирования» содержит информацию кодирования (1 для двоичного сверточного кода (BCC) и 0 для контроля четности низкой плотности (LDPC)), указанного незатребованной MFB. В противном случае, оно резервируется.
тип Tx FB
Передача типа ответа MFB
Если подполе незатребованной MFB задано равным 1, и подполе типа Tx FB задано равным 0, незатребованная MFB указывает одно из разнесений передачи с использованием ненаправленного PPDU VHT или PPDU VHT STBC (блока пространственно-временного кодирования). Если подполе незатребованной MFB задано равным 1, и подполе типа Tx FB задано равным 1, незатребованная MFB указывает направленный PPDU VHT SU-MIMO (однопользовательской MIMO). В противном случае, оно резервируется.
Незатребованная MFB
Индикатор незатребованной обратной связи по MCS
Если MFB не является ответом на MRQ, это подполе задано равным 1. Если MFB является ответом на MRQ, это подполе задано равным 0.
Ограничение AC
Если ответ на RDG включает в себя кадр данных из определенного идентификатора трафика (TID), это подполе задано равным 0. Если ответ на RDG включает в себя только кадр из той же AC, что и последний кадр данных, принятый из того же инициатора обратного направления (RD), это подполе задано равным 1.
RDG/больше PPDU
Подполе «RDG/больше PPDU», установленное равным 0, указывает отсутствие RDG, если RD инициатор передается, и указывает, что PPDU, передающий кадр MAC, является окончательной передачей, если передается ответчик RD. Подполе "RDG/больше PPDU" установленное равным 1 указывает наличие RDG, если RD инициатор передается, и указывает, что за PPDU следует другой PPDU, передающий кадр MAC, если ответчик передается.
[137] Каждое из вышеупомянутых подполей, которые являются примерами подполей, которые могут быть включены в поле «управление HT», можно заменить другим подполем или включают в себя дополнительное подполе.
[138] При этом, подуровень MAC переносит протокольный блок данных MAC (MPDU) на физический уровень (PHY) в качестве PHY блока служебных данных (PSDU). Объект PLCP добавляет заголовок PHY и преамбулу в принятый PSDU для создания протокольного блока данных PLCP (PPDU).
[139] Фиг. 13 иллюстративно демонстрирует форматы кадра PPDU системы IEEE 802.11n, к которой применимо настоящее изобретение.
[140] Фиг. 13(a) иллюстративно демонстрирует PPDU кадры согласно формату Non-HT, формату HT-mixed и формату HT-Greenfield.
[141] Формат Non-HT представляет формат кадра для станций (STA) традиционной унаследованной системы (IEEE 802.11 a/g). PPDU в формате Non-HT включает в себя преамбулу в унаследованном формате, конфигурированную в виде L-STF (традиционного короткого обучающего поля), L-LTF (традиционного длинного обучающего поля) и поля L-SIG (традиционного сигнала).
[142] Формат HT-mixed позволяет станциям (STA) традиционной унаследованной системы осуществлять связь, и в то же время представляет формат кадра для станций (STA) IEEE 802.11n. PPDU в формате HT-mixed включает в себя преамбулу в унаследованном формате, включающую в себя L-STF, L-LTF и L-SIG, и преамбулу в формате HT, включающую в себя короткое обучающее поле HT (HT-STF), длинное обучающее поле HT (HT-LTF) и поле сигнала HT (HT-SIG). Поскольку L-STF, L-LTF и L-SIG представляют унаследованные поля для обратной совместимости, L-STF, L-LTF и L-SIG идентичны полям формата Non-HT, и STA может распознавать PPDU в смешанном формате на основании поля HT-SIG, следующего за этими полями.
[143] Формат HT-Greenfield, который не совместим с традиционной унаследованной системой, представляет формат кадра для станций (STA) IEEE 802.11n. PPDU в формате HT-Greenfield включает в себя преамбулу Greenfield, конфигурированную в виде HT-GF-STF (HT-Greenfield-STF), HT-LTF1, HT-SIG и по меньшей мере одного HT-LTF.
[144] Поле «данные» включает в себя поле «услуга», PSDU, концевые биты и биты заполнения. Все биты поля «данные» скремблированы.
[145] Фиг. 13(b) демонстрирует поле «услуга», включенное в поле «данные». Поле «услуга» имеет 16 битов. Битам соответственно назначаются номера от 0 до 15, и биты последовательно передаются, начиная с бита #0. Биты с бита #0 до бита #6 устанавливаются равными 0 и используются для синхронизации дескремблера на приемнике.
[146] Фиг. 14 иллюстративно демонстрирует формат VHT кадра PPDU системы IEEE 802.11ac, к которой применимо настоящее изобретение.
[147] Согласно фиг. 14, PPDU в формате VHT включает в себя преамбулу в унаследованном формате, которая располагается перед полем «данные» и включает в себя L-STF, L-LTF и L-SIG, и преамбулу в формате VHT, которая включает в себя VHT-SIG-A, HT-STF и HT-LTF. Поскольку L-STF, L-LTF и L-SIG представляют унаследованные поля для обратной совместимости, поля от L-STF до L-SIG идентичны полям формата Non-HT, и STA может идентифицировать PPDU в формате VHT с использованием поля VHT-SIG, находящегося после этих полей.
[148] L-STF является полем для обнаружения кадра, автоматической регулировки усиления (AGC), обнаружения разнесения, грубой синхронизации по частоте/времени и пр. L-LTF является полем для точной синхронизации по частоте/времени, оценки канала и пр. L-SIG является полем для передачи унаследованной информации управления. VHT-SIG-A является полем VHT для передачи информации управления, совместно используемой станциями (STA) VHT. VHT-STF является полем для AGC для MIMO и направленных потоков. VHT-LTF является полем для оценки канала для MIMO и направленных потоков. VHT-SIG-B является полем для передачи информации управления конкретной STA.
[149] Фиг. 15 демонстрирует типичный формат кадра для однопользовательского (SU) пакета с незамкнутым циклом системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Структура типичного формата кадра для SU пакета с незамкнутым циклом аналогична структуре преамбулы поля Green системы IEEE 802.11n. В частности, согласно фиг. 15, формат кадра для SU пакет с незамкнутым циклом включает в себя STF, LTF1, SIG, одно или более LTF и поле «данные».
[150] Поле STF использует одни и те же тоны (т.е. 2 МГц каждый), заданные в IEEE 802.11n. STF использует 12 ненулевых тонов. Ненулевые тоны отображаются в пространственно-временные потоки с использованием первого столбца матрицы P таким же образом, как преамбула GF IEEE 802.11n.
[151] Поле LTF занимает более 2 МГц и имеет такой же размер FFT, как сигнал VHT-LTF соответствующий пакету IEEE 802.11ac.
[152] Поле SIG использует два символа, модулированных по схеме Q-BPSK, как в случае преамбулы поля Green IEEE 802.11n. Каждый из 48 тонов данных занимает поддиапазон в пределах 2 МГц, и модулируется с использованием MCS0 IEEE 802.11n или IEEE 802.11ac. Множество тоны данных отображается во множество пространственно-временных потоков с использованием первого столбца матрицы P таким же образом, как преамбула GF IEEE 802.11n.
[153] Содержимое поля SIG, занимающего 2 МГц или более можно разделить на SIG-A и SIG-B. В то время как SIG-A может использоваться как в SU окружении, так и в многопользовательском (MU) окружении, SIG-B может использоваться только в MU окружении.
[154] Структуру SIG-A можно изменять разделяя между SU и MU посредством автообнаружения. Таблица 4 демонстрирует размер каждого поля в SIG-A в SU и MU окружениях.
[155]
Таблица 4
Поле SIG
SU(битов)
MU(битов)
Длина/длительность
9
9
MCS
4
BW
2
2
Агрегация
1
STBC
1
1
Кодирование
2
5
SGI
1
1
GID
6
Nsts
2
8
PAID
9
Индикация Ack
2
2
Зарезервированные
5
4
CRC
4
4
Концевые
6
6
Всего
48
48
[156] Поле длины/длительности имеет размер в символах, когда агрегация равна 1 (включена), и имеет размер в байтах когда агрегация равна 0 (отключена), когда размер пакета Mandate AMPDU (агрегированный протокольный блок данных MAC) больше 511 байтов и когда задано MU окружение.
[157] Nsts представляет от 1 STS до 4 STS в 2 битах в SU окружении, и представляет от 0 до 3 STS в 8 битах для каждого пользователя в MU окружении.
[158] «Кодирование» указывает BCC/LDPC 1 битом в SU окружении и указывает дополнительный символ другим битом в процессе кодирования LDPC. «Кодирование» указывает BCC/LDPC 4 клиентов в 4 битах в MU окружении, как в случае IEEE 802.11ac, и указывает, произвольному пользователю, генерируется ли дополнительный символ, когда LDPC кодируется в 1 бите.
[159] MCS представляет собой 4-битовый индекс в SU окружении. В MU окружении, MCS повторно использует 3 бита в качестве индикатора BCC/LDCP для от 2 до 4 пользователей, аналогичного VHT-SIG-A в IEEE 802.11ac.
[160] «Агрегация» в общем может применяться в SU окружении и может резервироваться в MU окружении.
[161] Для реализации CRC достаточно 4 битов.
[162] GID может использоваться в 6 битах в MU окружении, но не требуется в SU окружении.
[163] PAID, который имеет размер 9 битов, не требуется в MU окружении.
[164] 2 бита можно назначать индикации Ack.
[165] Таблица 5 демонстрирует размер каждого поля в SIG-B согласно полосам (BW).
[166]
Таблица 5
Поле SIG
Биты
BW:2 МГц
BW:4 МГц
BW:8 МГц
BW:16 МГц
MCS
4
4
4
4
Концевые
6
6
6
6
CRC
8
8
8
8
Зарезервированные
8
9
11
11
Всего
26
27
29
29
[167] Фиг. 16 демонстрирует формат преамбулы, имеющей полосу 1 МГц, для системы IEEE 802.11ah, к которой применимо настоящее изобретение. Согласно фиг. 16, формат преамбулы с BW 1 МГц включает в себя STF1, LTF1, SIG, кодированный с повторением, одно или более LTF и поле «данные», кодированное с повторением или без повторения.
[168] Таблица 6 демонстрирует поля SIG, кодированного с повторением.
[169]
Таблица 6
Поле SIG
Биты
Сводка
STBC
1
То же, что система IEEE 802.11ac
Num SS
2
Количество пространственных потоков (SS) в SU окружении
SGI
1
Короткий защитный интервал
Кодирование
2
Первый бит этого поля указывает тип кодирования (LDPC/BCC), и его второй бит указывает неопределенность N-го символа LDCP
MCS
4
MCS
Агрегация
1
Использование сигналов AMPDU
Длина
9
Измеряется в символах, когда агрегация включена, и в байтах, когда агрегация отключена, и/или размер пакета Mandate AMPDU больше или равен 511 байтам
Индикация Ack
2
00: ACK; 01: BA; 10: No Ack; 11: зарезервирован
Зарезерви-рованные
4
CRC
4
Концевые
6
Всего
36
[170] Механизм доступа к среде
[171] В системе WLAN на основе IEEE 802.11, базовым механизмом доступа уровня управления доступом к среде (MAC) является механизм множественного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA). Механизм CSMA/CA, который также называется функцией распределенного координирования (DCF) MAC IEEE 802.11 в общем применяет механизм доступа «слушай, прежде чем говорить». В соответствии с этим механизмом доступа, AP и/или STA может осуществлять оценку свободных каналов (CCA), состоящую в контроле радиочастотного канала или среды в течение заранее определенного интервала времени (например, межкадрового промежутка DCF (DIFS)), до передачи данных. Когда в ходе контроля установлено, что среда находится в незанятом состоянии, начинается передача кадра через среду. С другой стороны, когда в ходе контроля установлено, что среда находится в занятом состоянии, AP и/или STA не начинает передачу, но устанавливает время задержки (например, период случайного откладывания передачи) для доступа к среде, и пытается осуществлять передачу кадра, выждав в течение периода. Применение периода случайного откладывания передачи основано на предположении, что множество станций (STA) будут выжидать разное время, прежде чем попытаться начать передачу кадра, что приведет к минимизации конфликтов.
[172] Кроме того, протокол MAC IEEE 802.11 обеспечивает функцию гибридного координирования (HCF). HCF основана на DCF и функции точечного координирования (PCF). PCF относится к схеме синхронного доступа на основе опроса, в которой периодически выполняется опрос, чтобы все приемные AP и/или STA могли принять кадр данных. Кроме того, HCF включает в себя расширенный распределенный доступ к каналу (EDCA) и управляемый доступ к каналу HCF (HCCA). EDCA достигается, когда схема доступа, обеспечиваемая поставщиком для множества пользователей, основана на состязании. HCCA достигается в бессостязательной схеме доступа к каналу, которая применяет механизм опроса. Кроме того, HCF включает в себя механизм доступа к среде для повышения качество обслуживания (QoS) WLAN и может передавать данные QoS в течение как периода состязания (CP), так и периода без состязания (CFP).
[173] фиг. 17 демонстрирует процесс откладывания передачи в системе WLAN, к которой применимо настоящее изобретение.
[174] Далее, со ссылкой на фиг. 17, будут описаны операции на основе периода случайного откладывания передачи.
[175] Если среда переходит из состояния задействованности или занятости в незанятое состояние, несколько станций (STA) могут попытаться передать данные (или кадры). Согласно способу минимизации конфликтов, каждая STA выбирает счетчик случайного откладывания передачи, ожидает в течение времени слота, соответствующего выбранному счетчику откладывания передачи, и затем пытается начать передачу. Счетчик случайного откладывания передачи имеет псевдослучайное целочисленное значение и может принимать значение в диапазоне от 0 до CW. При этом CW является значением параметра окна состязания. Хотя параметру CW присваивается начальное значение CWmin, начальное значение может удваиваться в случае неудачной передачи (например, если ACK кадра передачи не принят). Если значение параметра CW равно CWmax, CWmax поддерживается, пока передача данных не увенчается успехом, и одновременно можно пытаться передавать данные. В случае успешной передачи данных, значение параметра CW переустанавливается на CWmin. Предпочтительно, значения CW, CWmin и CWmax задаются равными 2n-1 (где n=0, 1, 2, …).
[176] С началом процесса случайного откладывания передачи, STA непрерывно отслеживает среду, отсчитывая в обратном порядке слот откладывания передачи согласно определенному значению счетчика откладывания передачи. Если среда отслеживается как находящаяся в занятом состоянии, STA останавливает обратный отсчет и ожидает заранее определенное время. Если среда находится в незанятом состоянии, оставшийся обратный отсчет возобновляется.
[177] В примере, показанном на фиг. 17, если пакет, который должна передать STA3, достигает MAC STA3, STA3 может подтвердить, что среда находится в незанятом состоянии в DIFS и сразу же передать кадр. Между тем, оставшиеся станции (STA) отслеживают состояние занятости среды и работают в дежурном режиме. В ходе работы STA3, каждая из STA1, STA2 и STA5 может иметь данные, подлежащие передаче. Если отслеживается незанятое состояние среды, каждая из STA1, STA2 и STA5 ожидает время DIFS и затем осуществляет обратный отсчет слота откладывания передачи согласно выбранному ими значению счетчика случайного откладывания передачи. В примере, показанном на фиг. 17, STA2 выбирает наименьшее значение счетчика откладывания передачи, и STA1 выбирает наибольшее значение счетчика откладывания передачи. Таким образом, когда STA2 начинает передачу данных по завершении отсчета откладывания передачи, время остаточного откладывания передачи STA5 короче, чем время остаточного откладывания передачи STA1. Каждая из STA1 и STA5 временно останавливает обратный отсчет и ожидает, пока STA2 занимает среду. Когда STA2 перестает занимать среду, и среда возвращается в незанятое состояние, каждая из STA1 и STA5 ожидает заранее определенное время DIFS, и начинает с начала отсчет откладывания передачи. Таким образом, после слота остаточного откладывания передачи, в ходе обратного отсчета времени остаточного откладывания передачи, может начинаться передача кадра. Поскольку время остаточного откладывания передачи STA5 короче, чем у STA1, STA5 начинает передачу кадра. Между тем, STA4 могут получать данные, подлежащие передаче, пока STA2 занимает среду. В этом случае, когда среда находится в незанятом состоянии, STA4 может ожидать время DIFS, осуществлять обратный отсчет согласно значению счетчика случайного откладывания передачи, выбранному станцией STA4, и затем начинать передачу кадра. Фиг. 6, в порядке примера, иллюстрирует случай, когда время остаточного откладывания передачи STA5 случайно оказывается равным значению счетчика случайного откладывания передачи STA4. В этом случае, между STA4 и STA5 может происходить конфликт. Если между STA4 и STA5 происходит конфликт, ни STA4, ни STA5 не принимает ACK, и, соответственно, передача данных терпит неудачу. В этом случае, каждая из STA4 и STA5 может удваивать значение CW, выбирать значение счетчика случайного откладывания передачи и затем осуществлять обратный отсчет. Между тем, STA1 ожидает, пока среда находится в занятом состоянии вследствие передачи, осуществляемой STA4 и STA5. В этом случае, когда среда возвращается в незанятое состояние, STA1 ожидает время DIFS и затем начинает передачу кадра по истечении времени остаточного откладывания передачи.
[178] Операция контроля STA
[179] Как описано выше, механизм CSMA/CA включает в себя не только контроль физической несущей, посредством которого AP и/или STA непосредственно контролируют среду, но и контроль виртуальной несущей. Контроль виртуальной несущей осуществляется для решения некоторых проблем (например, проблемы скрытого узла), встречающихся при осуществлении доступа к среде. При контроле виртуальной несущей, MAC системы WLAN может использовать вектор сетевого выделения (NAV). Посредством значения NAV, AP и/или STA, которая использует среду или имеет право использовать среду, указывает, для другой AP и/или другой STA, оставшееся время, пока среда не станет доступной. Соответственно, значение NAV может соответствовать зарезервированному периоду, в течение которого AP и/или STA использует среду для передачи кадра. STA, принявшей значение NAV, доступ может запрещаться в течение соответствующего периода. Например, NAV можно задавать согласно значению поля длительности в заголовке MAC кадра.
[180] Для снижения вероятности такого конфликта был предложен надежный механизм обнаружения конфликтов. Далее, этот механизм будет описан со ссылкой на фиг. 18 и 19. Фактическая дальность контроля несущей может не быть идентична дальности передачи, но для простоты описания предположим, что фактическая дальность контроля несущей идентична дальности передачи.
[181] Фиг. 18 иллюстрирует скрытый узел и открытый узел.
[182] Фиг. 18(a) иллюстративно демонстрирует скрытый узел. На фиг. 13(a) STA A осуществляет связь со STA B, и STA C имеет информацию, подлежащую передаче. В частности, STA C может определить, что среда находится в незанятом состоянии при осуществлении контроля несущей до передачи данных на STA B, даже в ситуации, когда STA A передает информацию на STA B. Дело в том, что передача, осуществляемая станцией STA A (т.е. занятая среда) может не регистрироваться в положении STA C. В этом случае может произойти конфликт, поскольку STA B одновременно принимает информацию STA A и информацию STA C. В этом случае STA A можно рассматривать как скрытый узел для STA C.
[183] Фиг. 18(b) иллюстративно демонстрирует открытый узел. На фиг. 18(b) STA C имеет информацию, подлежащую передаче на STA D в ситуации, когда STA B передает данные на STA A. В этом случае STA C может выполнить контроль несущей и определить, что среда занята вследствие передачи от STA B. Таким образом, хотя STA C имеет информацию, подлежащую передаче на STA D, STA C должна ждать, пока среда не возвратится в незанятое состояние, поскольку обнаружено занятое состояние среды. Однако, поскольку STA A фактически располагается за пределами дальности передачи STA C, передача от STA C может не конфликтовать с передачей от STA B ввиду STA A, и STA C без необходимости ожидает, пока STA B остановит передачу. В этом случае STA C можно рассматривать как открытый узел для STA B.
[184] Фиг. 19 демонстрирует RTS и CTS.
[185] Чтобы эффективно использовать механизм предотвращения конфликтов в иллюстративной ситуации, показанной на фиг. 18, можно использовать короткие пакеты сигнализации, например RTS (запрос отправки) и CTS (разрешение отправки). RTS/CTS между двумя станциями (STA) могут случайно перехватываться близлежащей(ими) STA, что позволяет близлежащей(им) STA судить о том, передается ли информация между двумя станциями (STA). Например, если STA, намеревающаяся передать данные, передает кадр RTS на другую STA, которой предстоит принять данные, STA, намеревающаяся принять данные, может передать кадр CTS на близлежащие станции (STA), таким образом, информируя близлежащие станции (STA), что STA собирается принимать данные.
[186] Фиг. 19(a) иллюстративно демонстрирует способ решения проблемы скрытого узла. Способ предполагает ситуации, в которой обе STA A и STA C пытаются передать данные на STA B. Если STA A передает RTS на STA B, STA B передает CTS на STA A и STA C, расположенные вокруг STA B. В результате, STA C ожидает, пока STA A и STA B не остановит передачу данных, что позволяет избежать конфликта.
[187] Фиг. 19(b) иллюстративно демонстрирует способ решения проблемы открытого узла. STA C может случайно перехватывать передачу RTS/CTS между STA A и STA B, таким образом, определяя, что конфликта не произойдет, если она передаст данные на другую STA (например, STA D). Таким образом, STA B может передавать RTS на все близлежащие станции (STA), и передавать CTS только на STA A, которая фактически имеет данные для передачи. Поскольку STA C принимает только RTS, но не может принять CTS STA A, STA C может придти к заключению, что STA A располагается за пределами дальности контроля несущей STA C.
[188] Управление мощностью
[189] Как описано выше, станции (STA) в системе WLAN должны осуществлять контроль канала до осуществления операции передачи/приема. Постоянное осуществление контроля канала обуславливает устойчивое энергопотребление станции (STA). Не существует большой разницы в энергопотреблении между состоянием приема и состоянием передачи, и непрерывное поддержание состояния приема может приводить к большой нагрузке на станции (STA), имеющие ограниченную мощность (т.е. работающие от батареи). Таким образом, если STA поддерживает дежурный режим приема, чтобы постоянно контролировать канал, мощность неэффективно расходуется без особых преимуществ в отношении пропускной способности WLAN. Для решения этой проблемы, система WLAN поддерживает режим управления мощностью (PM) станции (STA).
[190] Режим PM станции (STA) подразделяется на активный режим и энергосберегающий (PS) режим. STA работает в общем в активном режиме. STA, работающая в активном режиме, поддерживает состояние бодрствования. Когда STA находится в состоянии бодрствования, STA может нормально осуществлять передачу/прием кадра, сканирование канала и т.п. С другой стороны, STA в режиме PS работает, переключаясь между состоянием сна и состоянием бодрствования. STA в состоянии сна работает с минимальной мощностью и не осуществляет ни передачу/прием кадра, ни сканирование канала.
[191] По мере того, как время, в течение которого STA работает в состоянии сна, возрастает, величина энергопотребления станции (STA) снижается, и соответственно период работы STA возрастает. Однако, поскольку в состоянии сна не разрешено передавать и принимать кадр, STA, безусловно, не может работать в состоянии сна долгое время. Когда STA, работающей в состоянии сна, задан кадр, подлежащий передаче на AP, она может переключаться в состояние бодрствования для передачи/приема кадра. С другой стороны, когда AP имеет кадр для передачи на STA, которая находится в состоянии сна, STA не может принять кадр. Также STA не может распознать наличие кадра. Соответственно, для распознавания наличия или отсутствия кадра, подлежащего передаче на STA (или для приема кадра, если кадр присутствует), STA может потребоваться переходить в состояние бодрствования согласно конкретному периоду.
[192] Фиг. 20 иллюстрирует операцию управления мощностью.
[193] Согласно фиг. 20, AP 210 передает кадр маяка на станции (STA), присутствующие в BSS, с заранее определенными интервалами времени (S211, S212, S213, S214, S215 и S216). Кадр маяка включает в себя информационный элемент карты индикации трафика (TIM). Информационный элемент TIM содержит информацию, указывающую, что AP 210 буферизовала трафик для станций (STA), ассоциированных с AP 210, и что кадр будет передаваться. Элемент TIM включает в себя TIM, используемую для информирования о кадре индивидуальной адресации, и карту индикации передачи трафика (DTIM), используемую для информирования о кадре многоадресной или широковещательной передачи.
[194] AP 210 может передавать DTIM один раз за три передачи кадра маяка.
[195] STA1 220 и STA2 222 работают в режиме PS. Каждая из STA1 220 и STA2 222 может переключаться из состояния сна в состояние бодрствования в каждом интервале пробуждения заранее определенного периода для приема элемента TIM, передаваемого посредством AP 210. Каждая STA может вычислять время переключения для переключения в состояние бодрствования, на основании своей собственной локальной тактовой частотой. В примере, показанном на фиг. 20, предполагается, что тактовая частота станции (STA) совпадает с тактовой частотой AP.
[196] Например, заранее определенный интервал пробуждения можно задавать таким образом, чтобы STA1 220 могла переходить в состояние бодрствования в каждом интервале маяка для приема элемента TIM. Соответственно, когда AP 210 передает кадр маяка в первый раз (S211), STA1 220 можно устанавливать на переключение в состояние бодрствования (S221). Таким образом, STA1 220 может принимать кадр маяка и получать элемент TIM. Если полученный элемент TIM указывает наличие кадра, подлежащего передаче на STA1 220, STA1 220 может передавать кадр энергосберегающего (PS) опроса, который запрашивает передачу кадра, на AP 210 (S221a). В ответ на кадр PS-опроса, AP 210 может передавать кадр на STA 1 220 (S231). По завершении приема кадра STA1 220 переключается обратно в состояние сна для работы в состоянии сна.
[197] Когда AP 210 передает кадр маяка во второй раз, среда находится в состоянии занятости, в котором доступ к среде осуществляет другое устройство, и, соответственно, AP 210 может не передавать кадр маяка в правильном интервале маяка, но может передавать кадр маяка с задержкой по времени (S212). В этом случае, STA1 220 переключается в состояние бодрствования в соответствии с интервалом маяка, но не принимает кадр маяка, передача которого задерживается, и таким образом переключается обратно в состояние сна (S222).
[198] Когда AP 210 в третий раз передает кадр маяка, кадр маяка может включать в себя элемент TIM, установленный на DTIM. Однако, поскольку среда находится в состоянии занятости, AP 210 передает кадр маяка с задержкой по времени (S213). STA1 220 переключается в состояние бодрствования в соответствии с интервалом маяка, и может получать DTIM в кадре маяка, передаваемом посредством AP 210. Предполагается, что DTIM, полученная станцией STA1 220, указывает отсутствие кадра, подлежащего передаче на STA1 220, но присутствие кадра для другой STA. В этом случае, STA1 220 может подтверждать, что кадр для приема отсутствует, и переключаться обратно в состояние сна, чтобы работать в состоянии сна. После передачи кадра маяка, AP 210 передает кадр на соответствующую STA (S232).
[199] AP 210 в четвертый раз передает кадр маяка (S214). STA1 220 может регулировать интервал пробуждения для приема элемента TIM, поскольку она не получила информацию, указывающую присутствие буферизованного трафика для STA1 220 в двух предыдущих операциях приема элемента TIM. Альтернативно, при условии, что информация сигнализации для регулировки значения интервала пробуждения STA1 220 содержится в кадре маяка, передаваемом посредством AP 210, можно регулировать значение интервала пробуждения STA1 220. В этом примере, STA1 220 можно устанавливать на переключение в состояние бодрствования один раз за каждые три интервала маяка для приема элемента TIM, вместо установки на переключение между рабочими состояниями в каждом интервале маяка. Таким образом, когда AP 210 в пятый раз передает кадр маяка (S215) после четвертой передачи кадра маяка (S214), STA1 220 остается в состоянии сна и, таким образом, не может получить соответствующий элемент TIM.
[200] Когда AP 210 в шестой раз передает кадр маяка (S216), STA1 220 может переключаться в состояние бодрствования и получать элемент TIM, содержащийся в кадре маяка (S224). Поскольку элемент TIM, является DTIM, указывающим присутствие широковещательного кадра, STA1 220 может принимать широковещательный кадр, передаваемый посредством AP 210, не передавая кадр PS-опроса на AP 210 (S234). Между тем, интервал пробуждения, установленный станцией STA2 230, может иметь большую длину, чем интервал пробуждения STA1 220. Соответственно, STA2 230 переключается в состояние бодрствования в момент времени (S215), когда AP 210 в пятый раз передает кадр маяка, что позволяет STA2 230 принять элемент TIM (S241). STA2 230 может распознавать присутствие кадра, подлежащего передаче на нее, посредством элемента TIM и передавать кадр PS-опроса на AP 210 для запрашивания передачи кадра (S241a). AP 210 может передавать кадр на STA2 230 в ответ на кадр PS-опроса (S233).
[201] Чтобы оперировать/управлять режимом PS, как показано на фиг. 20, элемент TIM включает в себя TIM, указывающую наличие или отсутствие кадра, подлежащего передаче на STA, или DTIM, указывающую на наличие или отсутствие кадра многоадресной/широковещательной передачи. DTIM можно реализовать посредством установления поля для элемента TIM.
[202] Фиг. 21-23 подробно иллюстрируют операции STA, принявшей TIM.
[203] Согласно фиг. 21, STA переключается из состояния сна в состояние бодрствования для приема кадра маяка, включающего в себя TIM, от AP. STA интерпретирует принятый элемент TIM, таким образом, чтобы он мог распознавать присутствие буферизованного трафика, подлежащего передаче на нее. После того, как STA состязается с другими станциями (STA) для осуществления доступа к среде для передачи кадра PS-опроса, STA может передавать кадр PS-опроса на AP для запрашивания передачи кадра данных. AP, приняв кадр PS-опроса, передаваемый от STA, может передавать кадр на STA. STA может принимать кадр данных и передавать кадр ACK на AP в ответ на принятый кадр данных. После этого, STA может переключаться обратно в состояние сна.
[204] Как показано на фиг. 21, AP может работать в режиме немедленного ответа, в котором AP передает кадр данных, по истечении заранее определенного времени (например, короткого межкадрового промежутка (SIFS)) после того, как AP принимает кадр PS-опроса от STA. Однако AP может работать в режиме отложенного ответа, если AP не удается подготовить кадр данных, подлежащий передаче на STA в течение времени SIFS после приема кадра PS-опроса, что будет описано подробно со ссылкой на фиг. 22.
[205] В примере, показанном на фиг. 22, операции станции (STA) при переключении из состояния сна в состояние бодрствования, приема TIM от AP и передача кадра PS-опроса на AP посредством состязания идентичны операциям в примере, показанном на фиг. 21. Если AP, принявшей кадр PS-опроса, не удается подготовить кадр данных в течение времени SIFS, AP может передавать кадр ACK на STA вместо того, чтобы передавать кадр данных. Если кадр данных подготовлен после передачи кадра ACK, AP может участвовать в состязании и передавать кадр данных на STA. STA может передавать кадр ACK, указывающий успешный прием кадра данных на AP, и затем переключаться в состояние сна.
[206] Фиг. 23 демонстрирует иллюстративный случай, когда AP передает DTIM. Станции (STA) могут переключаться из состояния сна в состояние бодрствования для приема кадра маяка, включающего в себя элемент DTIM, от AP. Станции (STA) могут распознавать посредством принятой DTIM, что будет передаваться кадр многоадресной/широковещательной передачи. После передачи кадра маяка, включающего в себя DTIM, AP может сразу же передавать данные (т.е. кадр многоадресной/широковещательной передачи), не передавая/принимая кадр PS-опроса. Хотя станции (STA) продолжают поддерживать состояние бодрствования даже после приема кадра маяка, включающего в себя DTIM, станции (STA) могут принимать данные и затем переходить обратно в состояние сна по завершении приема данных.
[207] Структура TIM
[208] Согласно способу работы в энергосберегающем (PS) режиме на основе протокола TIM (или DTIM), описанного выше со ссылкой на фиг. 21-23, станции (STA) могут определять наличие или отсутствие у себя кадра данных, подлежащего передаче, посредством информации идентификации STA, содержащейся в элементе TIM. Информация идентификации STA может представлять собой конкретную информацию, связанную с идентификатором ассоциации (AID), подлежащим выделению, когда STA ассоциирована с AP.
[209] AID используется в качестве уникального ID каждой STA в BSS. Например, в современной системе WLAN, идентификатору AID может присваиваться значение от 1 до 2007. В современной системе WLAN, 14 битов для AID может выделяться кадру, передаваемому с AP и/или STA. Хотя AID может присваиваться любое значение до 16383, значения от 2008 до 16383 задаются как зарезервированные значения.
[210] Элемент TIM согласно традиционному определению непригоден для применения M2M, в котором большое количество станций (STA) (например по меньшей мере 2007 STA) ассоциировано с одной AP. Если традиционная структура TIM расширяется без какого-либо изменения, размер битовой карты TIM может чрезмерно возрастать. Соответственно, может оказаться невозможным поддерживать расширенную структуру TIM с использованием традиционного формата кадра, и расширенная структура TIM непригодна для M2M-связи, в которой рассматривается применение низкой скорости переноса. Кроме того, предполагается, что количество станций (STA), принявших кадр данных в течение одного периода маяка, очень мало. Таким образом, ввиду вышеупомянутого иллюстративного применения M2M-связи, предполагается, что битовая карта TIM будет иметь большой размер, причем во многих случаях большинство битов задано равными нулю (0). Таким образом, существует потребность в технологии, способной эффективно сжимать битовую карту.
[211] В традиционной технологии сжатия битовой карты, последовательность нулей исключается из передней части битовой карты для задания значения смещения (или начальной точки). Однако эффективность сжатия невысока в случае, когда количество станций (STA), включающих в себя буферизованный кадр мало, но существует большая разность между значениями AID станций (STA). Например, в случае, когда кадр, подлежащий передаче только на станции (STA), AID которых заданы равными 10 и 2000, буферизуется, длина сжатой битовой карты равна 1990, но все части битовой карты, отличные от обеих концевых частей, заданы равными нулю (0). Если количество станций (STA), ассоциированных с одной AP, мало, неэффективность сжатия битовой карты может не представлять серьезной проблемы. Однако если количество станций (STA), ассоциированных с одной AP, возрастает, такая неэффективность может снижать производительность системы в целом.
[212] Для решения этой проблемы AID можно разделить на множество групп, чтобы данные можно было более эффективно передавать с AID. Каждой группе выделяется определенный ID группы (GID). Далее, AID, выделяемые на групповой основе, будут описано со ссылкой на фиг. 24.
[213] Фиг. 24 иллюстрирует AID на групповой основе.
[214] Фиг. 24(a) показана схема, демонстрирующая иллюстративный AID, выделяемый на групповой основе. На фиг. 24(a), некоторые биты, расположенные в передней части битовой карты AID, можно использовать для указания ID группы (GID). Например, первые два бита битовой карты AID можно использовать для указания четырех GID. Если полная длина битовой карты AID равна N битам, первые два бита (B1 и B2) могут представлять GID соответствующего AID.
[215] Фиг. 24(b) показана схема, демонстрирующая другой иллюстративный AID, выделяемый на групповой основе. На фиг. 24(b), GID могут выделяться согласно позиции AID. В этом случае, AID, имеющие один и тот же GID, можно представить значением смещения и длины. Например, если GID 1 обозначен смещением A и длиной B, это означает, что AID от A до A+B-1 на битовой карте заданы равными GID 1. Например, фиг. 24(b) предполагает, что AID от 1 до N4 делятся на четыре группы. В этом случае, AID, принадлежащие GID 1, обозначены от 1 до N1, и могут быть представлены смещением 1 и длиной N1. AID, принадлежащие GID 2, могут быть представлены смещением N1+1 и длиной N2-N1+1, AID, принадлежащие GID 3, могут быть представлены смещением N2+1 и длиной N3-N2+1, и AID, принадлежащие GID 4, могут быть представлены смещением N3+1 и длиной N4-N3+1.
[216] Если AID, выделяемые на групповой основе, введены, доступ к каналу может быть разрешен в разных интервалах времени согласно GID. Таким образом, можно решить проблему недостатка элементов TIM для большого количества станций (STA) и одновременно можно эффективно осуществлять передачу/прием данных. Например, в конкретном интервале времени, доступ к каналу разрешен только станции(ям) (STA), соответствующей(им) конкретной группе, и остальным STA доступ к каналу может быть ограничен. Заранее определенный интервал времени, в котором только конкретной(ым) станции(ям) (STA) разрешено осуществлять доступ к каналу, может именоваться окном ограниченного доступа (RAW).
[217] Далее, со ссылкой на фиг. 24(c), будет описан доступ к каналу на основании GID. Фиг. 24(c) демонстрирует иллюстративный механизм доступа к каналу согласно интервалам маяка, где AID разделены на три группы. Первый интервал маяка (или первое RAW) это интервал, в котором STA, соответствующей AID, принадлежащему GID 1 разрешен доступ к каналу, и станциям (STA), принадлежащим другим GID, доступ к каналу не разрешен. Для реализации этого механизма, элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 1, содержится в первом кадре маяка. Элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 2, содержится во втором кадре маяка. Соответственно, доступ к каналу разрешен только для STA, соответствующей AID, принадлежащим GID 2 во втором интервале маяка (или втором RAW). Элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 3, содержится в третьем кадре маяка. Соответственно, доступ к каналу разрешен только для STA, соответствующей AID, принадлежащим GID 3 в третьем интервале маяка (или третьем RAW). Элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 1, содержится в четвертом кадре маяка. Соответственно, доступ к каналу разрешен только для STA, соответствующей AID, принадлежащим GID 1 в четвертом интервале маяка (или четвертом RAW). После этого, только доступ к каналу STA, соответствующей конкретной группе, указанной TIM, содержащейся в соответствующем кадре маяка, может быть разрешен в каждом из интервалов маяка после пятого интервала маяка (или в каждом из RAW после пятого RAW).
[218] Хотя фиг. 24(c) иллюстративно демонстрирует случай, когда порядок разрешенных GID является периодическим или циклическим согласно интервалам маяка, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются этим. Таким образом, благодаря включению только AID, принадлежащего(их) конкретному(ым) GID в элементе TIM (далее именуемый “разделенной операцией TIM”), доступ к каналу STA, соответствующей(их) конкретному(ым) AID, может быть разрешен только в конкретном интервале времени (например, конкретном RAW), и доступ к каналу другой(их) STA может быть не разрешен.
[219] Вышеупомянутая схема выделения AID на групповой основе также могут именоваться иерархической структурой TIM. Таким образом, все пространство AID можно разделить на множество блоков, и только станции(ям) (STA) (т.е. станция(и) (STA) конкретной группы), соответствующей(им) конкретному блоку, имеющему значение, отличное от ‘0’, может быть разрешено осуществлять доступ к каналу. Таким образом, TIM большого размера делится на блоки/группы малого размера, STA может легко поддерживать информацию TIM, и блоками/группами можно легко управлять согласно классу, QoS или использованию станции (STA). Хотя фиг. 24 иллюстративно демонстрирует 2-уровневую иерархию, можно конфигурировать иерархическую структуру TIM, состоящую из двух или более уровней. Например, все пространство AID можно разделить на множество пейдж-групп, и пейдж-группу можно разделить на множество блоков, и каждый блок можно разделить на множество подблоков. В этом случае, расширенную версию примера, приведенного фиг. 24(a), можно конфигурировать таким образом, чтобы первые N1 битов в битовой карте AID представляли пейдж-ID (PID), следующие N2 битов представляли ID блока, следующие N3 битов представляли ID подблока, и оставшиеся биты представляли позицию битов STA в подблоке.
[220] Хотя это не показано на фиг. 24, STA может получать информацию об элементе TIM (например, TIM для GID 1, 2, 3) отнесенный к каждой группе, описанной выше посредством нормального маяка (например, маяк DTIM, длинный маяк), передаваемого с длинной периодичностью. Например, когда STA осуществляет процесс ассоциации с AP, STA может получать информацию об элементе TIM (например, TIM для GID 1, 2, 3), отнесенном к каждой группе (например, период/длину передача элемента TIM, отнесенного к каждой группе, время слота в интервале доступа каждой группы и т.д.) из маяка, передаваемого с длинной периодичностью, и принимать элемент TIM, переключаясь в состояние бодрствования в течение периода передачи элемента TIM из группы, которой принадлежит STA. Элемент TIM, отнесенный к каждой группе, может именоваться сегментом TIM.
[221] Различные схемы деления станций (STA) (или AID, выделяемых станциям (STA)) на заранее определенные иерархические групповые единицы и управления им можно применять к раскрытым ниже примерам настоящего изобретения. Однако схемы выделения AID на групповой основе не ограничиваются этими примерами.
[222] Изменение AID
[223] AID, назначенный станции (STA), может переназначаться и изменяться по различным причинам. AID может изменяться на другой AID в той же группе, или может изменяться на AID, принадлежащий другой группе. Например, при осуществлении сжатия TIM для уменьшения длины элемента TIM, можно гарантировать эффективное сжатие TIM, если значения AID, назначенных станциям (STA) близки друг другу. Таким образом, STA может понадобиться изменить AID на другой AID в той же группе. В этом случае, AP может осуществлять эффективное сжатие TIM, изменяя AID STA на другой AID в той же группе.
[224] В порядке другого примера, если группа, которой принадлежит AID, назначенный станции (STA), достигает максимума своей емкости и, таким образом, STA испытывает затруднения при осуществлении доступа к каналу, STA может понадобится делать запрос на изменение группы STA на другую группу. В этом случае, STA может делать запрос AP на изменение AID на AID другой группы, или AP может переназначать станции (STA) AID другой группы.
[225] Фиг. 25 демонстрирует изменение AID станции (STA) в одной и той же группе, с упором на сигнализацию. AP может передавать кадр “назначение AID с тем же GID” станции (STA) таким образом, что AID станции (STA) переназначается. Фиг. 26 демонстрирует назначение AID с тем же GID кадра.
[226] На фиг. 26, поле AID указывает новый AID, назначаемый станции (STA), и поле «текущее число AID» указывает количество назначенных AID (STA), включенных в группу, которой принадлежит переназначаемый AID.
[227] AP может передавать назначение AID с тем же GID кадра на станцию (STA) в необходимое время, таким образом, сообщая STA новый AID. Приняв кадр, STA может передавать кадр ACK на AP для информирования об успешном назначении нового AID.
[228] Фиг. 27 демонстрирует изменение AID станции (STA), принадлежащего конкретной группе, на AID другой группы, с упором на сигнализацию. STA, желающая переназначить AID, принадлежащий другой группе, может передавать кадр запроса назначения AID на AP для запрашивания переназначение AID на AID, принадлежащий другому GID. AP может передавать назначение AID с другим GID кадра на STA таким образом, что станции (STA) назначается AID, принадлежащий другому GID. При этом AP может передавать назначение AID с другим GID кадра в ответ на кадр запроса назначения AID от STA, или может независимо передавать назначение AID с другим GID кадра.
[229] На фиг. 27(a) показана схема, демонстрирующая изменение AID станции (STA), которая независимо осуществляется на AP. На Фиг. 27(b) показана схема, демонстрирующая изменение AID станции (STA) согласно запросу от STA.
[230] Когда предполагается, что STA, принадлежащим конкретной группе, разрешено использовать канал только в интервале доступа к каналу для назначенной группы, может случиться так, что трафик для станций (STA) может концентрироваться в интервале доступа к каналу для конкретной группы. В этом случае, AP может изменять группу концентрированного трафика, которой принадлежат STA, на другую группу для реализации распределения нагрузки. На фиг. 27(a), предполагается, что STA в BSS группируются в группу 1, группу 2 и группу 3, и STA 1, STA 2 и STA 3 принадлежат группе 1. Если плотность трафика группы 1 больше, чем у другой группы в течение конкретного периода, AP может перемещать некоторые из STA, принадлежащих группе 1, в другую группу. В примере, показанном на фиг. 27(a), AP переназначает AID STA 2 и STA 3 для перемещения STA2 и STA3 из группы 1 в группу 2.
[231] Кроме того, может изменяться свойство трафика станции (STA). В этом случае, группу станции (STA) необходимо изменять согласно измененному свойству трафика. STA, чье свойство трафика изменилось, может делать запрос AP на изменение на группу, соответствующую измененному трафику. Таким образом, STA делает запрос AP на переназначение AID для изменения группы. Если AP принимает запрос на переназначение AID, AP может переназначать станции (STA) AID другой группы. В примере, показанном на фиг. 27(b), STA группируются в группу 1, группу 2 и группу 3, и STA 1 принадлежит группе 3, пока не произойдет переназначение AID. Из элементов DTIM, показанных на фиг. 27(b), можно видеть, что группа 1 и группа 2 имеют высокий коэффициент заполнения, и группа 3 имеет низкий коэффициент заполнения. Таким образом, хотя интервалы доступа к каналу группы 1 и группы 2 повторяются с коротким периодом, интервал доступа к каналу группы 3 повторяется с длинным периодом. Если свойство трафика STA 1, принадлежащей группе 3, изменяется с низкого коэффициент заполнения до высокого коэффициента заполнения, STA 1 может передавать, на AP, кадр запроса переназначения AID, содержащий информацию о группе, соответствующей измененному свойству (т.е. высокий коэффициент заполнения) (а именно, информацию о группе, предпочтительной для STA 1). AP может переназначать AID, соответствующий группе, на которую изменяется старая группа, на основании кадра запроса переназначения AID, принятого от STA. В примере, показанном на фиг. 27(b), STA 1 переключается на группу 2, имеющую высокий коэффициент заполнения.
[232] Изменение AID с конфигурированной линией прямой связи
[233] STA может напрямую осуществлять связь с другой STA без помощи от AP. Например, STA может напрямую осуществлять связь с другой STA по линии прямой связи на основании метода, например, установления линии прямой связи (DLS), TDLS и Wi-Fi Direct. В этом случае, STA может осуществлять процесс проверки, адресован ли ей кадр, принятый от другой STA, для снижения ненужных издержек обработки. Например, если SIG-A, представленный на фиг. 15, включает в себя частичный AID, STA, принимающая кадр, может проверять частичный AID в SIG-A для идентификации, адресован ли ей кадр. Если частичный AID не совпадает с AID STA, STA определяет, что кадр не адресован ей, и не декодирует часть полезной нагрузки. Таким образом, STA может снижать ненужные издержки обработки. Если же AID STA изменяется, другая STA, осуществляющая прямую связь со STA, чей AID изменился, может испытывать трудности при осуществлении прямой связи, поскольку другая STA не знает измененного AID STA. Эта ситуация будет подробно описана ниже со ссылкой на фиг. 28.
[234] фиг. 28 демонстрирует проблему, которая может возникать при изменении AID станции (STA), для которой установлена линия прямой связи с другой STA. Для простоты описания, предполагается, что TDLS применяется в качестве метода прямой связи между STA. Однако варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются. Нижеприведенное описание также можно применять к прямой связи по линии прямой связи согласно такому методу, как DLS, Wi-Fi Direct и пр.
[235] Благодаря прямой связи между STA 1 и STA 2, показанной на фиг. 28, обеспеченной TDLS, когда AP переназначает AID STA 1, STA 2 пытается осуществлять передачу кадра на STA 1 с использованием старого AID STA 1, пока измененный AID STA 1 не обновится. В этом случае, обновленный AID не совпадает с AID (например, частичным AID) содержащимся в кадре, и, таким образом, STA 1 определяет, что кадр не является кадром, передаваемым на нее и пропускает декодирование части полезной нагрузки. Таким образом, при обновлении AID STA 1, STA 2, которой не удалось распознать обновление, испытывает затруднения при осуществлении связи со STA 1. Далее будет приведено описание способа передачи/приема для решения проблемы, которая может возникать при изменении AID с конфигурированной линией прямой связи.
[236] Вариант осуществления 1 - обновление AID на STA, имеющей линию прямой связи
[237] Согласно первому варианту осуществления, STA, которой AP переназначила AID, сообщает другой STA на линии прямой связи об изменении AID, благодаря чему, AID обновляется на другой STA, имеющей линию прямой связи. Этот вариант осуществления будет подробно описан со ссылкой на фиг. 29-44.
[238] Фиг. 29 демонстрирует сигнализацию для обновления AID на STA, имеющей линию прямой связи. На этапе S2901, STA может передавать кадр запроса переключения AID на AP. При этом кадр запроса переключения AID может включать в себя информацию для запрашивания переназначения/переключения AID, и может именоваться кадром запроса переназначения AID. На этапе S2903, AP может передавать кадр ответа переключения AID на STA 1 в ответ на принятый кадр запроса переключения AID. Кадр ответа переключения AID может именоваться кадром ответа переназначения AID, и включают в себя информацию о новом AID, назначенном станции (STA) 1 точкой доступа (AP). Приняв кадр ответа переключения AID, STA 1 может использовать новый AID как собственный AID. Если STA 1 имеет линию прямой связи, например TDLS, с другой STA (STA 2 на фиг. 29), STA 1 передает кадр объявления, связанный с AID, на STA 2. При этом кадр объявления может именоваться кадром запроса обновления AID, кадром обновления AID TDLS и т.п., как описано ниже. Независимо от того, как называется кадр объявления, кадр объявления является кадром, генерируемым на основании нового AID, и может включать в себя информацию (в форме элемента объявления AID), связанную с новым обновленным AID STA 1. Приняв кадр объявления, STA 2 может обновлять AID STA, соответствующий кадру, новым AID. После этого, STA 2 может передавать кадр ACK на STA в ответ на кадр объявления (этап S2907).
[239] Фиг. 30 демонстрирует примеры вышеупомянутого кадра объявления, который может включать в себя информацию вновь назначенного AID, информацию обновленного AID или список AID (один или более AID) STA. Согласно фиг. 30(a), кадр объявления может включать в себя поле «категория», поле «действие SIG» и поле «элемент объявления AID». Конкретные примеры элемента объявления AID будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 31-33.
[240] Кадр объявления может быть конфигурирован как показано на фиг. 30(b). При этом информация обновленного AID может включать в себя новый(е) AID, назначенный(е) точкой доступа (AP), весь новый список AID, хранящийся в данный момент на STA, или AID, которые связаны с равноправной STA и нуждаются в обновлении. Таким образом, информация обновленного AID может включать в себя по меньшей мере один AID, который имеет STA.
[241] Фиг. 30(c) демонстрирует другой пример кадра объявления. Поле «причина» может указывать причину передачи кадра объявления, а именно, информацию о том, добавлен ли AID, изменен или удален. Например, значение 0 поля «причина» может указывать добавление, 1 может указывать изменение, и 2 может указывать удаление. В этом случае, если значение поля «причина» равно 0, добавленные AID могут быть включены в поле «информация обновленного AID». Если значение поля «причина» равно 1, информация об измененных AID (старом AID и новом AID) может быть включена в поле «информация обновленного AID». Если значение поля «причина» равно 2, удаленные AID могут включаться и передаваться в поле «информация обновленного AID». В отличие от примера, показанного на чертеже, поле «причина» может быть включено в поле «информация обновленного AID».
[242] Фиг. 31 демонстрирует конкретный пример поля «элемент объявления AID» (или поля «информация обновленного AID»). Согласно фиг. 31(a), поле «элемент объявления AID» может включать в себя поле «ID элемента», поле «длина» и поле «запись AID». Поле «запись AID» может включать в себя, как показано на фиг. 31(b), подполе «MAC-адрес STA» и подполе «ID ассоциации». Другими словами, поле «запись AID» может включать в себя одну или более «пар AID-MAC-адрес». При этом, MAC-адрес, указанный подполем «MAC-адрес STA», может быть обновленным MAC-адресом STA, и AID может быть новым AID STA, соответствующим MAC-адресу.
[243] Фиг. 32 демонстрирует другой пример поля «элемент объявления AID». Поле «режим записи AID» может указывать информацию, включенную в поле «запись AID». Если значение поля «режим записи AID» равно 0, поле «запись AID» может включать в себя только AID, вновь назначенные станциям STA. Если значение поля «режим записи AID» равно 1, поле «запись AID» может включать в себя один или более «пар AID-MAC-адрес», как показано на фиг. 32(b).
[244] Фиг. 33 демонстрирует другой пример поля «элемент объявления AID». Длина поля «AID STA и MAC-адрес STA» больше или равна 2 байтам (указана полем «длина»). Если длина поля равна 2 байтам, поле включает в себя только AID, вновь назначенные станциям STA. Если длина поля равна 8n октетам, поле включает в себя одну или более «пар AID-MAC-адрес». При этом пара AID-MAC-адрес связана с информацией об одной или более STA.
[245] Фиг. 34 демонстрирует другой пример поля "элемент объявления AID". Соответствующее поле "элемент объявления AID" включает в себя информацию о старом AID и новом AID, которая является информацией обновленного AID STA. Поле "число AID" указывает количество обновленных AID и количество старых AID и новых AID. Если количество AID равно 0, это указывает, что используемая в данный момент информация AID будет изменена. В этом случае, включены только новые AID, а не старые AID (т.е. 2 байта) и передаются. Если поле «причина» включено в кадр объявления, как показано на фиг. 30 (c) и указывает добавление/удаление (а именно, добавление или удаление нового AID), это поле будет указывать новый добавленный AID или удаленный AID, и число AID будет установлено равным 0.
[246] Таким образом, длина поля «старые AID и новые AID» может быть равна 2 байта, если значение числа AID равно 0, и может составлять от 4 до N байтов, если значение числа AID больше 1. Когда поле «причина» указывает ‘изменение’, поле «число AID», установленное равным 0, указывает, что AID, используемый в данный момент (т.е. AID сигнализируемый равноправной STA) изменяется. Если равноправной STA сигнализировался единственный AID, поле «число AID» может быть установлено равным 0 в случае ‘изменения’. Если сигнализировался более чем один AID, поле «число AID» можно задать равным значению, большему или равному 1, информация о старых AID и новых AID может быть включено числом N.
[247] Далее, на основании описания варианта осуществления 1, будут рассмотрены различные примеры. Нижеприведенное описание основано на предположении описания фиг. 29-34. Соответственно, за исключением особо упомянутых признаков, описание фиг. 29-34 можно использовать/применять в нижеприведенном описании.
[248] Согласно фиг. 35, после того, как STA 1 осуществляет процедуру передачи/приема кадра на/со STA 2 для нового обновления AID (передачу кадра обновления AID TDLS и прием кадра подтверждения AID TDLS), STA 1 передает кадр подтверждения переназначения AID (или кадр подтверждения переключения AID) на AP. В этом случае, AP может осуществлять передачу/прием кадра с STA1 с использованием переназначенного AID только после приема кадра подтверждения переназначения AID. В отношении STA 2, STA 1 может осуществлять передачу/прием с использованием нового AID после приема кадра обновления AID TDLS подтверждения. В отношении AP, STA 1 может осуществлять передачу/прием с использованием нового AID после передачи кадра подтверждения переназначения AID (или после приема кадра ACK для кадра подтверждения переназначения AID от AP).
[249] Пример, приведенный на фиг. 36, отличается от примера, приведенного на фиг. 35, тем, что кадр, передаваемый и принимаемый между AP и STA 1, имеет другое имя. Как упомянуто выше, кадр запроса переназначения AID, кадр ответа переназначения AID и кадр подтверждения переназначения AID можно рассматривать как осуществляющие, по существу, те же функции кадра запроса переключения AID, кадр ответа переключения AID, кадр подтверждения переключения AID, соответственно.
[250] Пример, приведенный на фиг. 37, отличается от примера, приведенного на фиг. 36, тем, что STA 2 передает кадр ACK в ответ на кадр обновления AID TDLS STA 1 по прошествии времени SIFS.
[251] Фиг. 38 демонстрирует случай, когда информация, связанная с соединением TDLS, включена в кадр запроса переключения AID. В частности, кадр запроса переключения AID, который STA 1 передает на AP, может включать в себя параметр «присутствие TDLS», который является информацией, указывающей, имеет ли STA 1 соединение TDLS (соединение по линии прямой связи). AP может распознавать, посредством параметра «присутствие TDLS», имеет ли STA 1 соединение TDLS, таким образом, определяя, когда вновь назначенный AID можно будет использовать для обмена кадрами с STA 1. В частности, согласно фиг. 38(a), если параметр «присутствие TDLS» задан равным 1, AP может распознавать, что STA 1 имеет соединение TDLS, и использовать новый AID после ожидания приема кадра подтверждения переключения AID. Если параметр «присутствие TDLS» задан равным 0, как показано на фиг. 38(b), AP может использовать новый AID, не ожидая кадра подтверждения переключения AID после передачи кадра запроса переключения AID (или по истечении заранее определенного времени после передачи кадра запроса переключения AID).
[252] Таким образом, если параметр «присутствие TDLS» включен в кадр запроса переключения AID и установлен равным 1, кадр запроса переключения AID может дополнительно включать в себя информацию (число TDLS), указывающую количество обеспеченных соединений TDLS, что показано на фиг. 39.
[253] Фиг. 40 демонстрирует иллюстративный кадр запроса переключения AID, включающий в себя AID станции (STA) (AID равноправной STA), с которой STA 1 имеет линию прямой связи. Если AP принимает этот кадр запроса переключения AID, AP может назначать AID, принадлежащие той же группе (или тому же интервалу прослушивания), что и AID STA 1 и STA 2. AP может передавать новый AID STA 1 и AID STA 2 на STA 1 совместно. Дополнительно, AP также может передавать на STA 2 кадр ответа переключения, содержащий информацию переключения AID (новый AID STA1, новый AID) STA2.
[254] Согласно фиг. 41, после того, как STA 2 обновляет AID STA 1, STA2 передает кадр запроса переключения AID на AP. Таким образом, STA 2 может запросить AID, принадлежащий той же группе или сегменту, что и новый AID STA 1. Соответственно, кадр запроса переключения AID, передаваемый со STA 2 на AP, может включать в себя AID STA 2 и новый обновленный AID STA 1. Другими словами, вследствие изменения AID STA 1, AID STA 1 и STA 2 оказываются принадлежащими разным группам/сегментам, и если STA 2 желает далее поддерживать линию связи TDLS со STA 1, STA 2 передает кадр запроса переключения AID на AP. AP может передавать на STA 2 кадр ответа переключения AID, содержащий новый AID STA 2 (принадлежащий той же группе или сегменту, что и новый AID STA 1) в ответ на кадр запроса AID от STA 2. В этом случае, ID STA 2 изменяется, и, таким образом, может осуществляться процедура (передача кадра обновления AID TDLS и прием кадра подтверждения/ACK обновления AID TDLS) для обновления AID STA, равноправных STA 2 (в том числе, STA 1).
[255] Если новый AID, назначенный станции STA 1, принадлежит другой группе/сегменту, чем AID STA 2, STA 1 может передавать на STA 2 индикатор, указывающий, что STA 2 должна принимать AID той же группы, что и STA 1 (AID STA 2 должен измениться на AID той же группы, что и у STA 1). Например, как показано на фиг. 42, STA 1 может обновлять свой AID до нового AID (AID 100), назначенного точкой доступа AP, и затем включать информацию обеспечения переключения AID в кадр обновления AID TDLS при передаче кадра обновления AID TDLS на STA 2. При этом информация обеспечения переключения AID является информацией для запрашивания у STA 2 изменения AID, в частности, информация, посредством которой STA 1 запрашивает изменение AID на AID той же группы/сегмента, что и AID STA 1. Соответственно, в этом случае, STA 2 должна, по существу, передавать кадр запроса переключения AID на AP.
[256] STA 2 трудно поддерживать линию связи TDLS с STA 1, STA 2 может передавать кадр (кадр освобождения TDLS) указывающий/запрашивающий освобождение линии связи TDLS, как показано на фиг. 43(a). Кадр освобождения TDLS может быть кадром, который STA 1 передает на STA 2 после приема нового AID, как показано на фиг. 43(b).
[257] В случае передачи кадра объявления, как показано на фиг. 44, кадр указывает выигрыш по времени обработки по сравнению с традиционным случаем. В частности, согласно фиг. 44(a), в традиционном случае, необходимо время обработки, соответствующее ‘3 - время EDCA (случайный откладывание передачи + AIFS) + время передачи кадров (кадр запроса установления TDLS + кадр ответа установления TDLS+кадр подтверждения установления TDLS+3 - кадры ACK)+3-SIFS’. Согласно фиг. 44(b), когда применяется настоящее изобретение, необходимо время обработки, соответствующее ‘время EDCA + время TX объявления обновления TDLS+SIFS+время TX ACK’, что позволяет значительно сократить время, по сравнению со случаем, показанным на фиг. 44(a).
[258] Вариант осуществления 2 - работа на основе таймера
[259] STA, которой переназначен AID может использовать оба AID для конкретного таймера (или конкретного периода) на основании информации таймера (или информации периода), принятой от AP. Таким образом, STA, которой переназначен AID, может осуществлять обмен данными с другой STA, с которой линия прямой связи была установлена до переназначения AID, с использованием старого AID, установленного до обновления, до истечения определенного таймера. Таким образом, может гладко поддерживаться связь с другой STA, с которой установлена линия прямой связи. До истечения таймера, STA, которой переназначен AID, может осуществлять обмен данными с AP с использованием одного из переназначенного AID и AID, используемого до переназначения. Соответствующий конкретный пример представлен на фиг. 45.
[260] Фиг. 45 демонстрирует случай, когда STA, которой переназначен AID, использует два AID. В примере, показанном на фиг. 45, линия прямой связи устанавливается между STA 1 и STA 2 посредством TDLS до того, как STA 1 переназначается AID. Кроме того, переназначение AID осуществляется, когда STA 1 передает кадр запроса переназначения AID на AP, и AP в ответ передает кадр ответа переназначения AID, включающий в себя информацию переназначенного AID (нового AID) и информацию таймера (Timer_AID). Пока STA 1 не переназначен новый AID, STA 1 и STA 2 могут осуществлять связь с использованием старого AID (установленного равным 1 согласно фиг. 45).
[261] Если STA 1 переназначен AID, AP и STA 1 могут запускать таймер. До истечения таймера, STA 1 может использовать как вновь назначенный AID (указанный 100 на фиг. 45), так и старый AID (указанный 1 на фиг. 45). Таким образом, STA 1 может распознавать, в качестве своего кадра, кадр, который передает STA 2, не зная об обновлении AID, включающий в себя AID 1, и декодировать кадр. STA 1 может осуществлять обмен данными с AP с использованием одного из нового AID 100 и старого AID 1. В примере, показанном на фиг. 45(a), AP и STA 1 осуществляют связь друг с другом с использованием переназначенного AID 100 до истечения таймера. Альтернативно, AP и STA 1 могут осуществлять связь друг с другом с использованием старого AID 1 до истечения таймера.
[262] По истечении таймера, STA 1 возвращает ранее назначенный AID 1, и AP получает разрешение назначить AID 1 другой STA после истечения таймера. По истечении таймера, STA 1 и AP осуществляют связь друг с другом с использованием вновь назначенного AID 100.
[263] Давать возможность STA использовать два AID до истечения таймера просто целесообразно с точки зрения времени. Например, STA использует по истечении таймера только переназначенный AID, и, соответственно, может возникать проблема, когда STA осуществляют связь с другой STA, не знающей об обновлении AID. Для решения этой проблемы, до истечения таймера, STA может сообщать другой STA, с которой установлена линия прямой связи, об обновлении AID. В частности, STA может передавать кадр запроса обновления, содержащий информацию вновь назначенного AID, на другую STA для информирования другой STA об обновлении AID. Затем другая STA может передавать кадр ответа обновления на STA в ответ на кадр запроса обновления. Подробное описание будет приведено ниже со ссылкой на фиг. 46 и 47.
[264] Фиг. 46 демонстрирует случай, когда STA сообщает об обновлении AID другой STA.
[265] В примере, представленном на фиг. 46(a), STA 1, которой AP назначила новый AID 100, может запускать таймер и поддерживать старый AID 1 до истечения таймера. Таким образом, STA 2 могут осуществлять связь с STA 1 с использованием AID 1, ранее используемым STA 1, пока STA 2 не распознает обновление AID STA 1. Чтобы сообщить об обновлении AID STA 1 станции STA 2, с которой установлена линия прямой связи, STA 1 может передавать кадр запроса обновления AID, содержащий информацию вновь назначенного AID (новый AID). Если линия прямой связи между STA 1 и STA 2 базируется на TDLS, кадр запроса обновления AID может именоваться кадром запроса обновления AID TDLS.
[266] Приняв кадр запроса обновления AID, STA 2 может распознавать изменение AID STA 1, и передавать кадр ответа обновления AID в ответ на кадр запроса обновления AID. Если линия прямой связи между STA 1 и STA 2 базируется на TDLS, кадр ответа обновления AID может именоваться кадром ответа AID TDLS.
[267] Когда STA 2 распознает, что AID STA 1 изменился от 1 до 100 при обновлении AID, STA 2 может продолжать осуществлять связь с STA 1 с использованием нового AID, переназначенного станции STA 1.
[268] Хотя фиг. 46(a) демонстрирует, что передача кадра запроса обновления AID и кадра ответа обновления AID осуществляются до истечения таймера, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются. Например, если обновление AID эффективно не завершается до истечения таймера, кадр запроса обновления AID и кадр ответа обновления AID могут передаваться по истечении таймера.
[269] В примере, показанном на фиг. 46(a), кадр запроса обновления AID и кадр ответа обновления AID заданы в качестве примеров кадра запроса обновления и кадра ответа обновления. Альтернативно, традиционно заданные кадры могут использоваться в качестве кадра запроса обновления и кадра ответа обновления. Например, кадр запроса обновления может включать в себя кадр запроса установления TDLS, и кадр ответа обновления может включать в себя кадр ответа установления TDLS. В ряде случаев, STA может использовать кадр подтверждения установления TDLS в ответ на кадр ответа установления TDLS, передаваемый от другой STA. Подробное описание будет приведено ниже со ссылкой на фиг. 47.
[270] Фиг. 47 демонстрирует случай, когда AID, обновленный посредством кадров управляющего действия TDLS обеспечивается другой STA. Как показано на фиг. 47(a), STA 1, которой AP переназначила AID, может передавать на STA 2 кадр запроса установления TDLS, содержащий информацию вновь назначенного AID (новый AID). STA 2 может распознавать изменение AID STA 1 с использованием информации вновь назначенного AID, содержащейся в кадре запроса установления TDLS. STA 2 может передавать кадр ответа установления TDLS в ответ на кадр запроса установления TDLS, и STA 1 может передавать кадр подтверждения установления TDLS в ответ на кадр ответа установления TDLS. Таким образом, процедура обновления AID может завершаться. STA 1, которой назначен новый AID 100, может запускать таймер и поддерживать старый AID 1 до истечения таймера, как в предыдущем примере, приведенном на фиг. 30(a).
[271] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, если STA, имеющая обновленный AID, выполнена с возможностью сообщать обновленный AID другой STA, как показано на фиг. 46(b) и 47(b), процесс приема/передачи информации таймера и запуска таймера между AP, обновляющей AID, и STA можно исключить. Если время, необходимое STA для передачи обновленного AID на другую STA, очень мало, возникновение ошибки при осуществлении связи между STA и другой STA маловероятно, даже если STA не использует два AID. В этом случае, для минимизации проблемы возникающей при осуществлении связи между STA и другой STA, STA может потребоваться сообщать обновленный AID другой STA сразу после переназначения AID.
[272] Хотя это не показано на чертеже, кадр ответа обновления может включать в себя кадр ACK. Таким образом, другая STA может передавать кадр ACK в ответ на кадр запроса обновления от STA.
[273] Вариант осуществления 3 - остановка частичной физической фильтрации AID в течение заранее определенного периода
[274] Если STA, AP которой переназначила AID, имеет линию прямой связи, STA может останавливать функцию частичной физической фильтрации AID, пока STA не сообщит измененный AID другим STA (а именно, до завершения процедуры обновления AID). В случае остановки функции частичной физической фильтрации AID, STA может декодировать все заголовки MAC кадров, передаваемых с других STA и проверять, является ли STA пунктом назначения кадров. После этого, когда процедура обновления AID завершена, STA может возобновлять функцию частичной физической фильтрации AID и подтверждать частичный AID для идентификации, является ли STA пунктом назначения передаваемого кадра.
[275] Таким образом, STA может осуществлять декодирование ненужных кадров, пока STA не сообщит измененный AID другой STA, но может эффективно принимать кадр от другой STA, которая не знает о новом AID.
[276] Конфигурация устройств согласно варианту осуществления настоящего изобретения
[277] На фиг. 48 показана блок-схема, демонстрирующая радиочастотные устройства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[278] AP 10 может включать в себя процессор 11, память 12 и приемопередатчик 13. STA 20 может включать в себя процессор 21, память 22 и приемопередатчик 23. Приемопередатчики 13 и 23 могут передавать/принимать радиочастотный сигнал и реализовать физический уровень согласно системе IEEE 802. Процессоры 11 и 21 могут быть подключены к приемопередатчикам 13 и 21 для реализации физического уровня и/или уровня MAC согласно системе IEEE 802. Процессоры 11 и 21 могут быть выполнены с возможностью осуществления различных операций согласно различным вышеописанным вариантам осуществления настоящего изобретения. Кроме того, модули для осуществления операций AP и STA согласно различным вышеописанным вариантам осуществления настоящего изобретения могут храниться в блоках 12 и 22 памяти и выполняться процессорами 11 и 21. Блоки 12 и 22 памяти могут содержаться в процессорах 11 и 21 или могут быть установлены вне процессоров 11 и 21 и подключены к процессорам 11 и 21 общеизвестными средствами.
[279] Компоненты AP и STA могут быть обеспечены таким образом, чтобы детали различных вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения применялись независимо или для одновременной реализации двух или более вариантов осуществления. Для наглядности, излишние описания пропущены.
[280] Вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения можно реализовать различными средствами. Например, варианты осуществления настоящего изобретения можно реализовать посредством аппаратного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения, программного обеспечения, или их комбинации.
[281] В случае реализации посредством аппаратного обеспечения, способ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения можно реализовать посредством одной или более ASIC (специализированных интегральных схем), DSP (цифровых сигнальных процессоров), DSPD (устройств обработки цифрового сигнала), PLD (программируемых логических устройств), FPGA (программируемых пользователем вентильных матриц), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров и пр.
[282] В случае реализации посредством программно-аппаратного обеспечения или программного обеспечения, способ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения можно реализовать в форме модуля, процедуры, функции и т.п., который(ая) осуществляет вышеописанные функции или операции. Программный код может храниться в блоке памяти и выполняться процессором. Блок памяти может располагаться внутри или вне процессора для обмена данными с процессором различными общеизвестными средствами.
[283] Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приведено для того, чтобы специалисты в данной области техники могли реализовать и практически применить настоящее изобретение. Хотя описание относится к предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области очевидно, что настоящее изобретение допускает различные модификации и вариации, не выходящие за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не подлежит ограничению описанными здесь вариантами осуществления, но призвано охватывать наиболее широкий объем, который согласуется с раскрытыми здесь принципами и новыми признаками.
Промышленная применимость
[284] Как описано выше, различные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны на примерах, относящихся к системе IEEE 802.11, но их также можно применять к различным системам беспроводного доступа, отличным от системы IEEE 802.11.