СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ НАЧАЛА ЗАПРОШЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ
SYSTEM AND METHOD FOR PRECISE DETERMINATION OF REQUESTED MEASUREMENT START TIME

Изобретение относится к спецификации интерпретации времени начала для полученных измерений в беспроводных локальных сетях (WLAN). Время начала определяется значением таймера функции синхронизации времени (TSF) или частью его для устранения возможных неопределенностей.
i
i
i
i
В целом имеется два типа беспроводных локальных сетей (WLAN), имеющих инфраструктуру и являющихся специализированными или независимыми. Формирование сети представлено на фиг. 2А, где связь обычно осуществляется только между беспроводными узлами, определенными станциями (STA) 201 и узлами 200 доступа (АР), в то время как в представленной сети на фиг. 2В беспроводная связь осуществляется между беспроводными узлами STA201. STA201 и АР 200 находятся в такой же зоне охвата радиосвязи, известной как множество базовых служб (BSS). Во втором типе WLAN нет АР и STA201 сообщаются непосредственно друг с другом и вместе называются независимым множеством базовых служб или IBSS.
Стандарт IEEE 802.11 определяет требования к промежуточному контролю доступа (МАС) и физические характеристики для WLAN для поддержки физических слоев структурных элементов. Стандарт IEEE 802.11 определен в международном стандарте ISO/IEC 8802-11, «Информационные технологии - телекоммуникации и сети обмена информацией», редакция 1999 г. [1], который предполагается включенным сюда посредством ссылки, как если бы полностью был приведен здесь далее.
В IEEE 802.11h [2] приложении к стандарту IEEE 802.11, полное содержание которого предполагается включенным сюда посредством ссылки, как если бы полностью было приведено здесь далее, запросы измерений содержат привязку по времени, которая определяет, когда запрошенное измерение будет выполнено. Например, в IEEE TGh поля «Начало измерения» и «Задержка активации» вместе определяют привязку по времени.
В IEEE TGk проекте D 0,1 [3] стандарта IEEE 802.11, полное содержание которого предполагается включенным сюда посредством ссылки, как если бы полностью было приведено здесь далее, возможность для начала измерений в точно определенное время начала заменяется здесь некоторым случайным интервалом времени после него. Несмотря на то, что эта возможность может быть использована в некоторых измерениях, возможность для начала измерений в точно определенное время начала желательна в других типах измерений. Например, АР может желать иметь эту информацию для того, чтобы поддерживать или освобождать трафик, когда запрашивающая станция производит измерения.
Настоящий IEEE 802.11 механизм дает возможность или точно синхронизировать измерения или случайным образом определять время начала. Поэтому преимущественно иметь гибкий механизм, в котором в одинаковом запросе измерений могут быть объединены различные типы интерпретации времени начала измерений.
Для связи запроса измерений со станцией назначения (STA) может быть осуществлена более чем одна попытка, обусловленная условиями в канале связи. При получении запросов STA, в случае если получена больше чем одна копия того же запроса измерений, то STA отвергает последние дублирующие полученные пакеты. Это соответствует определенному стандартом IEEE 802.11 протоколу.
Отбрасывания дублирующих пакетов получающей STA, в соответствии с протоколом IEEE 802.11, может отразиться на запрашивающей STA и принимающей STA, каждая из которых имеет различия в опорном сигнале, из которого определяется каждое опорное время начала измерения. Например, если запрос измерений предназначается для передачи в одном периоде сигнала и, в зависимости от условий в канале связи, принимающая STA получает блок данных правильно, поскольку его ACK не получен обратно в передающую STA, и если запрос измерений успешно передан последовательно в другом периоде сигнала, то опорные сигналы в передающей и получающей станциях отличаются.
Таким образом, для того, чтобы компенсировать неопределенности во времени начала запрошенных измерений в настоящем способе, в качестве основы необходимо использовать общее стандартное (абсолютное) время.
Настоящее изобретение относится к устройству и способу для гибкого уточнения начала времени измерения посредством модификации запроса измерения для включения абсолютного времени начала, которое по существу является функцией синхронизации таймера (TSF), значениям таймера или частью его, и посредством модификации элемента запроса измерений, для включения в поле «Состояние» типа интерпретации для применения к абсолютному времени начала. Абсолютное время начала включено во фрейм 300 запроса измерений на фиг. 3, относится к времени начала первого измерения, выданного STA в ответе на фрейм 300 запроса измерений. Абсолютное время начала для элемента 400 запроса измерений, см. фиг. 4А, относится к времени начала, содержащегося в первом Запросе измерений 406. Абсолютное время 432 начала для запроса 430 измерений относится только к запрошенному измерению.
В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой устройство и способ для определения времени начала измерений запросчиком, который передает фрейм запроса измерений. По меньшей мере, одна (1) синхронизированная привязка по времени используется, которая отображает привязку времени начала, или (2) приспособляемость в интерпретировании отображаемого времени начала предоставляется включением в поле «Состояние», в элементе запроса измерений, биты которого используются для интерпретации отображаемого времени начала с соответствующим элементом, подлежащим измерению.
В другом предпочтительном варианте изобретения настоящее изобретение представляет собой непосредственно устройство и способ, который позволяет подстроиться под стандарт 802.11 измерений посредством включения поля «Состояние измерения» в элемент запроса измерений, и определение в поле «Состояние» битов, которые определяют, где будет отображено время начала каждого измерения: 1) следовать как в запросе; 2) случайно; 3) игнорироваться или 4) следовать непосредственно. Бит дополнительного поля «Состояние» показывает, где реальное время начала реального измерения будет сообщено обратно. Отображенное время начала измерения будет определено в терминах значения таймера функции синхронизации времени (TSF) или его части для того, чтобы устранить неопределенность между измеряющей STA и STA, которая получает содержащий измерения отчет об измерениях.
На фиг. 1 представлена упрощенная блок-схема, иллюстрирующая архитектуру беспроводной системы связи, к которой применяются варианты осуществления настоящего изобретения;
i
на фиг. 2А представлена упрощенная блок-схема узла доступа (АР) и каждой станции (STA), в которой определенное множество базовых служб (BSS) соответствует варианту осуществления настоящего изобретения;
i
на фиг. 2В представлена упрощенная блок-схема каждой станции (STA), в которой определенное независимое или специализированное множество базовых служб (IBSS) соответствует варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 представлен формат фрейма запроса измерений, включающий модификацию поля «Время начала измерения», который может быть использован для передачи запроса измерения определенных элементов между станциями в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4А представлен формат элемента запроса измерений, включающий модификацию поля «Состояние измерения», который может быть использован для определения интерпретации времени начала измерения элемента в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4В представлен формат элемента запроса измерений, включающий модификации как поля «Состояние измерения», так и времени начала элемента запроса измерений;
на фиг. 4С представлен формат поля «Состояние запроса измерения», включающий модификацию поля «Начало» для определения типа интерпретации времени начала фрейма запроса измерений, который будет применен для элемента запроса измерений, в котором он содержится;
на фиг. 4D представлены некоторые возможные значения для поля «Начало» поля «Состояние запроса измерения», представленного на фиг. 4В, которые могут быть использованы для определения типа интерпретации времени начала в приложении к элементу запроса измерений, в котором содержится поле «Состояние»;
на фиг. 4Е представлены некоторые возможные значения для поля «Типа измерения» элемента запроса измерений, представленного на фиг. 4А, который может быть использован для определения типа запрошенных измерений;
на фиг. 4F представлен формат запроса измерений для основного запроса.
В последующем описании, посредством примеров и без ограничения, далее приводятся определенные подробности, такие как конкретная архитектура, интерфейсы, способы и т.д. для того, чтобы понятно изложить настоящее изобретение. Однако будет понятно специалистам в данной области, что настоящее изобретение может быть практически осуществлено и в других вариантах, которые основываются на этих определенных подробностях.
i
i
i
i
На фиг. 2А представлено множество базовых служб (BSS) беспроводной сети, к которой применяется настоящее изобретение. Как показано на фиг. 2А узел 200 доступа (AP) соединен со множеством мобильных станций (STA) 201, которые беспроводными соединениями 202 связаны друг с другом и с АР через множество беспроводных каналов. Ключевым принципом настоящего изобретения является обеспечение способа для увеличения приспосабливаемости интерпретации времени начала и/или времени начала, представленного как значение TSF таймера для измерений, проводимых АР 200 и STA201. На фиг. 2В представлено независимое множество базовых служб (IBSS) беспроводной сети, к которой применяется настоящее изобретение. Как показано на фиг. 2В множество мобильных станций (STA) 201 связаны друг с другом через беспроводные соединения 202 без каких-либо АР. Следует заметить, что каждая сеть из представленных на фиг. 2А-В является малой для иллюстративной цели. На практике большинство сетей содержит намного большее число мобильных станций STA201.
В стандарте IEEE 802.11h запросы измерений включают отображение привязки по времени, когда запрошенные измерения будут выполнены. Например, поле «Смещение измерения» вместе с полем «Задержка активации» определяет время начала в протоколе IEEE TGh. Поле «Задержка активации» представляет собой число маркерных сигналов (TBTTs) для ожидания перед началом измерений и поле «Задержка активации» представляет время от последнего из этих TBTTs. Определение времени таким способом может приводить к неопределенности, как описано выше.
В IEEE TGk проекте D 0,1 стандарта возможность начинать измерения в точно определенное время заменяется некоторым случайным интервалом после него. Несмотря на то, что эта возможность может быть использована в некоторых измерениях, возможность для начала измерений в точно определенное время начала желательна в других типах измерений. Например, АР может желать иметь эту информацию для того, чтобы поддерживать или приостанавливать трафик, когда запрашивающая станция производит измерения. Кроме того, как изложено выше, проблема неопределенности, возникающая у запросчика измерений, и выхода приемника из синхронизации с потерей АСК, по-прежнему существуют.
Так, предпочтительный способ позволяет как получить время привязки измерений, которое может устранить неопределенности, относящиеся к времени измерений между измерителем и получателем измерений (который может быть или может не быть их запросчиком), так и случайный начальный момент времени. Поэтому имеется необходимость в технологии иметь как абсолютный начальный момент времени, так и гибкий механизм, в котором различные типы интерпретации времени начала связаны в одинаковом запросе измерений.
Устройство и способ настоящего изобретения обеспечивает механизм для устранения любых неопределенностей во времени начала измерений посредством определения времени начала с абсолютной привязкой по времени. Проблема, описанная выше, решается в устройстве и способе настоящего изобретения одним или более следующими способами: включение абсолютного времени начала во фрейм запроса измерений в элементе запроса измерений и в запрос измерений. Гибкость обеспечивается в устройстве и методе настоящего изобретения дополнительным включением поля «Состояние» в элемент запроса измерений. Поле «Состояние» определяет то, как измеритель интерпретирует время начала измерений для каждого измеренного элемента. В предпочтительном варианте изобретения для определения интерпретаций используется трехбитовое кодирование, представленное на фиг. 4D.
i
i
На фиг. 1 представлена архитектура, которая может быть включена в АР и в каждую STA, входящие в WLAN на фиг. 2А-В. Как АР 200, так и STA могут содержать приемник 101, демодулятор 102, цепь 103 захвата измерений, память 104, управляющий процессор 105, TSF таймер 106 или его часть, модулятор 107 и передатчик 108. Типичная система 100 на фиг. 1 представлена только с описательной целью. Несмотря на то, что описание может ссылаться на термины, широко используемые в описании определенных мобильных станций, описание и концепты также применяют к другим системам обработки, включая системы, имеющие архитектуры, несхожие с архитектурой, представленной на фиг. 1.
В режиме функционирования приемник 101 и передатчик 108 соединены с антенной (не представлена) для преобразования полученного сигнала и передачи желаемых данных в соответствующие цифровые данные через демодулятор 102 и модулятор 107. Цепь 103 захвата измерений функционирует под управлением управляющего процессора 105 для создания фрейма 300 запроса измерений, который содержит время 304 начала измерений, которое устанавливается равным значению TSF таймера 106, или его части, в которое первое измерение фрейма запроса измерений будет выполнено. Запрошенное(ые) измерение(я) отображаются, по меньшей мере, одним элементом 305 запроса измерений, содержащегося в фрейме 300 запроса измерений.
В альтернативном варианте осуществления формат элемента 400 запроса измерений модифицируется так, чтобы содержать поле 404 «Состояние измерения», как представлено на фиг. 4А. Формат поля 410 «Состояние запроса измерения» представлен на фиг. 4С, в котором поле 407 «Начало» определяется, как представлено на фиг. 4D.
В предпочтительном варианте осуществления фрейм запроса 300 измерений передается STA или АР, запрашивающей другой STA BSS или IBSS для измерения одного или более каналов. В предпочтительном варианте осуществления формат тела фрейма 300 запроса измерений представлен на фиг. 3 с последующими настройками для его полей.
Поле 301 «Категория» устанавливается равным значению, отображающему Радио измерения или категорию Управления спектром. В альтернативном предпочтительном IEEE 802.11 варианте осуществления настоящего изобретения категория полей определяется в таблице 1 в 7.3.11 802.11h D3.11 проекта стандарта.
Поле 302 «Действие» устанавливается равным значению, отображающему запрос измерений. В альтернативном предпочтительном IEEE 802,11 варианте осуществления настоящего изобретения поле «Действие» определено в таблице 5 в 7.4.1 802.11h D3.11 проекта стандарта.
Поле 303 «Пароль двусторонней связи» устанавливается равным ненулевому значению, выбранному STA, передающей фрейм запроса измерений для того, чтобы идентифицировать транзакцию запрос/ответ.
Поле 304 «Время начала измерения» устанавливается равным времени, в альтернативном предпочтительном варианте осуществления - равным значению таймера TSF, в которое начинает осуществляться измерение, определяющееся первым элементом запроса. Если начальный момент времени равен нулю, измерение, определяющееся первым элементом запроса, начинается после получения фрейма 300 запроса измерения. Наличие поля 304 «Время начала измерения» является дополнительным.
Поле 305 «Элементы запроса измерений» содержит, по меньшей мере, один элемент запроса измерений. В первом альтернативном варианте осуществления элемент 400 запроса измерений имеет формат, представленный на фиг. 4А. Во втором альтернативном варианте осуществления элемент 440 запроса измерений имеет формат, представленный на фиг. 4В. В 802.11 варианте осуществления настоящего изобретения число и длина поля «Элементы запроса измерений» в фрейме 300 запроса измерений ограничивается максимальным допустимым средством контроля доступа (MAC) размером MMPDU модуля управления протоколом данных. Подполя модифицированных элементов представляют собой:
1. Значение подполя 401 «ID элемента» устанавливается равным уникальному идентификатору.
2. Длина подполя 402 изменяется в зависимости от длины поля «Запрос измерения». Минимальное значение длины поля равно 3.
3. Значение подполя 403 «Пароль измерений» устанавливается равным ненулевому значению, которое однозначно определяет элементы запроса измерений в определенном фрейме запроса измерений.
4. Дополнительное подполе 404 «Состояние измерения» представлено на фиг. 4С и в предпочтительном варианте осуществления содержит подполе 407 «Старт», которое определяет интерпретацию времени 304 начала, или 408, или 432 (какой бы время начала не имело приоритет для заданного измерения) будет прилагаться к измеренному элементу, как представлено на фиг. 4D.
5. Значение поля 408 «Время начала измерений элемента» устанавливается равным времени, в альтернативном варианте осуществления - равным значению таймера TSF, в которое начинаются измерения, определенные элементом 400 запроса измерений. Если значение поля 408 «Время начала измерений элемента» равно нулю, то измерения, определяемые элементом запроса измерений, начинаются после получения фрейма 300 запроса измерений. Наличие поля 408 «Время начала измерений элемента» является дополнительным и не принимает во внимание «Время начала» 304, если оно имеется во фрейме 300.
6. Значение подполя 405 «Тип измерений» устанавливается в соответствии с типом запрошенных измерений и может включать один или несколько запрошенных типов 420.
7. Значение подполя 406 «Запрос измерений» устанавливается для предоставления дополнительных параметров для выполнения типа запрошенных измерений, например, когда тип запроса измерений является типом Базового запроса, запрос измерений имеет формат 430, приведенный на фиг. 4F, содержит следующие поля:
- Значение поля 431 «Номер канала» равно номеру канала, который применяет запрос измерений.
- Значение дополнительного поля 432 «Время начала измерения» равно абсолютному значению таймера, например значению TSF таймера во время (±32 с), и в которое запрашиваемое запросом измерение начинается, и значение 0 означает, что измерение начинается сразу, если нет подполя 404 «Режим измерения», но если имеется подполе 404 «Режим измерения», то измерения начинаются, как обозначено в подполе 404 «Режим измерения», соответствующем полю 432 «Время начала измерения».
- Значение поля 433 «Длительность измерения» равно длительности запрошенных измерений, представленных в TU.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления начало измерений, т. е. поле «Время начала» 304, 408, 432, определяются меньше, чем 8 битовым полем, используя только желаемое число, по меньшей мере, знаковые биты из 8 битового значения абсолютного времени, т. е. значением TSF таймера.
Кроме того, некоторые из, по меньшей мере, знаковых битов значения TSF таймера могут не быть использованы, если нет необходимости в наивысшем разрешении в 1 мкс. Например, если биты 36 - 5 используются, то наименьшее доступное разрешение 32 с, и определение их таким способом уменьшает сложность реализации.
Поскольку предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были изображены и описаны, то будет понятно специалистам в данной области, что могут быть сделаны различные изменения и модификации, и эквиваленты могут заместить его элементы без ухода от истинного объема настоящего изобретения. Например, абсолютное время привязки поддерживается во внешнем слое фрейма запроса измерений или во внутреннем слое индивидуального базового запроса элемента запроса измерений в любой комбинации с состоянием измерения. Кроме того, может быть сделано много модификаций для адаптации к определенной ситуации, такой как изменение формата фрейма и элементов, и раскрытие настоящего изобретения может быть адаптировано таким образом, чтобы быть эквивалентным без ухода от его объема. Поэтому имеется в виду, что настоящее изобретение не ограничивается определенными вариантами осуществления, изложенными как предпочтительные варианты, предполагаемые для осуществления настоящего изобретения, и, таким образом, настоящее изобретение включает все варианты осуществления, попадающие в объем определенной прилагаемой формулы изобретения.
Источники информации
1. IEEE 802.11 WG Номер ссылки ISO/IEC 8802-11:1999(E) IEEE стандарт 802.11, редакции 1999. Международный стандарт [для] Информационных технологий телекоммуникаций и обмена информацией между локальными системами и специальных сетевых запросов столичной зоны - часть 11: Беспроводные LAN средства управления доступом (MAC) и спецификации физического уровня (PHY). Нью-Йорк, США: Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, зарегистрированный как корпорация в 1999 г.
2. IEEE 802.11 WG IEEE стандарт 802.11h/D3, май 2003. Дополнительный проект к IEEE стандарту для информационных технологий - Телекоммуникации и Обмен информацией между системами - LAN/MAN специальные запросы - часть 11: Беспроводные средства управления доступом (MAC) и спецификации физического уровня (PHY): Расширение управления спектральной и передаточной мощностью в диапазоне 5 ГГц в Европе.
3. IEEE 802.11 WG IEEE стандарт 802.11k/D0.4, июль 2003. Дополнительный проект к IEEE стандарту для информационных технологий - Телекоммуникации и Обмен информацией между системами - LAN/MAN специальные запросы - часть 11: Беспроводные средства управления доступом (MAC) и спецификации физического уровня (PHY): Спецификации для измерений радио источников.