УЛУЧШЕННЫЙ МЕХАНИЗМ ОБНАРУЖЕНИЯ СЕРВИСА В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ
IMPROVED SERVICE DETECTION MECHANISM IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS

Уровень техники
Настоящее изобретение, в целом, относится к области беспроводной связи и, в частности, к обнаружению услуг, предоставляемых связанными поставщиками услуг, используя протоколы обнаружения Сервиса уровня 2.
Множество разнообразных устройств способно обеспечивать услуги, например услуги по печати, через беспроводные сети связи, работающие в соответствии со стандартизованными технологиями, такими как IEEE 802.11. Традиционно, эти устройства и/или услуги обнаруживаются с помощью протоколов обнаружения Сервиса уровня 3 (L3SD), например таких, как простой протокол обнаружения подключенных периферийных устройств на основе plug-and-play (SSDP - Simple Service Discovery Protocol), в котором для потребителей услуг требуется установить сквозное соединение уровня 3 с поставщиками услуг, для того, чтобы получить многоадресные сообщения, описывающие услуги, предоставляемые этими поставщиками услуг. Эти протоколы обнаружения Сервиса уровня 3 (L3SD) могут привести в результате к растянутым процессам присоединения к услугам по обнаружению.
Обнаружение Сервиса уровня 2 (L2SD) позволяет устройствам обнаруживать желаемые типы услуг, не устанавливая соединение уровня 3. Были сделаны попытки применить L2SD, действующую в некоторых стандартах беспроводной связи, таких как стандарт безопасной настройки беспроводной сети (WSP, Wi-Fi Protected Setup), соединение равноправных узлов компьютерной сети специальной группы по интересам (Peer 2 Peer Special Interest Group, P2P SIG) и Беспроводной гигабитный альянс (Wireless Gigabit Alliance, WGA).
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует пример сетевой архитектуры, в соответствии с различными аспектами настоящего раскрытия изобретения.
Фиг.2 иллюстрирует блок-схему, показывающую пример контроллера, в соответствии с различными аспектами настоящего раскрытия изобретения.
Фиг.3 является диаграммой последовательности процесса, иллюстрирующей пример процесса для обеспечения Обнаружения Сервиса уровня 2 (L2SD), в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4 является диаграммой последовательности процесса, иллюстрирующей другой пример процесса для обеспечения Обнаружения Сервиса уровня 2 (L2SD), в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Подробное описание
Определения
Слово «service» (сервис*, услуги) может использоваться взаимозаменяемо со словом «device» (устройство), или включать в себя «устройство».
Service provider (поставщик услуг): любое устройство, способное предоставлять услуги, такие как распечатка, через беспроводную среду (WM) для STA (станции).
Access Point, АР (точка доступа): любой объект, который имеет функциональность станции (STA) и обеспечивает доступ к службе трансляции сообщений через беспроводную среду (WM) для STA.
Mobile Station, мобильная станция (MS, MC): тип STA, который использует сетевую связь, и при этом находится в движении.
Станция (STA): любое устройство, которое содержит подуровень управления доступом к среде (MAC, medium-access control), совместимый со стандартом IEEE 802.11, и интерфейс протокола физического уровня (PHY, Physical layer protocol) к беспроводной среде (WM).
Беспроводная среда (WM): среда, используемая для применения при передаче единиц обмена протокола (PDU, Protocol Data Unit) между объектами одноранговых протоколов физического уровня (PHY) беспроводной локальной сети (LAN, local area network).
Обнаружения Сервиса уровня 2 (L2SD) является протоколом, который позволяет устройствам связи обнаруживать сетевой сервис, предоставляемый другими устройствами на уровне 2 эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI - open system interconnection Reference Model).
Обнаружения Сервиса уровня 3 (L3SD) является протоколом, который позволяет устройствам связи обнаруживать сетевой сервис, предоставляемый другими устройствами на уровне 3 эталонной модели взаимодействия открытых систем. Пример L3SD включает в себя универсальный plug and play "включай и работай" (UPnP), сеть без настройки (Zero configuration networking, ZeroConf) и простой протокол обнаружения подключенных периферийных устройств на основе plug-and-play (SSDP - Simple Service Discovery Protocol).
Описание
Различные варианты осуществления изобретения, раскрытые здесь, относятся к устройству и способу, которые способствуют эффективному обнаружению сервиса на втором уровне в системе беспроводной связи, в которой обеспечиваются услуги одного или более поставщиков услуг, к одной или более мобильных станций, взаимодействующих с контроллером. Система беспроводной связи работает в соответствии со стандартными протоколами, такими как стандарт безопасной настройки беспроводной сети (WSP, Wi-Fi Protected Setup), соединение равноправных узлов компьютерной сети специальной группы по интересам (Peer 2 Peer Special Interest Group, P2P SIG) и Беспроводной гигабитный альянс (Wireless Gigabit Alliance, WGA).
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, устройство и способ этого раскрываемого изобретения могут быть использованы для передачи от контроллера к взаимодействующим с ним мобильным станциям рекламного сообщения, включающего в себя элемент рекламной информации, обозначающий образование нового взаимодействия нового поставщика услуг, сконфигурированного таким образом, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, одну отдельную услугу. Рекламное сообщение может быть сконфигурировано, как одно из сообщений, транслируемых на уровне 2, например, такое как «Beacon frame» (сигнальный кадр) в стандарте IEEE 802.11. Элемент рекламной информации может быть закодирован в таком транслируемом сообщении. Элемент рекламной информации может включать в себя меньше битов по сравнению с тем элементом сервисной информации, который описывает услуги, обеспечиваемые поставщиками услуг. В некоторых вариантах осуществления изобретения, элемент рекламной информации может состоять из единственного двоичного бита.
При получении элемента рекламной информации мобильные станции могут передавать контроллеру запрос на обнаружение для дополнительной информации, относящейся к новым услугам. В ответ на запрос на обнаружение контроллер может передавать элемент сервисной информации, взаимодействующий с отдельной услугой, обеспечиваемой новым поставщиком услуг. Используя переданный элемент сервисной информации, запрашивающая мобильная станция может установить соединение высшего уровня с поставщиком услуг. Таким образом, элемент сервисной информации, относящийся к новому сервису, передается только к мобильной станции или станциям, передающим запрос на обнаружение, в ответ на элемент рекламной информации. Поскольку элемент рекламной информации, используемый в этом раскрытии изобретения, состоит из меньшего количества двоичных битов, по сравнению с элементом сервисной информации, и этот элемент сервисной информации не передается всем взаимодействующим мобильным станциям, то раскрываемый в изобретении механизм сервисного обнаружения может уменьшить количество данных, используемых для рекламы нового сервиса. Этот вариант осуществления изобретения может рассматриваться как «тяговая модель» ("pull model"), поскольку элемент сервисной информации обеспечивается в ответ на запрос на обнаружение из запрашивающей мобильной станции.
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, устройство и способ могут быть использованы для передачи элемента сервисной информации, основываясь на желаемом типе сервиса, зарегистрированного с помощью контроллера. Эта операция может рассматриваться как «толкающая модель» ("push model"), где элемент сервисной информации передается к мобильным станциям без проявления активности с их стороны. В этой толкающей модели контроллер может принимать от взаимодействующих с ним мобильных станций запрос на обнаружение для сервиса, включающего в себя желаемый тип сервиса и сохранение этого желаемого типа сервиса в памяти устройства, до тех пор пока соответствующий сервис, совпадающий с запросом на обнаружение, является активным. Если между контроллером и новым поставщиком услуг устанавливается новый тип взаимодействия, сконфигурированного таким образом, чтобы обеспечивать отдельный сервис, контроллер определяет, совпадает ли этот отдельный сервис с удерживаемым в памяти запросом на обнаружение, и в том случае, если это имеет место, передает совпадающий элемент сервисной информации к запрашивающей мобильной станции.
Фиг.1 иллюстрирует пример архитектуры системы 100, в соответствии с различными аспектами настоящего раскрытия изобретения. Система 100 может включать в себя контроллер 102, сконфигурированный таким образом, чтобы осуществлять беспроводную связь с взаимодействующими с ним мобильными станциями 106а, 106b и 106с (в дальнейшем называемыми «мобильные станции 106» или «МС 106»). Контроллер 102 может быть сконфигурирован как Access Point, АР (точка доступа) в стандарте IEEE 802.11, или как РСР (Private Coordinate Point) в стандартах WPAN (Wireless Personal Area Network - беспроводная персональная сеть), таких как 60 ГГц WPAN.
Контроллер 102 может также иметь проводные соединения, например, с поставщиками 108а и 108b услуг, а также беспроводные соединения, например, с поставщиком 108с услуг и компьютерной сетью 104. Эти поставщики 108а, 108b и 108с услуг в дальнейшем могут коллективно определяться как «поставщик 108 услуг». Поставщик 108 услуг может быть сконфигурирован, например, таким образом, чтобы он был периферией персонального компьютера, такой как принтер, мониторы и проекторы. Поставщик 108 услуг обеспечивает МС 106 различными видами услуг, например, такими, как печать, через беспроводную среду.
Фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей пример контроллера 102, в соответствии с различными аспектами настоящего раскрытия изобретения. Контроллер 102 может включать в себя, среди прочего, приемопередатчик 202, модуль 204 установления взаимодействия, регистрационный модуль 206 элемента сервисной информации (сервис IE), генерирующий модуль 208 элемента рекламной информации (рекламирование IE), модуль 210 обнаружения сервиса и модуль 212 памяти. Приемопередатчик 202 может передавать и принимать информацию от МС 106 через беспроводную среду. Например, приемопередатчик 202 может принимать запрос на обнаружение для желаемого сервиса от мобильной станции МС 106 и передавать МС 106 различные виды информации, включающие в себя элемент рекламной информации (рекламирование IE) и элемент сервисной информации (сервис IE). Элемент рекламной информации (рекламирование IE) может быть закодирован в сигнальном кадре. Приемопередатчик 202 может также принимать от взаимодействующего с ним поставщика 108 услуг запрос регистрации сервиса, включающий в себя сервис IE. Этот сервис IE может включать в себя подэлемент, например TLV, в котором кодируются услуги, предлагаемые запрашивающим поставщиком 108 услуг, и различные атрибуты, соответствующие этой услуге. Например, атрибуты сервиса IE включают в себя тип услуги, контекст (расположение), и удобное для пользователя имя. Эти атрибуты могут быть обеспечены сервисными приложениями более высокого уровня, взаимодействующими с запрашивающим поставщиком 108 услуг или его услугой. В одном варианте осуществления изобретения эти атрибуты могут быть сконфигурированы на основе пользовательского ввода.
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, регистрационный модуль 206 элемента сервисной информации (сервис IE) может принимать сервис IE, включенный в передачу от приемопередатчика 202, и регистрировать принятый сервис IE в модуле 212 памяти. Таким способом запрашивающий поставщик 108 услуг может регистрировать сервис IE с помощью контроллера 102 за счет отсылки запроса регистрации сервиса. После регистрации сервиса IE генерирующий модуль 208 элемента рекламной информации может генерировать рекламирование IE. В одном варианте осуществления изобретения рекламирование IE может быть объединено в «Beacon frame» (сигнальный кадр). Например, рекламирование IE может быть закодировано в поле сигнального кадра «Beacon frame», где поле состоит из единственного бита. Генерирующий модуль 208 рекламирования IE может устанавливать поле, например, на единицу «1», когда устанавливается регистрация нового сервиса IE. В противном случае поле остается в положении «0». Таким образом, новые доступные услуги могут рекламироваться с использованием рекламирования IE, состоящего из единственного бита, обозначающего существование нового активного сервиса.
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, модуль 210 обнаружения сервиса может осуществлять процесс обнаружения сервиса, в соответствии с запросом на обнаружение, полученным от МС 106 через приемопередатчик 202. Например, модуль 210 обнаружения сервиса может определять, совпадает ли какой-либо из типов сервиса, сохраняемых в памяти модуля 212 памяти, с желаемым типом сервиса, основываясь на запросе на обнаружение. Если идентифицированы один или более совпадающих типов сервиса, то соответствующие элементы сервисной информации (сервис IE) извлекаются из модуля 212 памяти и передаются к запрашивающей МС 106. После получения элементов сервисной информации (сервис IE) запрашивающая МС 106 может установить соединение с поставщиком 108 услуг (например, принтером), обеспечивающим совпадающий тип сервиса (например, услуги по печатанию), используя L3SD, например, такое как UPnP.
Фиг.3 является диаграммой последовательности процесса, иллюстрирующей пример процесса 300 для обеспечения Обнаружения Сервиса уровня 2 (L2SD), в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Различные операции по обработке, изображенные на диаграмме последовательности фигуры 3, описываются здесь более подробно. Описанные операции для диаграммы последовательности могут быть выполнены с использованием некоторых или всех системных компонентов, подробно описанных выше, и в некоторых вариантах осуществления изобретения различные операции могут выполняться в различной последовательности. В других вариантах осуществления изобретения дополнительные операции могут выполняться наряду с некоторыми или всеми операциями, показанными на изображенных диаграммах последовательности. В других вариантах осуществления изобретения одна или более операций могут выполняться одновременно. Соответственно, операции, как они проиллюстрированы на чертежах (и ниже описаны более подробно), являются примерами по своей природе, и в таком случае их не следует рассматривать как ограничивающие.
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, множество элементов сервисной информации (сервис IE), взаимодействующих с соответствующими поставщиками 108 услуг, регистрируются с помощью контроллера 102. Новый поставщик 108 услуг, элемент сервисной информации (сервис IE) которого не был зарегистрирован с помощью контроллера 102, может взаимодействовать с контроллером 102 во время операции 302. Поставщик 108 услуг может использовать ассоциативный запрос (Association Request), чтобы запросить новое взаимодействие с контроллером 102. В операции 304, после установления нового взаимодействия, сервис IE, взаимодействовавший с отдельным сервисом, обеспечиваемым новым поставщиком 108 услуг, может быть зарегистрирован в контроллере 102. В одном варианте осуществления изобретения сервис IE передается от поставщика 108 услуг к контроллеру 102 вместе с запросом регистрации сервиса и, в свою очередь, систематизируется таким образом, чтобы сохраняться в модуле 212 памяти. Элемент сервисной информации (сервис IE) может включать в себя тип сервиса, контекст (расположение), и удобное для пользователя имя, связанное с новым сервисом запрашивающего поставщика 108 услуг. Таким образом, информация, обозначающая тип сервиса, контекст (расположение), и удобное для пользователя имя, связанное с новым сервисом, сохраняется в модуле 212 памяти.
После установления регистрации нового сервиса IE, генерируется рекламирование IE и передается к взаимодействующей мобильной станции 106 во время операции 306. В одном варианте осуществления изобретения рекламирование IE может быть вставлено в сигнальный кадр «Beacon frame» за счет установки значения в поле сигнального кадра на «1». По существу, поле единственного бита в сигнальном кадре «Beacon frame» может обозначать существование нового сервиса. Сигнальный кадр «Beacon frame», в свою очередь, может транслироваться или передаваться через групповую передачу к взаимодействующей мобильной станции МС 106. Таким образом, вместо пересылки зарегистрированного элемента сервисной информации (сервис IE) существование нового сервиса рекламируется для взаимодействующей мобильной станции МС 106 за счет использования, например, поля единственного бита в сигнальном кадре «Beacon frame». МС 106 может принимать передаваемый элемент рекламной информации (рекламирование IE), и в ответ передавать запрос на обнаружение для дополнительной информации нового сервиса к контроллеру 102 через беспроводную среду, если существует такое желание. МС 106 может игнорировать рекламирование IE, если нет необходимости в новом дополнительном сервисе. В одном варианте осуществления изобретения мобильная станция МС 106 может определять передачу запроса на обнаружение, основываясь на пользовательской инструкции. Альтернативно или дополнительно, МС 106 может автоматически определять, следует ли запрос на обнаружение передавать на основе заранее заданных установок. Запрос на обнаружение может включать в себя желаемый тип услуги, например сервис по печатанию или сервис для монитора.
Во время операции 308 контроллер 102 принимает запрос на обнаружение от мобильной станции МС 106. Во время операции 310 элемент сервисной информации (сервис IE), соответствующий новому сервису, передается к мобильной станции МС 106 в ответ на запрос на обнаружение. Используя переданный элемент сервисной информации (сервис IE), MC 106 может устанавливать соединения верхнего уровня с поставщиками 108 услуг, которые могут обеспечивать идентифицированные типы услуг. Таким образом, поскольку элементы сервисной информации (сервис IE), включающие в себя различную информацию об обеспечиваемом сервисе, передаются только к мобильной станции MC 106, которая желает использовать дополнительные виды услуг, то может быть достигнут эффективный механизм обнаружения сервиса.
Фиг.4 является диаграммой последовательности процесса, иллюстрирующей другой показательный процесс 400 для обеспечения Обнаружения Сервиса уровня 2 (L2SD), в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Различные операции по обработке, изображенные на диаграмме последовательности фигуры 4, описываются здесь более подробно. Описанные операции для диаграммы последовательности могут быть также выполнены с использованием некоторых или всех системных компонентов, подробно описанных выше. В одном варианте осуществления изобретения множество элементов сервисной информации (сервис IE), взаимодействующих с соответствующими поставщиками 108 услуг, регистрируются с помощью контроллера 102. Во время операции 402 мобильная станция MC 106 может передавать запрос на обнаружение для желаемого сервиса к контроллеру 102 перед приемом какого-либо элемента рекламной информации (рекламирование IE), или независимо от него. Запрос на обнаружение может включать в себя один или более подэлементов дешифрующего устройства, обозначающих тип желаемого сервиса или тип устройства.
Во время операции 404, после приема контроллером 102 запроса на обнаружение, определяется, является ли доступным какой-либо из совпадающих видов сервиса. В одном варианте осуществления изобретения тип желаемого сервиса, включенный в запрос на обнаружение, может сравниваться с типами сервиса, зарегистрированными в модуле 212 памяти. Модуль 212 памяти может включать в себя множество элементов сервисной информации (сервис IE), взаимодействующих с существующими поставщиками 108 услуг. Если в результате сравнения идентифицированы один или более совпадающих типов сервиса, то элементы сервисной информации (сервис IE), соответствующие идентифицированным типам сервиса, вызываются из модуля 212 памяти и передаются к запрашивающей мобильной станции MC 106. С другой стороны, если совпадающий тип сервиса не найден в модуле 212 памяти, то ответ, обозначающий отсутствие совпадающего типа сервиса, передается как сообщение запроса на обнаружение к запрашивающей мобильной станции MC 106. Параллельно с передачей запроса на обнаружение, желаемый тип сервиса сохраняется в контроллере 102.
Если новый поставщик 108 услуг, который не зарегистрировал свой элемент сервисной информации (сервис IE), начинает взаимодействовать с контроллером 102 во время операции 406, тогда новый сервис IE может быть зарегистрирован контроллером 102 по запросу нового поставщика 108 услуг во время операции 408. Во время операции 410, после регистрации нового сервиса, может быть выполнен новый процесс сравнения, чтобы определить, совпадает ли новый зарегистрированный элемент сервисной информации (сервис IE) с сохраняемым типом сервиса. Если новый элемент сервисной информации (сервис IE) совпадает с сохраненным желаемым типом сервиса, то сервис IE передается к мобильной станции МС 106, которая ранее зарегистрировала желаемый тип сервиса. Используя переданный сервис IE, МС 106 может установить соединение верхнего уровня с поставщиком 108 услуг, обеспечивающим совпадающий тип сервиса. С другой стороны, в том случае, если новый элемент сервисной информации (сервис IE) не совпадает с сохраненным желаемым типом сервиса, то контроллер 102 продолжает сохранять желаемый тип сервиса. Этот процесс сравнения может быть выполнен неоднократно, до тех пор пока поставщик 108 услуг, способный обеспечить желаемый тип сервиса, взаимодействует с контроллером 102.
Таким образом, мобильной станции МС 106 разрешается регистрировать желаемый тип сервиса с помощью контроллера 102, и она может принимать элементы сервисной информации (сервис IE), совпадающие с зарегистрированным типом сервиса, как только поставщик 108 услуг, сконфигурированный таким образом, чтобы обеспечивать такой совпадающий сервис, взаимодействует с контроллером 102, без какого-либо отдельного запроса нового поставщика 108 услуг.
Кроме того, различные варианты осуществления изобретения этого раскрытия изобретения могут быть выполнены в виде аппаратной части, программно-аппаратных средств, программных средств или в любой подходящей комбинации из этих средств. Аспекты этого раскрытия изобретения могут быть также применены как инструкции, сохраняемые в машинно-считываемой среде, которые могут быть считаны и выполнены с помощью одного или более процессоров. Машинно-считываемая среда может включать в себя любой механизм для сохранения или передачи информации в такой форме, которая может считываться машиной (например, компьютерным устройством). Машинно-считываемая среда может включать в себя, например, постоянное запоминающее устройство, запоминающее устройство с произвольной выборкой, запоминающее устройство на магнитных дисках, запоминающее устройство на компакт-диске, устройство флэш-памяти, и другие. Кроме того, программно-аппаратные средства, программные средства, подпрограммы или инструкции могут быть описаны здесь в терминах специфических показательных вариантов осуществления изобретения, которые могут выполнять определенные действия. Однако будет очевидно, что такие описания служат только для удобства, и что такие действия, фактически, являются результатом работы компьютерных устройств, процессоров, контроллеров, или других устройств, выполняющих программы программно-аппаратных средств, программных средств, подпрограммы, или инструкции.
Различные варианты осуществления изобретения описываются здесь как включающие в себя отдельный признак, структуру, или характеристику, но каждый аспект или вариант осуществления изобретения необязательно может включать в себя отдельный признак, структуру, или характеристику. Кроме того, когда отдельный признак, структура, или характеристика описывается во взаимодействии с вариантом осуществления изобретения, то будет понятно, что такие признак, структура, или характеристика могут быть включены сюда во взаимодействии с другими вариантами осуществления изобретения, являются ли они подробно описанными или нет. Таким образом, различные изменения и модификации могут быть выполнены по отношению к этому раскрытию изобретения, не выходя за рамки объема и сущности описанной здесь идеи изобретения. По существу, описание и чертежи следует рассматривать только в качестве примеров, а объем идеи изобретения должен быть определен исключительно с помощью прилагаемой формулы изобретения.