СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ КОНФЛИКТОВ В СЕТЯХ РАДИОСВЯЗИ
METHODS AND APPARATUS FOR REDUCING CONFLICTS IN RADIO COMMUNICATION NETWORKS

Область техники, к которой относится изобретение
Варианты настоящего изобретения относятся к области радиосвязи. Более конкретно, эти варианты относятся к уменьшению конфликтов между передачами радиопередатчиков и радиоприемниками, работающими в разных полосах.
Предпосылки к созданию изобретения
В системах согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас, когда выделена полоса удвоенной ширины, половина этой полосы определена в качестве первичного канала, а другая половина - в качестве вторичного канала. Например, канал с шириной полосы 40 МГц составлен из первичного канала шириной 20 МГц и вторичного канала шириной 20 МГц. Для обеспечения возможности сосуществования устройств согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас спецификации этих стандартов определили правила доступа к свободному каналу (Clear Channel Assessment (CCA)) для обоих - первичного и вторичного, каналов для систем согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает вариант примера сети радиосвязи, содержащей несколько устройств связи;
Фиг. 1А показывает вариант преамбулы для установления связи между устройствами радиосвязи;
Фиг. 1В показывает альтернативный вариант преамбулы для установления связи между устройствами радиосвязи;
Фиг. 1С показывает вариант поля сигнала;
Фиг. 1D показывает вариант детектора защитного интервала для установления связи между устройствами радиосвязи;
Фиг. 2 показывает вариант устройства для определения защитного интервала с целью уменьшения конфликтов между передачами радиопередатчиков и радиоприемниками, работающими в разных полосах;
Фиг. 3 показывает вариант логической схемы способа уменьшения конфликтов между передачами радиопередатчиков и радиоприемниками, работающими в разных полосах; и
Фиг. 4 показывает вариант логической схемы способа уменьшения конфликтов между передачами радиопередатчиков и радиоприемниками, работающими в разных полосах.
Подробное описание вариантов
Ниже приведено подробное описание новых вариантов, показанных на прилагаемых чертежах. Однако объем предлагаемых подробностей не предназначен для ограничения возможных вариаций описываемых здесь вариантов; напротив, Формула изобретения и подробное описание охватывают все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие в пределы смысла и объема настоящего изобретения, как они определены прилагаемой Формулой изобретения. Приведенное ниже подробное описание имеет целью сделать такие варианты понятными даже для рядового специалиста в рассматриваемой области.
Системы согласно стандарту Института инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers) (IEEE) 802.11 ah находятся в стадии разработки стандартизации. На сегодня определена полоса шириной 1 МГц, а также ряд тактируемых полос согласно стандарту IEEE 802.11 ас, а именно 2, 4, 8 и 16 МГц. Ширину полосы 1 МГц нельзя вывести из скоростей передачи данных согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас, так что режим с этой шириной полосы может быть спроектирован более или менее независимо. В системах согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас, когда выделена полоса удвоенной ширины, половина этой полосы определена в качестве первичного канала, а другая половина - в качестве вторичного канала. Например, канал с шириной полосы 40 МГц составлен из первичного канала шириной 20 МГц и вторичного канала шириной 20 МГц. Для обеспечения возможности сосуществования устройств согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас спецификации этих стандартов определили правила доступа к свободному каналу (Clear Channel Assessment (CCA)) для обоих - первичного и вторичного, каналов для систем согласно стандартам IEEE 802.11 n/ас.
Функция доступа к свободному каналу (ССА) может представлять собой логическую функцию физического уровня (PHY), определяющую текущее состояние использования линии радиосвязи. Функция ССА определит состояние занятости линии, когда механизм контроля несущей/доступа к свободному каналу (carrier sense/clear channel assessment (CS/CCA)) определит состояние занятости канала. Для классов работы, требующих применения функции ССА в сочетании с функцией контроля присутствия энергии постороннего сигнала в канале (CCA-Energy Detect (CCAED)), функция ССА также определит состояние занятости линии, когда функция CCA-ED обнаружит состояние занятости канала.
Аналогично, устройства, такие как устройства согласно стандарту IEEE 802.11 ah, должны иметь заданные правила определения доступа ССА. Устройства согласно стандарту IEEE 802.11 ah значительно отличаются от устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ас в том, что для этих устройств отношение времени, потраченного на передачу данных, к времени, потраченному на передачу преамбулы, значительно меньше. Другими словами, отношение времени передачи преамбулы к времени передачи данных для устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ас намного больше соответствующего отношения для устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ah. В результате, маломощные устройства согласно стандарту IEEE 802.11 ah с намного большей вероятностью «пробуждаются» из энергосберегающего режима посреди интервала передачи данных во время передачи пакетов данных, чем во время интервала передачи преамбулы в ходе такой передачи пакетов данных. В таких ситуациях правила доступа ССА для устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ас могут привести к увеличению вероятности конфликтов, когда устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ah пробуждаются из энергосберегающего режима в активное состояние или в активный режим.
Кроме того, при использовании полосы 1 МГц, занимающей половину полосы 2 МГц, возможно четверть полосы 4 МГц, одну восьмую полосы 8 МГц и одну шестнадцатую полосы 16 МГц, возникают новые ситуации сосуществования с устройствами согласно стандарту IEEE 802.11 ah. Согласно стандарту IEEE 802.11 n/ас, при использовании полосы 40 МГц, например, устройства, работающие в полосе 20 МГц, могут декодировать обе половины поля сигнала шириной 40 МГц. Этот факт накладывает новые ограничения при проектировании функции ССА для устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ah и других устройств в аналогичных ситуациях.
Одной из целевых сфер применения устройств согласно стандарту IEEE 802.11 ah являются маломощные устройства, находящиеся в энергосберегающем режиме большую часть времени. Для таких устройств вероятность иметь синхронизированный таймер вектора распределения сети (вектор распределения сети (NAV)) мала. Вектор NAV представляет собой поддерживаемый каждой станцией (STA) индикатор периодов времени, когда эта станция STA не инициирует передачи по линии радиосвязи, независимо от того, определила ли функция доступа к свободному каналу (ССА) на этой станции STA, что линия радиосвязи занята. Поэтому некоторые варианты могут реализовать логику функции ССА, учитывающую более высокую вероятность пробуждения в середине передачи данных.
Варианты могут содержать логические модули для уменьшения конфликтов между передачами радиопередатчиков и радиоприемниками, работающими в разных полосах. Во многих вариантах приемники могут быть способны принимать и детектировать сигналы, передаваемые в более широкой и/или в более узкой полосе. В некоторых вариантах приемники содержат логические модули ССА, имеющие детектор защитного интервала или детектор циклического префикса для обнаружения передач по первичному каналу. Многие варианты содержат логические модули ССА, осуществляющие обнаружение защитного интервала (guard interval (GI)) в первичном канале в дополнение к обнаружению начала пакета данных и измерению энергии в первичном канале.
В некоторых вариантах логические модули ССА могут также осуществлять обнаружение интервала GI во вторичном канале или в одном или нескольких непервичных каналах. Например, приемник с полосой 2 МГц может иметь детектор защитного интервала для обнаружения сигналов с шириной полосы 1 МГц в первичном канале шириной 1 МГц и во вторичном канале шириной 1 МГц в составе канала шириной 2 МГц на первичной частоте, например, 900 МГц.
Во многих вариантах работа детектора защитного интервала может быть принята в качестве части работы функции ССА, осуществляемой логическим модулем ССА, или может быть связана с логическим модулем ССА. В других вариантах детектор защитного интервала может быть реализован независимо от работы функции ССА. Когда какое-либо устройство будет готово передать пакет данных, это устройство может определить, вышло ли оно только что из энергосберегающего режима, и является ли недействительным или истекшим интервал его таймера NAV. Если оба тезиса справедливы, устройство может также осуществить обнаружение интервала GI с использованием логического модуля, такой как детектор 1200 защитного интервала, показанный на Фиг. 1D, в первичном канале полосы частот устройства. Отметим, что нормальная процедура обнаружения начала пакета данных требует одного символа с ортогональным частотным уплотнением (OFDM-символа) для определения короткого поля настройки (short training field (STF)). Однако, как показывают результаты моделирования, для надежного определения интервала GI, которое могло бы обеспечить уровень чувствительности, сопоставимый с обнаружением начала пакета данных, требуются N=4 символа (см. Фиг. 1D). В таких вариантах продолжительность N=4 символов может быть эквивалентна короткому межкадровому промежутку (short interframe space (SIFS)), так что здесь может не быть требования каких-либо новых ограничений времени для работы функции ССА.
В некоторых вариантах детектор защитного интервала может иметь антенну для приема широкополосного сигнала. Такие варианты могут содержать логические модули для выбора поднесущих первичного канала из широкополосного сигнала. Во многих вариантах осуществляют корреляцию сигнала первичного канала с задержанной версией этого же сигнала, чтобы сравнить пики корреляции и определить, превышают ли один или несколько пиков пороговый уровень корреляции. На основе результатов такого сравнения детектор защитного интервала может передать на выход сигнал индикации, обнаружен ли сигнал первичного канала. В некоторых вариантах в случае обнаружения защитного интервала в первичном канале принимающее устройство может отсрочить передачи, чтобы избежать конфликтов с найденным сигналом.
Некоторые варианты могут предоставлять, например, услуги «интеллектуальной» сети и датчиков в помещении и/или снаружи. Например, некоторые варианты могут служить датчиками для измерения потребления электроэнергии, воды, газа и/или других коммунальных услуг в доме или в группе домов в конкретной области и передавать по радио информацию о потреблении этих услуг на подстанцию учета. Другие варианты могут использовать датчики для контроля состояния здоровья в домашних условиях, в клиниках или госпиталях с целью мониторинга событий, относящихся к состоянию здоровья, и показателей жизнедеятельности для пациентов, таких как обнаружение падений, контроль приема лекарств и наличия этих лекарств, мониторинг веса, контроль явлений апноэ во сне, уровня сахара в крови, сердечных ритмов и других подобных показателей. Варианты, предназначенные для использования в таких службах, обычно требуют намного более низких скоростей передачи данных и намного более низкого (ультранизкого) потребления энергии, чем устройства для систем согласно стандартам IEEE 802.11 n/ac.
Функции, выполняемые логическими блоками, модулями, устройствами и интерфейсами, могут быть реализованы аппаратно и/или посредством программного кода. Аппаратура и/или код может содержать загружаемое программное обеспечение, встроенное программное обеспечение, микрокоды, процессоры, конечные автоматы, чипсеты или сочетания таких компонентов, рассчитанные на реализацию необходимых функций.
Варианты могут способствовать радиосвязи. Некоторые варианты могут интегрировать маломощную радиосвязь, такую как Bluetooth, локальные сети радиосвязи (wireless local area network (WLAN)), городские сети радиосвязи (wireless metropolitan area network (WMAN)), персональные сети радиосвязи (wireless personal area network (WPAN)), сети сотовой связи, сети согласно стандарту IEEE 802.11-2012, IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications (http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2012.pdf), сетевые системы связи, системы передачи сообщений и интеллектуальные смарт-устройства, чтобы способствовать взаимодействию между такими устройствами. Кроме того, некоторые беспроводные варианты могут содержать по одной антенне, тогда как другие варианты могут использовать несколько антенн.
На Фиг. 1 представлен вариант системы 1000 радиосвязи. Эта система 1000 радиосвязи содержит устройство 1010 связи, которое посредством кабельной линии или по радио соединено с сетью 1005 связи. Это устройство 1010 связи может осуществлять связь по радио с несколькими устройствами связи 1050 и 1055 через сеть 1005 связи. Устройства 1010, 1030, 1050 и 1055 связи могут представлять собой датчики, станции, точки доступа, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, компьютеры, портативные компьютеры, компьютеры-ноутбуки, сотовые телефоны, персональные цифровые помощники (PDA (Personal Digital Assistant)) или другие устройства, способные осуществлять радиосвязь.
Устройства 1010, 1030 и 1055 связи могут работать в полосе 2, 4 или 8 МГц, а устройство 1050 связи может работать в полосе 1 МГц. При использовании полосы 1 МГц, занимающей половину полосы 2 МГц, приходится решать проблемы сосуществования, когда, например, работа в полосе 2 МГц накладывается на два канала шириной по 1 МГц каждый, например, первичный канал и вторичный канал.
В некоторых вариантах проблемы сосуществования можно ослабить посредством использования правил назначения первичного и непервичных каналов. В базовом наборе служб (basic service set (BSS)) для полосы 2 МГц, например, правила могут устанавливать, что сигнал с частотой 1 МГц может быть допустим только на нижней (низкочастотной) стороны этой полосы (нижний диапазон 1 МГц), именуемой первичным каналом, для набора BSS с полосой 4/8/16 МГц, когда первичный канал 2 МГц находится на самой нижней границе всей полосы, тогда сигнал 1 МГц может быть допустим только на верхней (высокочастотной) стороне первичного канала 2 МГц. В соответствии с этим устройство с полосой 2 МГц может, например, определить передачи с частотой 1 МГц путем осуществления функции доступа к свободному каналу (ССА) в заданной нижней (или верхней) части своей полосы перед тем, как начать свою передачу, и, следовательно, избежать конфликта. Отметим, что устройство с полосой 2 МГц может быть способно принимать сигнал 1 МГц, выбирая свой первичный или вторичный подканал.
Когда устройство, такое как устройство 1030 связи, выходит из энергосберегающего режима в какой-либо другой режим, логический модуль 1041 для осуществления функции ССА может выполнить измерения канала, и наиболее вероятно, что его измерения ССА не совпадут с моментом начала передачи пакета данных другим устройством, а попадут куда-то в среднюю часть передачи. В такой ситуации логический модуль 1041 ССА может содержать детектор защитного интервала, такой как детектор 1042 защитного интервала, для определения защитного интервала (GI) параллельно с обнаружением момента начала передачи пакета данных (start of the packet (SOP)) и измерением энергии (energy detection (ED)) в первичном канале, таком как верхняя или нижняя часть шириной 1 МГц в составе канала с шириной полосы 2 МГц.
Как показано на схеме детектора 1200 защитного интервала (GI), представленной на Фиг. 1D, к принимаемому сигналу применяется известный алгоритм обнаружения циклического префикса (Cyclic-Prefix (CP)) (или интервала GI) посредством поиска идентичных передач длинной 4 мкс после интервала 1214 задержки длиной 32 мкс. Отметим, что детекторы 1042 и 1200 защитного интервала описаны применительно к работе в устройствах с шириной полосы 2 МГц, но могут быть также применены в устройствах с другой шириной полосы, такой как 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц. В некоторых вариантах устройства с шириной полосы 2 МГц применяют дополнительную фильтрацию частоты 1 МГц для выбора первичного канала шириной 1 МГц или вторичного канала шириной 1 МГц. Устройства, такие как устройства связи 1010, 1030 и 1055 (для работы в полосе 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и/или 16 МГц) могут не нуждаться в фильтрации, поскольку эти устройства могут выбрать подканалы из состава более широкополосного канала. Детектор 1042 и 1200 защитного интервала может быть реализован в первичном канале в дополнение к вторичному каналу.
Отметим, что в стандарте IEEE 802.11 ah OFDM-символ может быть длиной 32 мкс. Во многих вариантах 1/4 или 1/8 часть OFDM-символа во временной области копируют и вставляют в начало передачи в качестве префикса CP, который может называться длинным интервалом GI (Long GI) или коротким интервалом GI (Short GI), соответственно. Детектор 1042 защитного интервала может обнаружить такую идентичную передачу. Во многих вариантах такое обнаружение может быть произведено посредством корреляции сигнала с задержанной версией этого сигнала и поиска пиков корреляции, превосходящих известную пороговую величину. В случае, когда приемник является устройством с полосой 2 МГц, сначала сигнал обрабатывается в высокочастотном входном блоке и производится ограничение полосы сигнала (с использованием аналоговой или цифровой фильтрации или схем выбора подканала) до 1 МГц.
Когда устройство, такое как устройство 1030 связи, готово к передаче пакета данных, это устройство 1030 связи может определить, вышло ли оно уже из энергосберегающего режима в активный режим, и истекло ли время, отсчитываемое таймером NAV. Если и то, и другое справедливо, устройство 1030 связи может выполнить обнаружение интервала GI с использованием логического модуля, такой как детектор 1042 защитного интервала.
Этот детектор 1042 защитного интервала в составе устройства 1030 связи может определить защитный интервал (или циклический префикс) в передаче, такой как передача в полосе 1 МГц, посредством приемника, такого как приемник с полосой 4 МГц, чтобы избежать конфликта. Этот детектор 1042 защитного интервала применяет способ обнаружения такого интервала, использующий защитный интервал (GI) OFDM-символа. Известно, что OFDM-символ содержит повторение части сигнала, считающееся интервалом GI. Детектор 1042 интервала GI использует обнаружение, например, интервала GI сигнала шириной 1 МГц в полосе сигнала 2 МГц. Обнаружив такой сигнал, устройство с шириной полосы 2 МГц распознает текущую передачу в полосе 1 МГц и потому воздержится от передач. Такой способ позволяет избежать конфликтов передач в полосе 2 МГц с текущими передачами в полосе 1 МГц.
Например, устройство 1010 связи может представлять собой подстанцию для учета потребления воды в расположенных поблизости домах. Каждый из домов в окрестностях подстанции может иметь устройство связи, такое как устройство 1030 связи, которое может быть интегрировано или связано со счетчиком для учета потребления воды. Периодически устройство 1030 связи может «пробуждаться» из энергосберегающего режима и инициировать связь с подстанцией учета с целью передачи данных относящихся к потреблению воды. Сначала устройство 1030 связи может проверить канал связи, чтобы определить, свободен ли канал, перед тем, как начать передачу. Если устройство 1030 связи только-только вышло из энергосберегающего режима, оно может не быть в активном режиме, чтобы принять начало пакета данных (SOP) из состава текущей передачи. Другими словами, существует вероятность, что устройство 1030 связи пробудится в середине передачи данных между другими устройствами связи, такими как устройства 1050 и 1055.
После определения, что устройство 1030 связи пробудилось из энергосберегающего режима, это устройство 1030 может проверить, имеется ли у него обновленный вектор распределения сети (NAV). Например, устройство 1030 связи, как маломощное устройство, может проверить вектор NAV и определить, что ему нужно перейти в энергосберегающий режим и дождаться момента, когда приблизительно истечет интервал, отсчитываемый таймером вектора NAV, с целью сбережения энергии. После пробуждения устройство 1030 связи может вызвать неистекший вектор NAV, чтобы определить, когда должна закончиться текущая передача. Если интервал таймера вектора NAV еще не истек, логический модуль 1041 ССА в составе устройства 1030 связи может контролировать линию связи для обнаружения начала пакета данных и энергии, указывающей присутствие передачи сигнала, чтобы определить, когда линия будет свободна прежде, чем начать передачу.
С другой стороны, если интервал таймера вектора NAV истек, устройство 1030 связи может осуществить процедуру обнаружения интервала GI в первичном канале в дополнение к и параллельно обнаружению начала пакета данных и измерению энергии, чтобы определить, что линия связи не занята. Процедура обнаружения начала пакета данных может определить самый низкий уровень сигнала за кратчайшее время благодаря детектированию поля STF. Но если устройство пробудится в середине пакета данных, оно пропустит преамбулу (или начало пакета) и, следовательно, встанет перед выбором между измерением энергии или обнаружением интервала GI. Отметим, что во многих вариантах обнаружение интервала GI в первичном канале может позволить обнаружить более слабые сигналы, чем измерение энергии. Например, процедура измерения энергии может измерить энергию шумового фона, причем этот шумовой фон может оказаться неотличим от сигнала посредством детектора энергии, вследствие чего пороговый уровень энергии для принятия решения, что был измерен именно сигнал, может быть задан относительно высоким, таким как -75 дБм (дециБел измеренной мощности). Процедура обнаружения начала пакета данных позволяет измерять сигналы с уровнями -92 дБм или -98 дБм или более, а детектор 1042 интервала GI может определять сигналы в непервичных каналах, имеющие уровни мощности -92 дБм, например. Во многих вариантах детектор 1042 интервала GI может в первичном канале обнаруживать более слабые сигналы, чем способен определить детектор энергии, что уменьшает вероятность конфликта между сигналом, передаваемым устройством 1030 связи, и сигналом другого устройства, ведущего текущую передачу в момент, когда устройство 1030 связи пробуждается из энергосберегающего режима. Следовательно, некоторые варианты обладают преимуществом снижения энергопотребления в устройствах путем реализации логического модуля 1041 ССА с детектором интервала GI в первичном канале.
В других вариантах устройство 1010 связи может способствовать выгрузке данных. Например, устройства связи, представляющие собой маломощные датчики, могут использовать схемы выгрузки данных в другое устройство связи, например, через Wi-Fi, в сеть сотовой связи и т.п., чтобы уменьшить потребление энергии, расходуемой при ожидании доступа, например, к станции учета и/или увеличении степени доступности полосы. Устройства связи, принимающие данные от датчиков, такие как станции учета, могут использовать схемы выгрузки данных в другое устройство связи, например, через Wi-Fi, в сеть сотовой связи и т.п., чтобы уменьшить перегрузку сети 1005 связи.
Сеть 1005 связи может представлять собой соединение нескольких сетей связи. Например, сеть 1005 связи может осуществлять связь с глобальной сетью связи, такой как Интернет, или с сетью интернет, и может соединять локальные устройства, связанные кабельными или беспроводными линиями связи, через один или несколько концентраторов, маршрутизаторов или коммутаторов. В рассматриваемом варианте сеть 1005 связи осуществляет связь с устройствами 1010, 1030, 1050 и 1055 связи.
Устройства 1010 и 1030 связи содержат запоминающие устройства 1011 и 1031 и логические модули 1018 и 1038 подуровня управления доступом к среде (medium access control (MAC)), соответственно. Эти запоминающие устройства 1011, 1031, такие как динамические запоминающие устройства с произвольной выборкой (DRAM), могут сохранять кадры, преамбулы и структуры 1014 преамбул или их части. Кадры, именуемые также единицами данных протокола MAC-уровня (MAC layer protocol data units (MPDU)), и структуры 1014 преамбул могут устанавливать и поддерживать синхронизированную связь между передающим устройством и приемным устройством. Структуры 1014 преамбул могут также устанавливать формат связи и скорость передачи данных. В частности, преамбулы, генерируемые или определяемые на основе структур 1014 преамбул, могут настраивать, например, антенные решетки 1024 и 1044 для связи между станциями, устанавливать схемы модуляции и кодирования для связи, полосу или полосы для связи, длину вектора передачи (TXvector), применение формирования диаграммы направленности и т.п.
Логические модули 1018, 1038 МАС-подуровня могут генерировать кадры, а логический модуль 1025 физического уровня (PHY) может генерировать единицы данных физического уровня (physical layer data units (PPDU)). Более конкретно, модули 1012, 1032 формирования кадров могут генерировать кадры, а модули формирования единиц данных в составе логических модулей PHY-уровня, таких как логический модуль 1025 PHY-уровня, могут генерировать единицы PPDU. Модули формирования единиц данных могут генерировать единицы PPDU путем инкапсуляции полезных нагрузок, содержащих кадры, формируемые модулями формирования кадров, таких как данные 1015. Перед тем, как передать данные, эти модули формирования единиц данных могут вставить защитные интервалы (GI) 1016 в преамбулу и в данные 1015. Логический модуль вставки интервалов GI может вставлять интервалы GI 1016 в единицы PPDU между OFDM-символами с целью ослабления или потенциально исключения межсимвольных помех (inter-symbol interference (ISI)), которые могут возникать из-за многолучевого искажения. Интервалы GI 1016 могут также исключать необходимость в применении фильтра, формирующего импульсы, и уменьшить чувствительность приемопередатчика RX/TX 1020 к проблемам синхронизации по времени. Предположив, что между каждыми двумя символами вставлен интервал GI длиной в 1/8 длины символа, можно избежать помех ISI, если разброс времени из-за многолучевого распространения (время между моментом приема первого эхо-сигнала и моментом приема последнего эхо-сигнала) меньше ширины интервала GI.
Во многих вариантах во время интервалов GI 1016 передают циклический префикс (CP). Этот префикс CP может содержать конечную часть символа с ортогональным частотным уплотнением (orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)), скопированную в интервал GI, причем этот интервал GI вставляют и передают перед OFDM-символом. Одна из причин, почему защитный интервал может содержать копию конечной части OFDM-символа, состоит в том, что приемник должен интегрировать сигнал по целому числу периодов синусоидального сигнала для каждого из нескольких путей распространения сигнала («лучей»), когда приемник осуществляет демодуляцию сигнала с ортогональным частотным уплотнением (OFDM) с использованием для этой демодуляции быстрого преобразования Фурье (FFT).
В рассматриваемом варианте формирователи единиц данных могут инкапсулировать кадры с преамбулами на основе структур 1014 преамбул для снабжения префиксами полезных нагрузок, таких как данные 1015, для передачи по одному или нескольким высокочастотным каналам связи. Функция формирователей единиц данных состоит в сборке групп битов данных в кодовые слова или символы, образующие преамбулы, равно как и полезные нагрузки, так что эти символы могут быть преобразованы в сигналы для передачи через антенные решетки 1024 и 1044, соответственно.
Каждый формирователь единиц данных может передавать структуру 1014 преамбулы, содержащую поле сигнала, и сохранять преамбулы, сформированные на основе этой структуры 1014 преамбулы, в запоминающем устройстве 1011, 1031 во время формирования этих преамбул и/или после того, как они будут сформированы. В рассматриваемом варианте структура 1014 преамбулы может содержать одно короткое поле настройки (STF) и одно длинное поле настройки (LTF) перед полем сигнала и данными 1015. Поле STF и поле LTF могут настраивать антенные решетки 1024 и 1044 для связи одной с другой посредством измерений параметров связи, таких как измерения относительных вариаций частоты, амплитуды и фазы между квадратурными сигналами. В частности, поле STF может быть использовано для обнаружения пакетов данных, автоматической регулировки усиления и грубой оценки частоты. Поле LTF может быть использовано для оценки характеристики канала, синхронизации и точной оценки частоты применительно к пространственному каналу.
Поле сигнала содержит данные, относящиеся к установлению связи, включая, например, биты, представляющие схему модуляции и кодирования (modulation and coding scheme MCS), ширину полосы, длину, формирование диаграммы направленности, пространственно-временное блочное кодирование (space time block coding (STBC)), агрегирование, короткий защитный интервал (Short GI), циклически избыточный контрольный код (cyclic redundancy check (CRC)) и «хвостовую» часть. В некоторых вариантах поле сигнала может содержать указание схемы MCS модуляции и кодирования, включая двоичную фазовую манипуляцию (Binary Phase-Shift Keying (BPSK)) с кодовой скоростью 1/2 или 256-уровневую квадратурную амплитудную модуляцию (Quadrature Amplitude Modulation) (256-QAM) с кодовой скоростью 3/4. В других вариантах поле сигнала содержит указание способа модуляции, такого как квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом (Staggered-Quadrature, Phase-Shift Keying (SQPSK)). Во многих вариантах параметр MCS устанавливает связь с несколькими - от 1 до 4, пространственными потоками.
Каждое из устройств 1010, 1030, 1050 и 1055 связи может содержать приемопередатчик (RX/TX), такой как приемопередатчики (RX/TX) 1020 и 1040. Каждый приемопередатчик имеет радио модуль, содержащий радиопередатчик и радиоприемник. Каждый радиопередатчик накладывает цифровые данные на высокочастотный сигнал для передачи данных посредством электромагнитного излучения. Радиоприемник принимает высокочастотное электромагнитное излучение и выделяет эти цифровые данные из принятого излучения. Фиг. 1 может показывать несколько различных вариантов и в том числе систему с несколькими входами и несколькими выходами (Multiple-Input, Multiple-Output (MIMO)) с, например, четырьмя пространственными потоками, а также может показывать «вырожденные» варианты такой системы, в которых одно или несколько устройств 1010, 1030, 1050 и 1055 содержат приемник и/или передатчик с единственной антенной, и в том числе систему с одним входом и одним выходом (Single-Input, Single Output (SISO)), систему с одним входом и несколькими выходами (Single-Input, Multiple Output (SMO)) и систему с несколькими входами и одним выходом (Multiple-Input, Single Output (MISO)). Система 1000 радиосвязи, показанная на Фиг. 1, должна представлять систему согласно стандарту IEEE 802.11 ah. Аналогично, устройства 1010, 1030, 1050 и 1055 должны представлять устройства согласно стандарту IEEE 802.11 ah, хотя заявляемые здесь варианты могут содержать устройства связи других типов.
Во многих вариантах приемопередатчики 1020 и 1040 применяют ортогональное частотное уплотнение (orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)). Такое уплотнение OFDM представляет собой способ кодирования цифровых данных с переносом на несколько частот несущих. Способ OFDM представляет собой схему частотного уплотнения, используемую в качестве способа цифровой модуляции множества несущих. Для передачи данных здесь используется большое число близко расположенных (на оси частот) один к другому ортогональных сигналов поднесущих. Данные разбивают на несколько параллельных потоков данных или каналов, по одному на каждую поднесущую. Каждую поднесущую модулируют с применением схемы модуляции с низкой скоростью передачи символов, поддерживая общую скорость передачи данных аналогично обычным схемам модуляции одной несущей в такой же полосе.
Система OFDM использует несколько несущих или «тональных сигналов», «тонов» для осуществления таких функций, как передача данных, пилот-сигналов, защитных сигналов и нуллификации. Тоны данных используются для передачи информации между передатчиком и приемником по одному из каналов. Пилотные тоны используются для поддержания каналов связи и могут передавать информацию о времени/частоте и отслеживании каналов. И защитные тоны могут помочь обеспечить соответствие сигнала какой-либо спектральной маске. Нуллификация постоянной составляющей (DC) может быть использована для упрощения конструкции приемников прямого преобразования. Защитные интервалы могут быть вставлены между символами, например, между каждыми двумя соседними OFDM-символами, равно как между символами короткого поля настройки (STF) и длинного поля настройки (LTF) в преамбуле в высокочастотном тракте передатчика во время передачи сигнала, чтобы избежать межсимвольных помех (ISI), которые могут появиться вследствие искажений из-за многолучевого распространения.
В одном из вариантов устройство 1010 связи может в качестве опции содержать цифровой формирователь диаграммы направленности (digital beam former (DBF)) 1022, как показано штриховыми линиями. Формирователь DBF 1022 преобразует информационные сигналы в сигналы, подаваемые на элементы антенной решетки 1024. Антенная решетка 1024 представляет собой решетку индивидуальных, возбуждаемых по отдельности антенных элементов. При подаче указанных сигналов на элементы антенной решетки 1024 эта антенная решетка 1024 излучает от одного до четырех пространственных каналов. Каждый полученный таким способом пространственный канал может нести информацию для одного или нескольких устройств 1030, 1050 и 1055 связи. Аналогично устройство 1030 связи содержит приемопередатчик для приема и передачи сигналов от и к устройству 1010 связи. Приемопередатчик 1040 может содержать антенную решетку 1044 и, в качестве опции, формирователь DBF 1042. Параллельно с цифровым формированием диаграммы направленности приемопередатчик 1040 может осуществлять связь с устройствами согласно стандарту IEEE 802.11 ah.
На Фиг. 1А показан вариант единицы 1060 данных протокола физического уровня (PPDU) со структурой 1062 преамбулы для установления связи между устройствами радиосвязи, такими как устройства 1010, 1030, 1050 и 1055 связи, показанные на Фиг. 1. Единица PPDU 1060 может иметь структуру 1062 преамбулы, содержащую символы настройки ортогонального частотного уплотнения (OFDM) для одного потока с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO), после чего следует поле сигнала, затем дополнительные символы настройки OFDM для дополнительных MIMO-потоков и за структурой 1062 преамбулы могут следовать данные полезной нагрузки. В частности, единица PPDU 1060 может содержать короткое поле 1064 настройки (STF), длинное поле 1066 настройки (LTF), поле сигнала 11AH-SIG 1068, дополнительные поля LTF 1069 и данные 1070. Поле STF 1064 может содержать несколько символов короткой настройки.
Поле LTF 1066 может содержать интервал GI и два символа длинной настройки. Поле 11ah-SIG 1068 может содержать интервал GI и символы поля сигнала, такие как символы, показанные на Фиг. 1С. Дополнительные поля LTF 1069 могут содержать один или несколько символов LTF для дополнительных MIMO-потоков.
Данные 1070 содержат одну или несколько единиц данных протокола МАС-подуровня (MAC sublayer protocol data unit (MPDU)) и могут содержать один или несколько интервалов GI между OFDM-символами.
На Фиг. 1В представлен альтернативный вариант единицы данных протокола физического уровня (physical layer protocol data unit (PPDU)) 1080 со структурой 1082 преамбулы для установления связи между устройствами радиосвязи, такими как устройства 1010, 1030, 1050 и 1055 связи, показанные на Фиг. 1.
Единица PPDU 1080 может содержать структуру 1082 преамбулы, имеющую в составе OFDM-символов настройки для одного MIMO-потока, за которыми следует поле сигнала, а после структуры преамбулы 1080 могут следовать данные полезной нагрузки. В частности, единица PPDU 1080 может содержать короткое поле 1064 настройки (STF), длинное поле 1066 настройки (LTF), поле 11AH-SIG 1068 и данные 1070.
На Фиг. 1С представлен вариант поля 11AH-SIG 1100 сигнала для установления связи между устройствами радиосвязи, такими как устройства 1010, 1030, 1050 и 1055 связи, показанные на Фиг. 1. Хотя число, типы и содержание таких полей может различаться между вариантами, рассматриваемый вариант может содержать поле сигнала с последовательностью битов для параметра 1104 схемы модуляции и кодирования (modulation and coding scheme (MCS)), параметра 1106 ширины полосы (bandwidth (BW)), параметра 1108 длины, параметра 1110 формирования диаграммы направленности (beamforming (BF)), параметра 1112 пространственно-временного блочного кодирования (space-time block coding (STBC)), параметра 1114 кодирования, параметра 1116 агрегирования, параметра 1118 короткого защитного интервала (short guard interval (SGI)), параметра 1120 циклически избыточного контрольного кода (cyclic redundancy check (CRC)) и «хвостового» параметра 1122.
Параметр MCS 1104 может указывать схему модуляции и кодирования, такую как двоичная фазовая манипуляция (BPSK), 16-уровневая квадратурная амплитудная модуляция (16-QAM), 64-уровневая квадратурная амплитудная модуляция (64-QAM), 256-уровневая квадратурная амплитудная модуляция (256-QAM), квадратурная фазовая манипуляция (QPSK) или квадратурная фазовая манипуляция со смещением (SQPSK) в качестве формата модуляции для связи. Такие варианты выбора могут создать от одного до четырех пространственных потоков для связи. Манипуляция BPSK может иметь кодовую скорость 1/2. Модуляция 256-QAM может иметь кодовую скорость 3/4. Кроме того, квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом SQPSK, именуемая также OQPSK, может иметь кодовую скорость 1/2 или 3/4. В некоторых вариантах манипуляция SQPSK представляет собой разрешенный формат модуляции поля сигнала и поля данных для расширения диапазона работы устройств связи для, например, контроля показания уличных датчиков.
Параметр BW 1106 может содержать выбор ширины полосы из ряда 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц. Полоса пятой ширины, такой как 1 МГц, может быть выбрана другим способом. В других вариантах параметр полосы BW 1106 может предлагать четыре разных ширины полосы.
Параметр 1108 длины может описывать длину передаваемого вектора в октетах. В некоторых вариантах разрешенные значения для параметра 1108 длины находятся в диапазоне от 1 до 4095. Параметр 1108 длины может указывать число октетов в составе единицы данных протокола MAC (MPDU), передать которую требует в настоящий момент логический модуль МАС-подуровня от устройства физического уровня (PHY), например, от приемопередатчика RX/TX 1020, 1040, показанного на Фиг. 1. Параметр 1108 длины используется на физическом уровне PHY для определения числа передаваемых октетов между МАС-уровнем и PHY-уровня после получения требования начать передачу.
Параметр 1110 формирования диаграммы направленности (BF) может указывать, должен ли физический уровень применять формирование диаграммы направленности для передачи единицы MPDU. Параметр 1112 пространственно-блочного кодирования (STBC) может указывать, следует ли применять пространственно-блочное кодирование, такое как код Аламоути. Параметр 1114 кодирования может указывать, следует ли использовать двоичное сверточное кодирование (binary convolutional coding (ВСС)) или кодирование в коде низкой плотности с контролем четности (low density parity check coding (LDPC)).
Параметр 1116 агрегирования может указывать, следует ли поддерживать агрегирование единиц MPDU (A-MPDU). Параметр 1118 короткого защитного интервала (SGI) может указывать продолжительность интервала SGI. Например, один бит может быть задан равным логической единице, чтобы указать короткий защитный интервал, или может быть задан равным логическому нулю, чтобы указать длинный защитный интервал, а второй бит может обозначать уменьшение неоднозначности длины короткого защитного интервала.
Параметр 1120 последовательности циклически избыточного контрольного кода (CRC) может указывать хэширование поля 11ah-SIG 1100 для проверки ошибок и «хвостовой» параметр 1122 может содержать последовательность битов, например, логических нулей или единиц, чтобы обозначить конец поля 11ah-SIG 1100 сигнала.
Фиг. 1D иллюстрирует вариант 1200 детектора защитного интервала, связанного с антенной 1205. Сначала входной высокочастотный блок широкополосного устройства, такого как устройство с полосой 2 МГц, принимает сигнал 1 МГц. Отметим, что устройства с шириной полосы 2, 4, 8 и 16 МГц могут иметь детекторы защитного интервала, которые не содержат фильтрации 1 МГц во входном блоке приемника, поскольку эти устройства могут декодировать более узкополосные сигналы и выбирать подканалы или поднесущие. Затем этот сигнал проходит обработку известным алгоритмом обнаружения циклического префикса (CP) (или интервала GI) посредством поиска идентичных передач продолжительностью 4 мкс после задержки 1210 на 32 мкс. Отметим, что OFDM-символ согласно стандарту IEEE 802.11 ah может иметь продолжительность 32 мкс, причем 1/4-ую или 1/8-ую часть этого сигнала копируют и вставляют перед передачей в качестве префикса CP, который называется длинным интервалом (Long GI) или коротким интервалом (Short GI). Рассматриваемый вариант может определять идентичные передачи. Это определение может быть выполнено посредством корреляции сигнала с задержанной версией этого сигнала и поиска пиков корреляции, превосходящих известную пороговую величину 1216 и 1218 для усреднения по "N" символам префикса CP для длинного интервала GI 1212 и короткого интервала GI 1214.
Если пики корреляции принимаемого сигнала и задержанного сигнала с усреднением по N символам короткого интервала GI или длинного интервала GI больше пороговых величин 1216 и 1218, на выходе детектора интервала GI появляется сигнал, указывающий, что детектор интервала GI обнаружил циклические префиксы СР. В ответ на позитивную индикацию обнаружения префиксов CP устройство 1030 связи может определить, что не нужно вести передачу, а вместо этого ожидать завершения передачи или перейти в энергосберегающий режим на некоторое время, отложив передачу данных в адрес станции сбора данных, такой как устройство 1055 связи.
С другой стороны, если пики корреляции принимаемого сигнала и задержанного сигнала с усреднением по N символам короткого интервала GI или длинного интервала GI меньше пороговых величин (1216 и 1218), на выходе детектора интервала GI появляется сигнал, указывающий, что детектор интервала GI не обнаружил циклические префиксы CP, или не будет никакого сигнала. В ответ на негативную индикацию обнаружения префиксов CP устройство 1030 связи может определить на основе обнаружения начала пакета данных и/или измерения энергии, нужно ли передавать данные в адрес станции сбора данных, такой как устройство 1055 связи.
Фиг. 2 иллюстрирует вариант устройства для осуществления связи в режиме ортогонального частотного уплотнения (OFDM) в сети радиосвязи. Устройство содержит приемопередатчик 200, соединенный с логическим модулем 201 подуровня управления доступом к среде (MAC) и логическим модулем 250 физического уровня (PHY). Логический модуль 201 МАС-подуровня и логический модуль 250 уровня PHY могут генерировать единицу данных протокола физического уровня (PPDU) для передачи через приемопередатчик 200.
Логический модуль 201 МАС-подуровня может содержать аппаратуру и/или программный код для реализации функций уровня передачи данных, включая генерацию единиц данных протокола МАС-уровня (MPDU) на основе единиц сервисных данных МАС-уровня (MSDU) посредством инкапсуляции единиц MSDU в кадры в формирователе кадров. Например, формирователь кадров может генерировать кадр, содержащий поле типа, задающее, является ли кадр управляющим кадром, контрольным кадром или кадром данных, и поле подтипа для задания функции кадра. Контрольный кадр может представлять собой кадр «Готов к передаче» (Ready-To-Send) или кадр «Свободен для передачи» (Clear-To-Send). Управляющий кадр может представлять собой кадр типа «Маяк» (Beacon), «Ответ на зондирование» (Probe Response), «Ответ ассоциации» (Association Response) и кадр «Ответ реассоциации» (Reassociation Response). Поле продолжительности, следующее за первым полем управления кадром, задает продолжительность этой передачи. Поле продолжительности может содержать вектор распределения сети (NAV), который может быть использован в качестве механизма защиты связи. Кадр данных рассчитан на передачу данных. За полем продолжительности может следовать поле адреса, указывающее адрес приемника или приемников, которым предназначена передача.
Логический модуль 202 PHY-уровня может содержать формирователь единиц данных. Этот формирователь единиц данных может определять преамбулу на основе структуры преамбулы, такой как структура преамбулы, показанная на Фиг. 1С, чтобы инкапсулировать единицу MPDU для генерации единицы PPDU. Во многих вариантах формирователь единиц данных может выбрать какую-либо преамбулу из памяти, такую как преамбула по умолчанию для передач кадров данных, передач контрольных кадров или передач управляющих кадров. В некоторых вариантах формирователь единиц данных может создать преамбулу на основе группы значений преамбул по умолчанию, принятой от другого устройства связи. Например, станция сбора данных, соответствующая стандарту IEEE 802.11 ah, для ферм может периодически принимать данные от маломощных датчиков, имеющих встроенные устройства радиосвязи, соответствующие стандарту IEEE 802.11 ah. Эти датчики могут переходить в маломощный режим на какой-то период времени, периодически пробуждаться для сбора данных и периодически устанавливать связь со станцией сбора данных для передачи данных, собранных датчиком. В некоторых вариантах датчики могут по собственной инициативе инициировать связь со станцией сбора данных, передавать данные, указывающие возможности связи и передавать собранные данные в адрес станции сбора данных в ответ на прием кадра CTS или подобного сигнала. В других вариантах датчик может передавать данные в адрес станции сбора данных в ответ на инициирование сеанса связи со стороны этой станции сбора данных.
Такой формирователь единиц данных может генерировать преамбулу, содержащую поле STF, поле LTF и поле 11ah-SIG с одним или несколькими интервалами GI. Во многих вариантах формирователь единиц данных может создавать преамбулу на основе параметров связи, выбранных посредством взаимодействия с другим устройством связи.
Приемопередатчик 200 содержит приемник 204 и передатчик 206. Передатчик 206 может содержать один или несколько из следующих узлов - модуль 208 кодирования, модулятор 210, модуль OFDM 212 и цифровой формирователь диаграммы направленности DBF 214.
Модуль 208 кодирования в составе передатчика 206 принимает данные, предназначенные для передачи, от логического модуля 202 подуровня MAC. Логический модуль 202 подуровня MAC может предоставлять данные приемопередатчику 200 в виде блоков или символов, таких как байты данных. Модуль 208 кодирования может кодировать данные с использованием одного из алгоритмов, уже известных или еще подлежащих разработке. Кодирование может быть осуществлено таким образом, чтобы добиться одной или нескольких различных целей.
В рассматриваемом варианте модуль 208 кодирования может применять двоичное сверточное кодирование (ВСС) или кодирование в коде низкой плотности с контролем четности (LDPC), равно как и другие виды кодирования.
Модулятор 210 в составе передатчика 206 принимает данные от модуля 208 кодирования. Целью модулятора 210 является преобразование каждого блока двоичных данных, принятого от модуля 208 кодирования, в единый сигнал, который может быть передан через антенну после преобразования частоты вверх и усиления. Модулятор 210 накладывает принятые им блоки данных на синусоидальный сигнал с выбранной частотой. Более конкретно, модулятор 210 отображает блоки данных на соответствующий набор дискретных амплитуд синусоиды, или набор дискретных фаз синусоиды или набор дискретных сдвигов частоты относительно частоты этой синусоиды. Выходной сигнал модулятора 210 имеет ограниченную полосу частот.
В одном из вариантов модулятор 210 может применять квадратурную амплитудную модуляцию (Quadrature Amplitude Modulation (QAM)), накладывая два раздельных k-битовых символа из состава информационной последовательности на две квадратурных несущих, cos(2πft) и sin(2πft). Система модуляции QAM передает два потоках битов цифровых данных путем изменения (модуляции) амплитуд двух волн несущих с использованием амплитудной манипуляции (amplitude-shift keying (ASK)) в качестве способа цифровой модуляции. Эти две волны несущих сдвинуты по фазе одна относительно другой на 90° и потому они называются квадратурными несущими или квадратурными составляющими. Эти модулированные волны суммируют, так что результирующий сигнал представляет собой результат сочетания фазовой манипуляции (phase-shift keying (PSK)) и амплитудной манипуляции (amplitude-shift keying (ASK)). Может быть использовано конечное число параметров - по меньшей мере две фазы и по меньшей мере две амплитуды.
Выходной сигнал модулятора 210 может быть направлен в модуль 212 ортогонального частотного уплотнения (OFDM), сначала в модуль пространственно-временного блочного кодирования (STBC). Модуль OFDM 212 накладывает модулированные данные на несколько ортогональных поднесущих. Выходной сигнал модуля OFDM 212 поступает в цифровой формирователь 214 диаграммы направленности (DBF). Цифровые методы формирования диаграммы направленности применяются для повышения эффективности и пропускной способности системы радиосвязи. В общем, цифровое формирование диаграммы направленности использует цифровые алгоритмы обработки сигналов, принимаемых и передаваемых решеткой антенных элементов, для улучшения характеристик системы. Например, могут быть сформированы несколько пространственных каналов, причем лучом каждого пространственного канала можно управлять независимо, чтобы максимально увеличить мощность сигнала, передаваемого каждому из нескольких абонентских терминалов, и сигнала, принимаемого от каждого такого терминала. Кроме того, цифровое формирование диаграммы направленности может быть использовано для минимизации замираний, обусловленных многолучевым распространением сигнала, и подавления внутриканальных помех.
Передатчик 206 может содержать логический модуль 215 обратного быстрого преобразования Фурье для преобразования OFDM-символов во временную область и логический модуль 217 для вставки интервалов GI между OFDM-символами в передаваемой цепочке символов. Во многих вариантах интервалы GI могут быть короткими интервалами GI или длинными интервалами GI и могут содержать копию нескольких битов из конца OFDM-символов. После того, как в сигнал будут вставлены интервалы GI, высокочастотный блок 240 передатчика может подготовить сигнал к передаче. Во многих вариантах радио модуль 242 входного блока 240 передатчика может содержать усилитель 244 мощности (power amplifier (РА)) для усиления сигнала перед тем, как передать этот сигнал через антенную решетку 218. В некоторых вариантах маломощные устройства могут не иметь усилителя 244 мощности вообще или могут быть способными направлять сигнал в обход усилителя 244 мощности, чтобы уменьшить потребление энергии. Приемопередатчик 200 может также содержать дуплексеры 216, соединенные с антенной решеткой 218. Таким образом, в этом варианте одна антенная решетка используется и для передачи и для приема. При передаче преобразованный вверх по частоте несущий информацию сигнал проходит через дуплексеры 216 и возбуждает антенну. При этом во время передачи дуплексеры 216 предотвращают просачивание передаваемого сигнала в приемник 204. При приеме несущий информацию сигнал, принимаемый антенной решеткой, проходит через дуплексеры 216 и поступает в приемник 204. Дуплексеры 216 тогда предотвращают проникновение принимаемых сигналов в передатчик 206. Дуплексеры 216 здесь работают в качестве в качестве антенных переключателей, поочередно соединяющих элементы антенной решетки с приемником 204 и передатчиком 206.
Антенная решетка 218 излучает несущие информацию сигналы в виде изменяющегося во времени пространственного распределения электромагнитной энергии, которое может быть принято антенной приемника. Затем приемник может выделить информацию из принимаемого сигнала. Решетка антенных элементов может создавать несколько пространственных каналов, которыми можно управлять для оптимизации характеристик системы. И напротив, несколько пространственных каналов, присутствующих в пределах диаграммы направленности приемной антенны, можно разделить на разные каналы. Таким образом, диаграмма направленности антенной решетки 218 может быть в высокой степени избирательной. Антенная решетка 218 может быть изготовлена с использованием технологии металлизации печатных плат. Для создания антенной решетки 218 могут быть использованы микрополосковые линии, полосковые линии, щелевые линии и другие печатные элементы.
Приемопередатчик 200 может содержать приемник 204 для приема, демодуляции и декодирования сигналов, несущих информацию. Приемник 204 может содержать высокочастотный входной блок 250, имеющий радио модуль 252 с малошумящим усилителем 254 для устранения несущей с первичной частотой и усиления сигнала. Приемник может также содержать логический модуль 256 функции доступа к свободному каналу (ССА) для определения, происходит ли в настоящий момент передача сигнала в радиолинии, с целью оценить, может ли свой передатчик 206 начать передачи сообщений связи в радиолинии. Логический модуль ССА 256 может содержать один или несколько различных детекторов сигналов для определения, занята ли радиолиния. В рассматриваемом варианте логический модуль ССА 256 содержит детектор 257 энергии, детектор 258 начала пакета данных (SOP) и детектор 259 интервала GI. Детектор 257 энергии может сравнивать энергию, принимаемую антенной, с пороговой величиной энергии, в некоторых вариантах, чтобы отличать энергию шумов от энергии сигнала. Детектор 258 начала пакета данных (SOP) может контролировать входящие сигналы для индикации начала передачи пакетов данных по радиолинии. Детектор 259 интервала GI может обнаруживать интервалы GI в сигналах в первичном канале и, в некоторых вариантах, в одном или нескольких непервичных каналах в рабочей полосе частот приемопередатчика 200. Например, если приемопередатчик 200 может передавать сигнал в полосе 16 МГц на первичной частоте, например, 900 МГц, этот приемопередатчик 200 может осуществлять обнаружение интервалов GI в одном или нескольких сигналах с полосой 1 МГц, сигналах с полосой 2 МГц, сигналах с полосой 4 МГц и сигналах с полосой 8 МГц на первичной частоте 900 МГц. В некоторых вариантах детектор 259 интервалов GI может содержать логический модуль, такой как логический модуль 1200 детектора интервалов GI, показанного на Фиг. 1D.
Приемник 204 может содержать логический модуль 260 для устранения интервалов GI, чтобы исключить интервалы GI из принимаемого сигнала, и модуль 219 быстрого преобразования Фурье (fast Fourier transform (FFT)) для преобразования сигналов из временной области в частотную область. Приемник 204 может также содержать один или несколько следующих модулей - формирователь DBF 220, модуль OFDM 222, демодулятор 224 и декодер 226. Принимаемые сигналы поступают от антенных элементов 218 в формирователь DBF 220. Формирователь DBF 220 преобразует N антенных сигналов в L информационных сигналов.
Выходной сигнал формирователя DBF 220 поступают в модуль OFDM 222. Модуль OFDM 222 выделяет информацию сигнала из нескольких поднесущих, которые модулированы сигналами, несущими информацию.
Демодулятор 224 осуществляет демодуляцию принимаемого сигнала. Демодуляция представляет собой процесс выделения информации из принимаемого сигнала для получения немодулированного информационного сигнала. Способ демодуляции зависит от способа, которым информация модулирована на принимаемый сигнал несущей. Таким образом, например, если для модуляции использована фазовая манипуляция BPSK, демодуляция содержит измерение фазы для преобразования фазовой информации в двоичную последовательность. Демодулятор передает последовательность битов информации в декодер. Декодер 226 осуществляет декодирование принимаемых данных от демодулятора 224 и передает декодированную информацию, единицы MPDU, в логический модуль 202 подуровня MAC.
Специалисты в рассматриваемой области должны понимать, что приемопередатчик может иметь многочисленные дополнительные функции, не показанные на Фиг. 2, и что приемник 204 и передатчик 206 могут быть раздельными устройствами, а не быть смонтированы в одном корпусе единого приемопередатчика. Например, варианты приемопередатчика могут содержать динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (dynamic random access memory (DRAM)), генератор опорного сигнала, схему фильтрации, схему синхронизации, возможно несколько каскадов преобразования частоты и несколько усилительных каскадов и т.п. Кроме того, некоторые функции, показанные на Фиг. 2, могут быть объединены. Например, цифровое формирование диаграммы направленности может быть объединено с ортогональным частотным уплотнением.
На Фиг. 3 показана логическая схема 300 способа уменьшения конфликтов между передачами, такого, как варианты, показанные на Фиг. 1 и Фиг. 1A-D. Логическая схема 300 начинается с приема элемента 305. Устройство связи может пробуждаться из энергосберегающего режима и определять, можно ли передать данные в адрес станции сбора данных. Перед тем, как передавать данные в адрес станции сбора данных, устройство связи может выполнить функцию доступа к свободному каналу (ССА) для определения, можно ли передать данные без того, чтобы вступить в конфликт с текущими передачами.
Для осуществления функции ССА логический модуль ССА, соединенный с приемником устройства связи, может использовать один или несколько детекторов для определения, происходит ли в текущий момент передача сигнала по какому-либо каналу в радиолинии. Во многих вариантах логический модуль ССА может осуществлять контроль несущей и измерение энергии в первичном канале устройства связи. Первичный канал может представлять собой, например, верхнюю половину или нижнюю половину полосы устройства связи. В таких вариантах другая половина полосы может быть назначена в качестве вторичного канала. В некоторых вариантах часть определенной полосы канала может быть назначена в качестве вторичного канала, а другие части этой полосы могут быть назначены непервичными каналами. Для иллюстрации, если устройство связи имеет полосу 4 МГц на первичной частоте 900 МГц, первичный канал может занимать нижние (более низкочастотные) 2 МГц из всей полосы 4 МГц канала, а вторичный канал может занимать верхние (более высокочастотные) 2 МГц из всей полосы 4 МГц канала. В других вариантах первичный канал может быть каналом с полосой 1 МГц, а непервичный канал может содержать три других канала с полосами по 1 МГц. Еще в одной группе вариантов первичный канал и непервичные каналы могут содержать один или несколько каналов с разными полосами на одной и той же первичной частоте. В некоторых вариантах первичный и непервичные каналы определены в технических условиях на совместимые устройства. В других вариантах первичный и непервичные каналы могут быть определены координатором, таким как точка доступа для группы или сети устройств. В следующих вариантах технические условия могут руководить назначениями в зависимости от числа и/или типов устройств, работающих в сети или в группе устройств.
После приема сигнала логический модуль ССА в устройстве связи может обнаруживать или фильтровать сигнал для получения сигнала в первичном канале (элемент 310). Во многих вариантах широкополосное устройство может быть способно принимать первичный канал без необходимости фильтрации сигнала, либо это устройство может фильтровать сигнал, выбирая только поднесущие, ассоциированные с первичным каналом. В других вариантах устройство связи может применять полосовой фильтр для выбора первичного канала.
После определения сигнала в первичном канале логический модуль ССА в устройстве связи может осуществить корреляцию сигнала в первичном канале с задержанной версией этого сигнала для обнаружения защитного интервала (GI) в первичном канале (элемент 315). В ответ на обнаружение интервала GI в первичном канале логический модуль ССА может определить, что в первичном канале происходит передача сигнала, и может отсрочить передачи своего устройства на некоторый период времени (элемент 320). В некоторых вариантах, например, определения интервала GI в первичном канале может быть достаточно, чтобы функция ССА определила индикацию, что радиолиния занята. Логический модуль ССА может определять, что присутствие интервала GI в первичном канале ассоциировано с некой вероятностью, измерение энергии ассоциировано с некой вероятностью и начало пакета данных ассоциировано с некой вероятностью. Логический модуль ССА может определять на основе вероятностей, ассоциированных с каждым из детекторов сигналов, вероятность того, что в первичном канале присутствует сигнал, и может определить, следует ли указать факт занятости радиолинии, на основе результатов измерений и вероятностей, ассоциированных с каждым детектором сигнала или с сочетанием таких детекторов. Во многих вариантах логический модуль ССА может также определять, обнаружен ли интервал GI в одном или нескольких непервичных каналах, и использовать результат такого определения в качестве одного из факторов, учитываемых при оценке, занята ли радиолиния или нет.
Во многих вариантах устройство связи может основывать принятие решение о том, занята ли линия связи или нет, на выходном сигнале логического модуля ССА за некоторый период времени. Например, устройство связи может контролировать выходной сигнал модуля для согласованности оценки, что радиолиния занята или нет, в течение периода времени порядка микросекунд, периода времени порядка миллисекунд, периода в виде циклов несущей и т.п. Определив, что радиолиния занята, логический модуль ССА может следовать правилам, ассоциированным с определением факта занятости радиолинии. Например, в некоторых вариантах правила могут указывать, что устройство связи должно отсрочить передачу данных, вернуться в энергосберегающий режим и пробудиться из этого режима позже для нового применения функции ССА, чтобы определить, можно ли передать данные в адрес станции сбора данных (элемент 360). Другие варианты могут содержать правила, указывающие, что устройство должно ожидать в энергосберегающем режиме до следующего планового периода передачи данных в адрес станции сбора данных. Другие варианты могут содержать правила, указывающие, что устройство должно дождаться конца передачи и затем вновь применить функцию ССА (элемент 360).
Логическая схема 400, приведенная на Фиг. 4, описывает вариант процедуры, выполняемой логическим модулем ССА, таким как логический модуль ССА 1041 или логический модуль ССА, описанный в связи с одним или несколькими из вариантов, показанных на Фиг. 1-3. Логическая схема 400 начинается со станции (STA), которая готова к передаче пакета данных в адрес второй станции STA и должна выполнить правила ССА (элемент 402). Например, станция STA может быть готова к передаче данных датчика, собранных за период времени с момента последней плановой передачи пакета данных.
Когда станция STA готова к передаче пакета данных, логический модуль ССА в составе этой станции STA может определить, вышла ли станция STA только что из энергосберегающего режима и вошла ли при этом в активный режим (элемент 403). Если станция STA еще не вышла из энергосберегающего режима, чтобы войти в активный режим, эта станция STA могла уже обнаружить начало пакета данных и/или принять обновленный вектор NAV, чтобы определить, когда радиолиния может быть следующий раз доступна для передачи пакетов данных. Если станция STA не находится в состоянии только что пробудившейся станции, эта станция STA может следовать стандартным правилам ССА путем осуществления обнаружения начала пакета данных и измерения энергии (элемент 410). В некоторых вариантах правила ССА могут также содержать обнаружение интервала GI на непервичной частоте.
Если же, с другой стороны, станция STA только что вышла из энергосберегающего режима, чтобы перейти в активный режим, есть вероятность, что эта станция STA «пробудилась» в середине передачи пакета данных от другой станции STA. В некоторых вариантах станция STA может принять обновленный вектор NAV и интерпретировать этот вектор NAV, чтобы определить, что эта станция должна перейти в энергосберегающий режим до момента, когда интервал таймера вектора NAV будет близок к окончанию. Таким образом, в некоторых вариантах станция STA может определить, что интервал вектора NAV обновлен или не истек. Если интервал вектора NAV еще не истек, станция STA может подождать истечения интервала вектора NAV и/или следовать стандартным правилам ССА путем осуществления обнаружения начала пакета и измерения энергии (элемент 410).
Если станция STA определит, что эта станция STA только что пробудилась из энергосберегающего режима и что интервал таймера NAV истек, рассматриваемая станция STA может выполнить обнаружение интервала GI в первичном канале с использованием логического модуля, такого как детектор 1200 интервала GI, показанный на Фиг. 1D, параллельно с обнаружением начала пакета данных и измерением энергии в первичном канале (элемент 405). Для устройств с полосой 2, 4, 8 и 16 МГц в отличие от устройств с полосой 1 МГц более широкополосные передачи могут дублировать преамбулу и поле сигнала (SIGNAL). Например, устройство с полосой 2 МГц способно декодировать поле сигнала в полосе 4 МГц и может иметь точную информацию вектора NAV, но это происходит, только если устройство с полосой 2 МГц пробудилось и способно принять начало пакета данных и декодировать поле сигнала (SIGNAL). Преимущество некоторых вариантов, применяющих такую процедуру для устройств с более широкой полосой, состоит в том, что они могут оставаться в энергосберегающем режиме более часто.
Для проверки канала детектор интервала GI может принимать передачи в полосе 1 МГц, ограничить ширину полосы сигнала до полосы 1 МГц первичного канала и передавать сигнал по параллельным трактам в логический модуль или детектор для обнаружения интервала GI, где по меньшей мере в один из этих параллельных трактов введена задержка. Детектор интервала GI может осуществить корреляцию сигнала первичного канала с задержанной версией этого сигнала первичного канала и сравнивать пики корреляции с пороговой величиной. Если пики корреляции превосходят пороговую величину, детектор интервала GI может определить, что передача с полосой 1 МГц происходит по первичному каналу, и в ответ на это отсрочить свои передачи на некоторый период времени, чтобы дать текущей передаче завершиться, прежде чем попытаться начать свою передачу.
После обнаружения начала пакета данных и измерения энергии (элемент 410) или обнаружения интервала GI в первичном канале параллельно с обнаружением начала пакета данных и измерением энергии в первичном канале (элемент 405), логический модуль ССА может определить, следует ли ему передать индикацию доступности свободного канала, поскольку радиолиния не занята. В некоторых вариантах, например, логический модуль ССА может определить, указывает ли какой-либо из способов детектирования сигнала на то, что радиолиния занята (элемент 406). Если ни один из способов детектирования сигнала не дает решения, подтверждающего, что радиолиния занята, логический модуль ССА может передать логическому модулю подуровня MAC, что радиолиния не занята (элемент 420).
После осуществления обнаружения начала пакета данных и измерения энергии (элемент 410) или обнаружения интервала GI в первичном канале параллельно с обнаружением начала пакета данных и измерением энергии в первичном канале (элемент 405), логический модуль ССА может определить, что оценка доступности свободного канала указывает, что радиолиния занята, так что устройство связи может отсрочить передачи и переход в соответствующее состояние (элемент 407). В некоторых вариантах логический модуль ССА может определить, что если не все способы детектирования сигнала указывают, что радиолиния не занята (элемент 406), тогда передачи следует отсрочить.
Следующие примеры относятся к другим вариантам. Один пример содержит способ. Этот способ может содержать обнаружение защитного интервала в первичном канале на первичной частоте в дополнение к обнаружению начала пакета данных и измерению энергии в первичном канале и обнаружение защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте для определения, занята ли радиолиния, в ответ на переход в активный режим из энергосберегающего режима; принятие решение, занята ли радиолиния, на основе результатов этих процедур; и передачу индикации, что радиолиния занята, чтобы отсрочить свои передачи на некоторый период времени, в ответ на определение, что радиолиния занята.
В некоторых вариантах способ может дополнительно содержать передачу на выход сигнала индикации доступности свободного канала, указывающего, что радиолиния не занята, в ответ на определение, что радиолиния не занята. В некоторых вариантах способ может также содержать определение, перешла ли станция из энергосберегающего режима в активный режим; определение, истек ли интервал таймера вектора распределения сети, и затем следование правилам обнаружения начала пакета данных и измерения энергии, а также обнаружения защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте, если станция не перешла в активный режим из энергосберегающего режима или, если имеется индикация, что вектор распределения сети был обновлен. Во многих вариантах способ может дополнительно содержать определение, что вектор распределения сети не был обновлен. В некоторых вариантах, обнаружение защитного интервала в первичном канале на первичной частоте содержит: прием, посредством устройства, сигнала на первичной частоте; выбор сигнала первичного канала; и корреляцию сигнала в первичном канале для обнаружения защитного интервала в сигнале первичного канала. В некоторых вариантах операция корреляции содержит сравнение пиков корреляции, чтобы определить, превышают ли один или несколько этих пиков пороговый уровень корреляции. В некоторых вариантах, операция корреляции содержит корреляцию сигнала в первичном канале с задержанной версией этого сигнала в первичном канале.
По меньшей мере один компьютерный программный продукт предназначен для уменьшения конфликтов между передачами устройств, работающих в различных полосах на первичной рабочей частоте, этот компьютерный программный продукт содержит компьютерный носитель с записанным на этом носителе компьютерным программным кодом, этот компьютерный программный код конфигурирован для выполнения операций с целью осуществления способа согласно одному, или нескольким, или всем вариантам описанного выше способа.
По меньшей мере одна система, содержащая аппаратуру и программный код, способна осуществлять способ согласно одному или нескольким или всем вариантам способа, описанного выше.
Другой пример содержит устройство. Это устройство может содержать радио модуль; и соединенный с этим радио модулем логический модуль функции доступности свободного канала (ССА) для обнаружения защитного интервала в первичном канале на первичной частоте в дополнение к обнаружению начала пакета данных и измерения энергии в первичном канале и обнаружению защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте для определения, занята ли радиолиния, в ответ на переход в активный режим из энергосберегающего режима; определение, занята ли радиолиния, на основе результатов перечисленных выше операций; и передача на выход сигнала функции доступности свободного канала, указывающего, что радиолиния занята, чтобы отсрочить свои передачи на некоторый период времени в ответ на определение, что радиолиния занята.
В некоторых вариантах устройство может дополнительно содержать логический модуль для выбора сигнала в первичном канале. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для индикации состояния доступности свободного канала, если радиолиния не занята. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для определения, перешла ли станция из энергосберегающего режима в активный режим; определения, истек ли интервал таймера вектора распределения сети; и следования правилам обнаружения начала пакета данных и измерения энергии, а также обнаружения защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте, если станция не перешла в активный режим из энергосберегающего режима, или если имеется индикация, что вектор распределения сети обновлен. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для обнаружения защитного интервала, принимающие сигнал на первичной частоте; выбирающие сигнал в первичном канале; и осуществляющие корреляционную обработку сигнала в первичном канале для обнаружения защитного интервал в составе сигнала в первичном канале. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для обнаружения защитного интервала с целью сравнения пиков корреляции для определения, превышают ли один или несколько пиков пороговый уровень корреляции. В некоторых вариантах устройства логический модуль ССА содержит логические модули для обнаружения защитного интервала, осуществляющие корреляцию сигнала в первичном канале с задержанной версией этого сигнала.
Другой пример содержит систему. Система может содержать логический модуль управления доступом к среде для генерации кадра для передачи; приемник, содержащий логический модуль функции доступа к свободному каналу (ССА) для обнаружения защитного интервала в первичном канале на первичной частоте в дополнение к обнаружению начала пакета данных и измерению энергии в первичном канале и обнаружению защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте с целью определения, занята ли радиолиния, в ответ на переход в активный режим из энергосберегающего режима; определение, занята ли радиолиния, на основе указанных выше операций; передача на выход индикации, что радиолиния занята, с целью отсрочить свои передачи на некоторый период времени в ответ на обнаружение защитного интервала в первичном канале; и передатчик, откладывающий передачи на некоторый период времени в ответ на определение, что радиолиния занята.
В некоторых вариантах система может дополнительно содержать антенну, связанную, с приемником для осуществления приема сигнала. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для индикации доступа к свободному каналу, если радиолиния не занята. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для определения, перешла ли станция из энергосберегающего режима в активный режим; определения, истек ли интервал таймера вектора распределения сети; и следования правилам обнаружения начала пакета данных и измерения энергии, а также обнаружения защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте, если станция не перешла из энергосберегающего режима в активный режим, или если имеется индикация, что произошло обновление вектора распределения сети. В некоторых вариантах логический модуль ССА содержит логические компоненты для обнаружения защитного интервала, которые принимают сигнал на первичной частоте; выбирают сигнал первичного канала; и осуществляют корреляционную обработку сигнала в первичном канале для обнаружения защитного интервала в сигнале первичного канала. В некоторых вариантах, логический модуль ССА содержит логические компоненты для обнаружения защитного интервала, которые сравнивают пики корреляции для определения, превышают ли один или несколько пиков пороговый уровень корреляции. В некоторых вариантах устройства логический модуль ССА содержит компоненты для обнаружения защитного интервала, которые осуществляют корреляцию сигнала в первичном канале с задержанной версией этого сигнала из защитного канала.
Другой пример содержит программный продукт. Программный продукт может иметь носитель, содержащий команды для уменьшения конфликтов между передачами устройств, работающих в разных полосах на первичной частоте. При выполнении команд приемник осуществляет следующие операции: обнаружение защитного интервала в первичном канале на первичной частоте в дополнение к обнаружению начала пакета данных и измерению энергии в первичном канале и к обнаружению защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте, чтобы определить, занята ли радиолиния, в ответ на переход в активный режим из энергосберегающего режима; определение, занята ли радиолиния, по результатам выполнения перечисленный выше операций; и передача на выход результата функции доступа к свободному каналу, чтобы отсрочить свои передачи на некоторый период времени в ответ на определение, что радиолиния занята.
В некоторых вариантах программный продукт может дополнительно содержать передачу на выход результата функции доступа к свободному каналу, указывающего, что радиолиния не занята, в ответ на определение, что радиолиния не занята. В некоторых вариантах программный продукт может дополнительно содержать определение, перешла ли станция из энергосберегающего режима в активный режим; определение, истек ли интервал таймера вектора распределения сети; и следование правилам обнаружения начала пакета данных и измерения энергии, а также обнаружения защитного интервала в непервичном канале на первичной частоте, если станция не перешла в активный режим из энергосберегающего режима, или если имеется индикация, что вектор распределения сети обновлен. Во многих вариантах программный продукт может дополнительно содержать определение, что вектор распределения сети не обновлен. В некоторых вариантах, процедура обнаружения защитного интервала в первичном канале на первичной частоте содержит: прием в устройстве сигнала на первичной частоте; выбор сигнала первичного канала; и корреляционную обработку сигнала в первичном канале для обнаружения защитного интервала в этом сигнале первичного канала. В некоторых вариантах корреляционная обработка содержит сравнение пиков корреляции для определения, превышают ли один или несколько пиков пороговый уровень корреляции. В некоторых вариантах корреляционная обработка содержит корреляцию сигнала первичного канала с задержанной версией этого же сигнала.
В некоторых вариантах некоторые или все признаки, описанные выше и в Формуле изобретения, могут быть реализованы в одном варианте. Например, альтернативные признаки могут быть реализованы в качестве альтернатив в каком-либо варианте вместе с логическими заключениями или выбираемыми предпочтениями для определения, какую альтернативу применить. Некоторые варианты с признаками, которые не являются взаимоисключающими, могут также содержать логические заключения или выбираемые предпочтения для активизации или деактивации одного или нескольких признаков. Например, некоторые признаки могут быть выбраны во время изготовления устройства посредством добавления или исключения электрических цепей или транзисторов. Дополнительные признаки могут быть выбраны во время развертывания или после развертывания устройства с использованием логических заключений или выбираемых предпочтений, таких как переключатели и т.п. В дальнейшем пользователь посредством выбираемых предпочтений, таких как программные предпочтения, выжигаемые перемычки или другие подобные средства, может выбрать дополнительные признаки.
Ряд вариантов могут иметь один или несколько предпочтительных эффектов. Например, некоторые варианты могут предлагать уменьшенные размеры МАС-заголовков по сравнению со стандартными размерами таких МАС-заголовков. Другие варианты могут иметь один или несколько предпочтительных эффектов, таких как меньший размер пакетов данных для более эффективной передачи, меньшего энергопотребления вследствие меньшего трафика данных и на передающей, и на приемной сторонах канала связи, меньшего количества конфликтов трафика, меньшей задержки ожидания передачи или приема пакетов данных и других подобных факторов.
Другой вариант осуществлен в программном продукте для реализации систем, устройств и способов, описанных со ссылками на Фиг. 1-4. Варианты могут принять полностью аппаратную форму, форму программного обеспечения, исполняемого аппаратурой общего назначения, такой как один или несколько процессоров и запоминающее устройство, или вариант, содержащий специализированную аппаратуру с элементами программного обеспечения. Один из вариантов реализован в виде программы или кода, содержащей, без ограничений, встроенное программное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод или выполняемые команды других типов.
Более того, варианты могут принимать форму компьютерного программного продукта, доступного с машиночитаемого, используемого компьютером или читаемого компьютером носителя, предоставляющего программный код для использования компьютером, мобильным устройством или какой-либо иной системой исполнения команд, либо в сочетании с ними. Для настоящего описания такой машиночитаемый, используемый компьютером или читаемый компьютером носитель представляет собой какое-либо устройство или изделие, способное содержать, хранить, сообщать, распространять или переносить программу для использования системой или устройством исполнения команд, либо в сочетании с такой системой или устройством.
Носитель может представлять собой электронный, магнитный, оптический, электромагнитный или полупроводниковый носитель. Среди примеров такого носителя можно указать запоминающее устройство - энергонезависимое или энергозависимое запоминающее устройство. Запоминающее устройство может представлять собой, например, полупроводниковую или твердотельную флэш-память, магнитную ленту, сменную компьютерную дискету, запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ (RAM)), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (ROM)), жесткий магнитный диск и/или оптический диск. К современным оптическим дискам относятся ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM), перезаписываемый компакт-диск (CD-R/W), ПЗУ на цифровом видеодиске (DVD-ROM), ЗУПВ на DVD (DVD-RAM), записываемый DVD (DVD-R) и перезаписываемый DVD (DVD-RAV).
Система исполнения команд, подходящая для хранения и/или выполнения программного кода, может содержать по меньшей мере один процессор, соединяемый прямо или через других компоненты с запоминающим устройством посредством системной шины. Запоминающее устройство может представлять собой местное запоминающее устройство, используемое в ходе реального исполнения программного кода, запоминающее устройство большой емкости, такое как динамическое ЗУПВ (DRAM), и кэш-память, осуществляющая временное хранение по меньшей мере части кода с целью уменьшения числа раз, когда код должен быть вызван из запоминающего устройства большой емкости в ходе выполнения кода.
С системой исполнения команд, непосредственно или через промежуточные контроллеры ввода/вывода, соединены устройства ввода/вывода (включая, но не ограничиваясь, клавиатуры, дисплеи, указательные устройства и т.п.). С системой исполнения команд могут быть также соединены сетевые адаптеры, позволяющие связать эту систему с другими системами исполнения команд или удаленными принтерами, либо запоминающими устройствами через промежуточные частные или общие сети. Модем, карты адаптеров Bluetooth™, Ethernet, Wi-Fi и WiDi - это только часть современных типов сетевых адаптеров.