ФОРМАТ КАДРА С КОРОТКОЙ SSW ДЛЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ЛУЧА SLS МЕЖДУ ПОДКЛЮЧЕННЫМИ АССОЦИИРОВАННЫМИ СТАНЦИЯМИ И СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
FRAME FORMAT WITH A SHORT SSW FOR THE PROCESS OF FORMING AN SLS BEAM BETWEEN CONNECTED ASSOCIATED STATIONS AND A METHOD OF PREPARING WIRELESS COMMUNICATION

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Первая данная заявка на патент испрашивает приоритет заявки на патент США № 62/323,070, поданной 15 апреля 2016 г. и озаглавленной "SHORT SSW FRAME FORMAT FOR SLS BEAMFORMING PROCESS BETWEEN ENABLED, ASSOCIATED STATIONS", которая включена сюда путем ссылки, как если бы она была воспроизведена здесь во всей своей полноте. Данная заявка на патент испрашивает приоритет на заявку на патент США №62/331,113, поданную 3 мая 2016 г. и озаглавленную "SHORT SSW FRAME FORMAT FOR SLS BEAMFORMING PROCESS BETWEEN ENABLED, ASSOCIATED STATIONS", которая включена сюда путем ссылки, как если бы она была воспроизведена здесь во всей своей полноте. Данная заявка на патент испрашивает приоритет на заявку на патент США №15/361,717, поданную 28 ноября 2016 г. и озаглавленную "SHORT SSW FRAME FORMAT FOR SLS BEAMFORMING PROCESS BETWEEN ENABLED, ASSOCIATED STATIONS", которая включена сюда путем ссылки, как если бы она была воспроизведена здесь во всей своей полноте.
Область техники, к которой относится изобретение
Усовершенствования, в общем, относятся к области сетей беспроводной связи и, в частности, к протоколам направленной связи в диапазоне 60 ГГц миллиметровых длин волн.
Уровень техники
Сети беспроводной связи, такие как беспроводная LAN, позволяют станциям, поддерживающими работу в сети (STA), осуществлять доступ к сети через точку доступа (AP) с помощью беспроводной связи. Точка доступа (AP), как правило, также рассматривается как STA.
Организации, устанавливающие стандарты, предоставляют стандарты, с помощью которых устройства разных производителей могут поддерживать связь друг с другом.
Стандарт IEEE 802.11 регулирует беспроводную связность в локальных сетях. IEEE 802.11 точно определяет базовый набор услуг 10 (BSS) как состоящий из одной AP 12 с одной или более ассоциированными STA (A-STA) 14, 14', как показано на фиг. 1. Пример STA 20 схематично показан на фиг. 2, и можно видеть, что она имеет один или более процессор(ов) 22, память 24 и одну или более радиосхем 26, причем каждая радиосхема 26 обычно имеет передатчик 28, приемник 30 и одну или более антенн.
Соответственно, каждая STA 14, 14' может иметь уникально адресуемое управление доступом к среде (MAC) и интерфейс физического уровня (PHY) с беспроводной средой (WM). IEEE включает в себя спецификацию, которая функционирует для ассоциирования задействованной STA 14 и AP 12, тем самым побуждая задействованную STA 14 становиться ассоциированной STA (A-STA). Во время этого процесса IEEE 802.11 определяет адрес приемника (RA) и адрес передатчика (TA) для заголовка кадра MAC. IEEE также включает в себя спецификации для работы с BSS, которые имеют перекрывающиеся диапазоны (которые, могут упоминаться как OBSS (не показаны)).
Более конкретно, в поправке IEEE 802.11ad-2012, упоминаемой как IEEE 802.11ad, рассматривается использование беспроводной связи в диапазоне "миллиметровых" волн 60 ГГц, который является нелицензируемым во всем мире, тем самым делая его доступным для использования в локальных сетях (LAN). В частности, связь в диапазоне 60 ГГц, хотя направленная и сильно ослабленная (связь ближнего действия), воспринимается как имеющая большой потенциал для замены кабельных соединений (например, Ethernet) и обеспечения мультигигабитных скоростей передачи.
В рамках IEEE 802.11ad беспроводная связь между станциями имеет формат, который может упоминаться как сигнальный интервал (BI) 40. На фиг. 3 схематично показан BI 40. Как видно, BI 40 обычно включает в себя интервал 42 для передачи маячковых сигналов (BTI), подготовку для ассоциирования формирования луча (A-BFT) 44 и интервал 46 для передачи данных (DTI). BTI 42 используется для целей обнаружения AP и, более конкретно, для целей подготовки формирования луча передающей антенны с короткой разверткой сектора на стороне AP. A-BFT 44 можно использовать, главным образом, для целей подготовки формирования луча передающей антенны с разверткой сектора на стороне STA. DTI 46 можно использовать для дальнейшей подготовки формирования луча и для передачи данных. BI 40 может дополнительно включать в себя дополнительные интервалы, такие как интервал передачи оповещений (ATI) (не показан), который может, например, непосредственно предшествовать DTI 46.
В рамках IEEE 802.11ad STA 14, 14' может упоминаться как направленная мультигигабитная (DMG) STA, и маячковый сигнал может упоминаться как маяк DMG. В рамках IEEE 802.11ad AP 12 иногда упоминаются как точки управления с персональным BSS (PBSS) (PCP). В этом описании оба выражения будут использоваться взаимозаменяемо.
Передача DMG обычно подразумевает STA, имеющее множество антенных секторов. Различные антенные сектора обеспечивают различные характеристики в различных направлениях. IEEE 802.11ad включает в себя спецификации формирования луча (BF), которые относятся к процессу, с помощью которого "обучается" направленная линия связи, чтобы удовлетворять требуемому бюджету линии связи. Эти спецификации включают в себя процесс 50 развертки на уровне сектора (SLS), такой как показан на фиг. 4. Станция, инициирующая SLS 50, упоминается как инициатор, и другая станция упоминается как ответчик. Во время SLS 50 тестируются различные комбинации антенных секторов инициатора и антенных секторов ответчика, для нахождения удовлетворительных комбинаций. Более конкретно, на первой стадии SLS кадры 52 с разверткой сектора (SSW) (иногда альтернативно упоминаются как кадры BF) последовательно излучаются различными секторами антенны-инициатора. Первую стадию SLS можно проводить, например, во время части интервала 42 для передачи маячковых сигналов (BTI) BI 40.
На второй стадии SLS 50 ответчик последовательно передает кадры 54 SSW через его различные антенные секторы. Кадры 54 SSW, излучаемые ответчиком, включают в себя сигнал обратной связи, относящийся к мощности сигналов, принимаемых из различных секторов инициатора. Например, вторая стадия SLS 50 может быть выполнена во время A-BFT 44 или DTI 46 BI 40.
На третьей стадии инициатор может передать сигнал 56 обратной связи SSW (SSW-FB) в ответчик. SSW-FB указывает мощность сигналов, принятых из различных антенных секторов ответчика и выбранных секторов и антенны.
На четвертой стадии ответчик может отправить подтверждение SSW-FB 58. Процесс 50 SLS может определить комбинацию функционирующих секторов, обеспечивающих эффективную направленную связь.
Как правило, процесс 50 SLS сопровождается процедурой улучшения луча (BRP), которая может осуществлять поиск для нахождения оптимальных параметров для заданной комбинации секторов. Отслеживание луча можно выполнять для проверки и попытки скорректировать качество сигнала во время передачи данных. Стандартный кадр 60 SSW, заданный в разделе 8.3.1.16 стандарта 802.11ad, показан на фиг. 5 и имеет 26 байтов.
Так как кадр 60 SSW периодически используется как инициатором, так и ответчиком во время SLS 50, сторона поля (т.е. количество битов) непосредственно связана с использованием полосы пропускания. Поэтому желательно, чтобы формат кадров SSW 60 был ограничен размером при сохранении его функциональных возможностей и до некоторой степени учитывал возможную эволюцию стандарта. В случае IEEE 802.11ad, когда AP 12 является инициатором, и ассоциированная STA 14 является ответчиком, несколько полей кадра 60 SSW остаются неиспользованными. Таким образом, остается место для улучшений.
14 марта 2016 г. был представлен документ IEEE 802.11-16/0416-01-00, озаглавленный "Формат с короткой SSW (Short SSW Format) для 11ay". Это представление имело место в контексте изменения 11ay, которое направлено на создание 11ad. Этот документ предусматривает обеспечение возможностей кадра 65 с короткой SSW, который можно использовать вместо стандартного кадра 60 SSW 11ad, когда обе станции настроены на его поддержку. В рамках 11ay предусмотрены STA 12, 14, 14', имеющие радиопередатчик, способный передавать и принимать блоки данных протокола (PPDU) физического уровня (PHY) улучшенного DMG (EDMG). Соответственно, эти возможности кадра с короткой SSW могут потребовать, чтобы обе STA, осуществляющие SLS, были STA EDMG. Формат 65 с короткой SSW, предложенный в данном документе, представлен на фиг. 6 и имеет размер 6 байтов. Предложенный формат 65 кадра с короткой SSW может быть описан как формат 60 стандартного кадра SSW с несколькими сжатыми или удаленными полями.
Действительно, формат кадра 60 с некороткой SSW включает в себя адрес 62 приемника (48 битов) и адрес 64 передатчика (48 битов). Предложенный формат 65 кадра с короткой SSW включает в себя 16-битовое поле 66 адресации для замены 96 битов формата 60 кадра с некороткой SSW. Следует отметить, что это предложение не определяет формат 66 поля адресации для формата короткой SSW.
Хотя существующий протокол и материалы, поданные на рассмотрение относительно диапазона волн 60 ГГц, были в некоторой степени удовлетворительными, тем не менее, остается место для улучшений.
Сущность изобретения
В соответствии с одним аспектом выполнен формат поля адресации для формата кадра с короткой SSW в 11ay. Формат 68 поля адресации проиллюстрирован на фиг. 7 и точно определяет использование 8-битового ID ассоциации адреса приемника (AID RA), расположенного рядом с 8-битовым ID ассоциации адреса передатчика (AID TA). Формат 68 поля адресации можно использовать для заполнения 16-битового поля 66 адресации формата 65 кадра с короткой SSW, предложенного в документе IEEE 802.11-16/0416-01-00.
По меньшей мере в некоторых сценариях формат 68 поля адресации позволяет уменьшить вероятность конфликта, например, по сравнению с заполнением 16-битового поля с использованием схемы хеширования.
В рамках 11ad AID AP был установлен на ноль. AID STA был назначен AP и мог быть передан из AP в STA (например, в процессе ассоциирования). AID STA можно было передать через информационный элемент возможностей, например, во время BTI. Примерный информационный элемент 70 возможностей представлен на фиг. 8А. Можно увидеть, что примерный информационный элемент 70 возможностей имеет поле 72 ID ассоциации (AID), составляющее в общей сложности 16 битов. Это поле 72 ID ассоциации предназначено для использования в качестве поля AID A-STA. В этих целях использовались только 8 LSB 74 из 16-битового поля 72 AID, 8 MSB 76 были зарезервированы для EDMG и установлены на ноль. В некоторых альтернативных сценариях AID STA можно передавать в информационном элементе операции.
При выполнении SLS в перекрывающемся BSS (OBSS) существует заданная вероятность ложного положительного результата, связанная со сценариями, где все AID AP являются одинаковыми (например, установлены на ноль). Было установлено, что по меньшей мере в некоторых сценариях путем назначения особого AID каждой AP можно было уменьшить эту вероятность ложного положительного результата.
В соответствии с другим аспектом выполнен способ, с помощью которого можно использовать особый ID ассоциации для AP. Этот ID ассоциации может быть особым. Более конкретно, AID может быть особым за счет наличия по меньшей мере значительной вероятности того, что он не будет одинаковым для всех AP, действующих в заданном OBSS. Таким образом, вероятность ложного положительного результата можно уменьшить при работе в OBSS по сравнению, скажем, со сценарием, где все AP имеют одинаковый AID. Способ может включать в себя указание AP для назначения особого AID самой себе. Например, этот процесс может включать в себя выработку AID AP и сохранение его в заданном поле в памяти AP. AID AP может вырабатываться случайным образом или вырабатываться с использованием, например, схем окрашивания. В качестве альтернативы, особую часть существующего ID можно скопировать для использования в качестве AID AP. Например, особую часть размером 48 битов ID BSS, например, 8 MSB или 8 LSB, можно скопировать для использования в качестве AID AP. AID AP можно передать из AID AP в STA по беспроводной среде. STA может принять AID AP из AP и сохранить его в памяти STA.
Было установлено, что по меньшей мере в некоторых сценариях особый AID AP можно передавать из AP в STA путем включения 8 битов AID AP в качестве 8 MSB из 16-битового поля AID. Например, AID AP может быть включен в качестве 8 MSB 16-битового поля 82 AID информационного элемента 80 возможностей, показанного на фиг. 8B. Соответственно, информационный элемент 70 возможностей можно модифицировать таким образом, чтобы он включал в себя AID AP. В таком сценарии AID AP может упоминаться как AID 78 BSS EDMG, и оба выражения можно использовать взаимозаменяемо по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления. Другими словами, AID AP, предназначенный для использования в SLS, можно использовать в качестве AID BSS EDMG, в том числе для любых подходящих применений, отличных от SLS. Более того, в таком сценарии, информационный элемент возможностей может упоминаться, например, как информационный элемент 80 возможностей EDMG. В некоторых сценариях особый AID AP можно передавать в поле другого элемента, например, информационного элемента операции.
Информационный элемент 80 возможностей EDMG может быть передан, например, из AP в STA во время ATI или DTI BI. AID 78 BSS EDMG может быть передан AP в другую STA в процессе ассоциирования, например, делая его частью маяка. AID 78 BSS EDMG может быть передан в другую STA вместе с AID 74 STA. Например, это можно выполнить с использованием 8 MSB 16-битового поля AID для AID AP/AID 78 BSS EDMG и 8 LSB 16-битового поля AID для AID 74 STA. В некоторых вариантах осуществления 16-битовое поле 82 AID можно передать при необходимости из AP в STA в отдельном кадре управления в отличие от информационного элемента возможностей.
Во время использования эти 8 MSB 16-битового формата поля AID можно заполнить с помощью AP в памяти AP, наиболее вероятно ненулевым значением, и в дальнейшем могут использоваться AP. STA может принять AID BSS EDMG из AP и хранить его в памяти STA. STA может затем использовать AID BSS EDMG в качестве AID AP во время SLS или для других целей. AID BSS EDMG может быть отличным от нуля и может быть установлен таким образом, чтобы уменьшить вероятность ложного положительного результата при работе в OBSS. AID BSS EDMG может иметь особое значение, выработанное случайным образом AP или выработанное AP с использованием схемы окрашивания, или другой подходящей схемы или заданным AP путем копирования особой части существующего ID, такого, например, как ID BSS. AID AP можно использовать в качестве AID BSS EDMG или наоборот, и оба выражения могут быть эквивалентными в некоторых вариантах осуществления.
В соответствии с одним аспектом выполнена станция, имеющая процессор, память и радиосхему. Станция обеспечивает формирование луча с другой станцией, используя процесс развертки на уровне сектора (SLS). Процесс SLS включает в себя передачу и прием кадра с разверткой сектора (SSW) в и из другой станции с использованием различных комбинаций антенных секторов. Станция способна использовать кадр с короткой SSW в качестве упомянутого кадра SSW. Кадр данных с короткой SSW, имеющий формат поля адресации, точно определяет ID ассоциации адреса приемника (AID RA) и ID ассоциации адреса передатчика (AID TA).
AID RA и AID TA могут иметь, каждый в отдельности, 8 битов и могут находиться рядом друг с другом в кадре с короткой SSW.
Станция может быть пользовательским оборудованием (UE), где UE выполнено с возможностью приема ID ассоциации адреса (AID STA) после ассоциирования с точкой доступа (AP) и использования AID STA в качестве одного из AID RA и AID TA в зависимости от того, принимает или передает UE, соответственно, на данном этапе процесса SLS.
UE можно дополнительно выполнить с возможностью приема ID ассоциации адреса AP (AID AP) после упомянутого ассоциирования с упомянутой точкой доступа и использования AID AP в качестве другого одного из AID RA или AID TA при выполнении процесса SLS с AP.
Пользовательское оборудование может быть мобильным устройством.
Станция может быть точкой доступа (AP), где AP выполнена с возможностью назначения особого ID ассоциации адреса AP (AID AP) самой себе, передачи особого AID AP и использования AID AP в качестве AID RA или AID TA в зависимости от того, принимает или передает AP, соответственно, на данном этапе процесса SLS.
AID AP может вырабатываться случайным образом AP.
AID AP может вырабатываться AP с использованием схемы хеширования.
Схема хеширования может быть схемой окрашивания, основанной на ID BSS AP.
AP можно выполнить с возможностью хранения AID AP в виде 8 MSB AID BSS AP.
AP можно выполнить с возможностью назначения ID ассоциации адреса (AID STA) другой станции в процессе ассоциирования, передачи AID AP в другую станцию в процессе ассоциирования и использования AID STA в качестве другого одного из AID RA и AID TA при выполнении SLS с другой станцией.
Станция может быть выполнена с возможностью использования кадра с некороткой SSW в качестве упомянутого кадра данных SSW, где использование упомянутого кадра с короткой SSW может зависеть от того, обладает ли другая станция возможностями кадра с короткой SSW.
Станция может быть станцией EDMG, и обеспечение возможностей кадра с короткой SSW в другой станции может зависеть от того, способна ли другая станция функционировать как станция EDMG.
Формат кадра с короткой SSW имеет 6 байтов и включает в себя последовательно 2 бита для типа пакета, 8 битов для AID RA, 8 битов для AID TA, 11 битов для CDOWN, 2 бита для ID РЧ-цепочки, 11 битов для сигнала обратной связи с короткой SSW, 1 бит для направления, 1 резервный бит и 4 бита для FCS.
В соответствии с другим аспектом выполнен процесс формирования луча между станцией, имеющей множество антенных секторов, и другой станцией. Станция выполняет процесс развертки на уровне сектора (SLS). Процесс SLS включает в себя последовательную передачу множества кадров с короткой разверткой сектора (SSW) в другую станцию, используя соответствующие антенные секторы. Процесс SLS также включает в себя последовательный прием множества кадров с короткой SSW из другой станции. Кадры с короткой SSW имеют формат поля адресации, точно определяющий ID ассоциации адреса приемника (AID RA) и ID ассоциации адреса передатчика (AID TA).
Процесс может дополнительно включать в себя после этапа приема, описанного выше, определение AID другой станции на основе сравнения одного из AID RA и AID TA с ранее введенным AID станции.
Станция может быть станцией, не являющейся AP, и другая станция может быть также станцией, не являющейся AP, где станция, не являющаяся AP, и другая станция, не являющаяся AP, ассоциируются со станцией AP в базовом наборе услуг (BSS).
AID RA и AID TA имеют, каждый в отдельности, 8 битов и находятся рядом друг с другом в формате с короткой SSW.
Станция может быть пользовательским оборудованием, и другой станцией может быть AP. Процесс может дополнительно включать в себя, перед выполнением процесса SLS, прием пользовательским оборудованием ID ассоциации адреса станции (AID STA) после ассоциирования с точкой доступа (AP) и использование AID STA в качестве AID RA или AID TA в зависимости от того, принимает или передает пользовательское оборудование, соответственно, на данном этапе процесса SLS.
Процесс может дополнительно включать в себя прием пользовательским оборудованием ID ассоциации адреса AP (AID AP) после упомянутого ассоциирования и использование AID AP в качестве AID RA или AID TA, если требуется, при выполнении процесса SLS с AP.
Другая станция может принять AID AP в форме AID BSS EDMG в пределах информационного элемента возможностей EDMG.
Другая станция может принять AID AP в 8-битовом поле, предусмотренном непосредственно рядом с 8-битовым полем AID STA.
Другая станция может принять AID AP во время ассоциирования с AP.
Другая станция может принять AID AP во время формирования луча.
Другая станция может принять AID AP во время интервала передачи сигнала маяка.
Станция может быть точкой доступа (AP). Процесс может дополнительно включать в себя, перед выполнением процесса SLS, назначение AP особого ID ассоциации адреса (AID AP) сомой себе и использование AID AP в качестве AID RA или AID TA в зависимости от того, принимает или передает AP на данном этапе процесса SLS.
Процесс может дополнительно включать в себя выработку случайным образом AP AID AP и сохранение AID AP в поле AID AP в памяти.
Процесс может дополнительно включать в себя выработку AID AP AP с использованием схемы хеширования и сохранение AID AP в поле AID AP в памяти.
Схема хеширования может быть схемой окрашивания, основанной ID BSS AP.
Процесс может дополнительно включать в себя копирование AP особой части ID BSS в поле AID AP в памяти.
Процесс может дополнительно включать в себя, перед выполнением SLS, назначение AP ID ассоциации адреса (AID STA) другой станции и передачу AID AP в другую станцию. Процесс может дополнительно включать в себя использование AID AP STA в качестве AID RA или AID TA, если требуется, при выполнении SLS с другой станцией.
Процесс позволяет дополнительно определить, что другая станция может быть обеспечена возможностями кадра с короткой SSW и может выбрать формат кадра с короткой SSW вместо формата кадра с некороткой SSW для того, чтобы выполнить процесс SLS с другой станцией.
Станция может быть станцией EDMG, и обеспечение возможностей кадра с короткой SSW в другой станции может зависеть от того, может ли другая станция также быть станцией EDMG.
Формат кадра с короткой SSW может иметь 6 байтов и включать в себя последовательно 2 бита для типа пакета 8 битов для AID RA, 8 битов для AID TA, 11 битов для CDOWN, 2 бита для ID РЧ-цепочки, 11 битов для сигнала обратной связи с короткой SSW, 1 бит для направления, 1 резервный бит и 4 бита для FCS.
В соответствии с одним аспектом выполнен процесс подготовки связи между точкой доступа (AP) и другой станцией, причем AP имеет 16-битовое поле ID ассоциации (AID), хранящееся в памяти, при этом 8 младших значащих битов (LSB) 16-битового поля AID используются в качестве AID другой станции (AID STA), причем процесс содержит: заполнение AP 8 старших значащих битов (MSB) 16-битового поля AID особым 8-битовым значением.
Этап заполнения 8 MSB 16-битового поля AID может включать в себя редактирование нулевого значения до особого значения AID AP.
Процесс может дополнительно включать в себя выработку случайным образом AP особого 8-битового значения AID AP.
Процесс может дополнительно включать в себя выработку AP 8-битового значения AID AP с использованием схемы хеширования.
Схема хеширования может быть схемой окрашивания, основанной на ID BSS.
Этап заполнения 8 MSB 16-битового поля AID включает в себя копирование особой последующей 8-битовой части 48-битового ID базового набора услуг, хранящегося в памяти.
Процесс может дополнительно включать в себя передачу AP 16-битового поля 82 AID в другую станцию.
Этап передачи может быть выполнен в контексте этапа ассоциирования другой станции с BSS.
Этап передачи может быть выполнен в контексте интервала передачи сигнала маяка.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID вместе с ID ассоциации адреса станции (AID STA).
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID в информационный элемент возможностей EDMG.
Информационный элемент возможностей EDMG может иметь 1 байт для ID элемента, 1 байт для длины, 6 байтов для адреса STA, 1 байт для AID BSS EDBG; 1 байт для AID, 8 байтов для информации о возможностях STA EDMG и 2 байта для информации о возможностях PCP/AP EDMG.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID поверх сигнала маяка DMG.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID в кадре ответа на запрос ассоциации или на повторный запрос ассоциации.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID в кадре подтверждения гранта.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID в кадре ответа на зондирование.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID в информационном элементе.
Информационный элемент может быть расширенным элементом планирования, элементом многочисленных BSSID, непередаваемым элементом возможностей BSSID и/или элементом изменения параметра BSS DMG.
Этап передачи может включать в себя передачу 16-битового поля AID путем включения его в кадр управления.
Процесс может дополнительно включать в себя выполнение AP процесса развертки на уровне сектора (SLS), в том числе последовательную передачу множества кадров с короткой разверткой сектора (SSW) в другую станцию с использованием соответствующих антенных секторов и последовательный прием множества кадров с короткой SSW из другой станции, причем кадры с короткой SSW имеют формат поля адресации, точно определяющий ID ассоциации адреса приемника (AID RA) и ID ассоциации адреса передатчика (AID TA), и AP использует AID BSS EDMG в качестве AID RA или AID TA в зависимости от того, принимает или передает AP, соответственно, на данном этапе процесса SLS.
Процесс может дополнительно включать в себя, перед выполнением SLS, назначение AP ID ассоциации адреса (AID STA) другой станции и установление связи AID AP с другой станцией.
Процесс может дополнительно включать в себя использование AID AP STA в качестве AID RA или AID TA, если требуется, при выполнении SLS с другой станцией.
В соответствии с одним аспектом выполнен процесс подготовки связи между точкой доступа (AP) и другой станцией. В процессе AP имеет 16-битовое поле ID ассоциации, хранящееся в памяти, при этом 8 младших значащих битов (LSB) 16-битового поля AID имеют особое значение для использования в качестве AID другой станции (AID STA). Кроме того, 8 старших значащих битов (MSB) 16-битового поля AID имеют особое 8-битовое значение для использования в качестве AID AP (AID AP). Процесс может содержать прием другой станцией 16-битового поля AID из AP.
Другая станция может принять 16-битовый AID в информационном элементе возможностей EDMG. AID AP можно предусмотреть в виде AID BSS EDMG в информационном элементе возможностей EDMG.
Другая станция может принять 16-битовый AID в контексте ассоциации с AP.
Другая станция может принять 16-битовый AID во время формирования луча.
Другая станция может принять 16-битовый AID в течение интервала передачи сигнала маяка.
Многие дополнительные признаки и их комбинации, касающиеся настоящих улучшений, будут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На чертежах:
фиг. 1 – схематичное представление, показывающее базовый набор услуг (BSS) в соответствии с уровнем техники;
фиг. 2 – схематичное представление станции, которая может быть задействована для использования в качестве ассоциированной станции или станции точки доступа в BSS (фиг. 1), в соответствии с уровнем техники;
фиг. 3 – схематичное представление формата интервала передачи маячковых сигналов, который можно использовать при беспроводной связи между станциями BSS, в соответствии с уровнем техники;
фиг. 4 – схематичное представление процесса развертки на уровне сектора (SLS), который можно использовать для формирования луча между двумя станциями, поддерживающими беспроводную связь в пределах BSS, в соответствии с уровнем техники;
фиг. 5 – схематичное представление, показывающее формат кадра с разверткой сектора (SSW), используемой в SLS, как это определено в рамках IEEE 802.11ad, в соответствии с уровнем техники;
фиг. 6 – схематичное представление, показывающее предложенный формат кадра с короткой SSW, в соответствии с уровнем техники, с неуказанным форматом поля адресации;
фиг. 7 – схематичное представление формата кадра с короткой SSW с форматом поля адресации с двумя AID для использования в рамках IEEE 802.11ay;
на фиг. 8А показан примерный информационный элемент возможностей;
на фиг. 8B показан примерный информационный элемент возможностей, который используется для передачи AID AP из AP в A-STA.
на фиг. 9А и 9B показаны таблицы, в которых представлены вычисления вероятности ложного положительного результата для различного количества перекрывающихся BSS с изменяющимся количеством станций в расчете на один BSS, при этом на фиг. 9А представлен формат хешированного поля адресации, и на фиг. 9B представлен формат с двумя полями адресации AID;
на фиг. 10А-10D представлены значения таблиц (фиг. 9А и 9B) в графическом виде;
на фиг. 11А показана последовательность декодирования для формата хешированного поля адресации, и на фиг. 11B показана последовательность декодирования для формата с двумя полями адресации AID.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 показан пример базового набора 10 услуг (BSS), который может иметь две или более станций (STA) 12, 14, 14'. STA 12, 14, 14' могут осуществлять беспроводную связь друг с другом в диапазоне 60 ГГц, например, для направленной мультигигабитной (DMG) беспроводной связи. Одна из станций 12, 14, 14', показанных на фиг. 1, является точкой доступа (AP) 12, которая альтернативно может упоминаться как точка управления PBSS (PCP) в рамках 802.11ad. Другие станции представляют собой STA 14, 14', не являющиеся AP.
Прежде чем будет разрешено поддерживать связь с другими станциями 12, 14' в пределах BSS 10, STA 14, не являющиеся AP, должны выполнять процесс ассоциирования с AP 12; то есть процесс, во время которого STA 14, не являющаяся AP, назначается ID ассоциации (AID). В некоторых вариантах осуществления AP 12 является ассоциированной на постоянной основе. Соответственно, AP не обязательно должна иметь AID в случае, когда инициируется SLS. AP 12 можно выполнить с возможностью назначения AID самой себе, как это подробно будет описано ниже.
Станции 14, 14', не являющиеся AP, могут принимать различные формы, которые в совокупности описываются как пользовательское оборудование (UE), и могут быть мобильными устройствами, такими как ноутбук, планшетные или карманные устройства, такие как смартфон, PDA и т.д. Станции 14, 14', не являющиеся AP, могут также подключаться к объектам, таким как часы, телевизор, игровая видеоприставка, контроллер, интеллектуальная система блокировки или другие устройства в сфере Интернета вещей (IOT). После установления соединения станции 14, 14', не являющиеся AP, могут получить доступ к Интернет 16 через AP 12, или установить связь друг с другом и сформировать сеть, например.
На фиг. 2 показан пример станции 20, которая обеспечивает связь беспроводным образом. Станция 20, как правило, имеет один или более процессоров 22, память 24 и одну или более радиосистем 26. Радиосистема, как правило, включает в себя подсистему 28 передатчика и подсистему 30 приемника, которые подключены к одной или более антеннам 32. Как правило, станция, которая обеспечивает прямую мультигигабитную (DMG) беспроводную связь в диапазоне 60 ГГц, будет иметь более одного антенного сектора, и беспроводное соединение будет подготовлено в процессе формирования луча.
В рамках IEEE 802.11ad процесс формирования луча включает в себя процесс развертки на уровне сектора (SLS) 50, схематично показанный на фиг. 4, который позволяет двум станциям, поддерживающим связь, выбрать благоприятную комбинацию антенных секторов. Одна из двух станций будет действовать как инициатор и начинать передачу последовательности кадров 52 с разверткой секторов (SSW), которые принимаются другой станцией, которые действуют как ответчик. После этой начальной стадии ответчик передает последовательность кадров 54 SSW, которые принимаются инициатором. Во многих примерах AP действует как инициатор, но это не является общим случаем, при этом SLS может быть инициирована между другими комбинациями станций в пределах BSS.
Станция, являющаяся AP или не являющаяся AP, может обеспечить SLS кадра с короткой SSW при наличии соответствующих машиночитаемых инструкций, хранящихся в ее памяти 24. Машиночитаемые инструкции могут исполняться процессором(ами) 22 и могут включать в себя спецификации MAC и PHY для выполнения этапов процесса 50 SLS, такого как выработка кадров 60 SSW. Машиночитаемые инструкции могут включать в себя формат 68 поля адресации из формата кадра с короткой SSW 69.
Кадры 69 с короткой SSW могут быть особенно полезными в приложениях, где одна или обе станции имеют конфигурации большой антенной решетки. В рамках 802.11ay станции будут сохранять способность использовать кадры 60 SSW 802.11ad, которые будут упоминаться для ясности в данном документе как кадры с некороткой SSW. Определение того, можно или нельзя использовать кадр 69 с короткой SSW, может выполняться станциями 12, 14, 14' и может зависеть от таких факторов, обеспечены или нет оба устройства короткой SSW. В частности, станции с расширенными возможностями DMG (EDMG) могут обеспечивать кадры с короткой SSW в рамках 802.11ay.
Одна из проблем при выборе формата поля адресации связана с вероятностью ложного положительного результата (вероятностью конфликта) в контексте окружающей среды с перекрывающимся базовым набором услуг (OBSS).
Формат 68 поля адресации, предложенный для использования в контексте формата 69 кадра с короткой SSW, показан на фиг. 7. Формат 68 поля адресации включает в себя AID 71 адреса приемника (AID RA) и AID 73 адреса передатчика (AID TA). AID двух осуществляющих связь станций можно использовать в поле AID RA и AID TA во время SLS 50. Например, AID инициатора можно использовать в поле AID RA или AID TA в зависимости от того, принимается или передается инициатор во время данной стадии SLS. Формат поля адресации может иметь, в общем, 16 битов, и AID RA и AID TA могут иметь, каждый в отдельности, 8 битов и могут находиться рядом друг с другом. В данном варианте осуществления AID RA имеет 8 MSB из 16-битового формата 68 поля адресации, и AID TA имеет 8 LSB из 16-битового формата 68 поля адресации.
Если AP 12 является приемником или передатчиком и не имеет AID, она может назначить AID самой себе перед выполнением процесса 50 SLS.
Вероятность ложного положительного результата в пределах (P) BSS может основываться на примере "проблемы дня рождения", хорошо известном в теории вероятности в том смысле, что в наборе случайно выбранных людей некоторые пары из них будут иметь день рождения в один и тот же день. Действительно, вероятность может быть основана на выражении:
,
m
где n обозначает количество STA в одном BSS, H равно 2, где m обозначает количество битов.
Лемма 1: вероятность ложного положительного результата в OBSS (b≥2) для хешированного адреса для OBSS с равным количеством STA на один BSS вычисляется по формуле
,
где b обозначает количество BSS, а именно OBSS.
Лемма 2: вероятность ложного положительного результата для вычисления двойного AID в пределах OBSS с равным количеством STA имеет вид:
.
-2
Допустим, p<1% является коэффициентом хорошего ложного положительного результата, который эквивалентен коэффициенту пакетных ошибок (PER) < 10.
Вычисления ложных положительных результатов, основанные на вышеизложенном, были выполнены для: 1) схемы адресации AID RA и TA AID (16-битовый схема с двумя AID); 2) схемы хешированного адреса. Схема хешированного адреса имеет вид A(16 битов):=CRC16(RA(48битов)|TA(48битов)), где A обозначает поле адресации в кадрах с короткой SSW, RA и TA обозначают поле адресации, свойственное кадрам SSW 11ad, и CRC16 обозначает 16-CCITT CRC.
Результаты вычислений представлены в таблице, показанной на фиг. 9А для схемы хешированной адресации, и в таблице, показанной на фиг. 9B для 16-битовой схемы с двумя AID, в которой n представляет собой количество STA, и b представляет собой количество перекрывающихся BSS. Эти результаты изображены в виде графиков, представленных на фиг. 10А-10D, где можно видеть, что 16-битовая схема с двумя AID является предпочтительной по сравнению со схемой хешированного адреса. Различие является особенно существенным в сценариях OBSS с более низкой плотностью и более высокой плотностью станций в расчете на один BSS.
Выбор схемы адресации может также влиять на эффективность декодирования. Действительно, примерная последовательность 80 декодирования со схемой хешированного адреса показана на фиг. 11А, и примерная последовательность 90 декодирования со схемой с двумя AID показана на фиг. 11B. Схема 80 хешированного адреса занимает больше времени при хешировании и согласовании 82 (блочный элемент повторяется N раз), и временная сложность может, в общем, линейно зависеть от размера списка MAC-адресов O(N). Последовательность 90 декодирования схемы с двумя AID является сравнительно более простой и может потребовать меньше времени. В схеме 90 с двумя AID для выполнения идентификации можно дополнительно использовать дополнительную процедуру 92 верификации. Например, можно проверить поля, которые отличаются от полей AID RA и AID TA (таких, например, как ID BSS).
AP может получить команду назначить фиксированный AID самой себе. Например, в 11ad для назначения ID ассоциации с помощью AP могут использоваться следующие правила:
- 1-254 назначаются STA 14, 14';
- 0 назначается AP 12;
- 255 назначается широковещательному адресу.
Понято, что в данном варианте осуществления существует ненулевая вероятность ложного положительного результата для AID AP, когда AID AP установлен постоянно на 0 и действует в OBSS. Действительно, указание вероятности ложного положительного результата в таком контексте можно получить путем адаптации вычислений, представленных выше, в 8-битовом контексте вместо 16-битового контекста.
Было установлено, что по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления можно уменьшить вероятность последнего ложного положительного результата путем назначения особого AID AP. AID AP может быть "особым", если он имеет вероятность отличия от AID других AP в OBSS. Особый AID AP можно назначить таким образом, чтобы AID AP имели достаточно высокую вероятность отличия среди различных AP в OBSS. Особый AID AP может иметь относительно высокую вероятность (например, 0,5), отличную от нуля. Например, AP может получить инструкцию назначить произвольный AID самой себе. В качестве альтернативы, AP может получить инструкцию назначить AID самой себе, основываясь на схеме хеширования, такой, например, как схема окрашивающая. Схема окрашивания может базироваться на ID BSS (48 битов).
В еще одном варианте осуществления AP может получить инструкцию использовать специфическую особую часть последовательных битов с существующим значением, таким как 8 MSB или 8 LSB ID BSS, например, как AID AP. В каждом из этих последних примеров AID AP можно считать особым AID AP по сравнению со сценарием с фиксированным AID, таким как тот, в котором все AID AP установлены на ноль. В самом деле, это может привести к значительно более низкой вероятности выработки одинакового AID для двух или более AP в OBSS и тем самым снизить риск конфликта в OBSS.
Было установлено, что такое значение, выработанное AP, может иметь другие применения в дополнение к тому, которое было представлено выше в контексте короткой SSW. Например, в DMG информационный элемент 70 возможностей, имеющий 16 битов для поля AID, может использоваться для AID STA. Однако только 8 LSB были использованы для STA AID, при этом 8 MSB были зарезервированы для EDMG. Эти 8 MSB этого поля AID можно использовать, заполнив их с особым значением AID AP, как показано на фиг. 8B, который в этом контексте может упоминаться как AID 78 BSS EDMG. После того, как STA осуществило прием, AID 78 BSS EDMG можно использовать для любых подходящих применений, которые могут отличаться от формата кадра с короткой SSW.
Было установлено, что может быть полезным указать AP, назначить ненулевое значение AID BSS EDMG. Было также установлено, что было бы полезным использовать ненулевой AID BSS EDMG, который имеет высокую вероятность отличия от AID BSS EDMG других AP в OBSS. Может быть полезным, чтобы AP вырабатывало одно значение, которое можно было бы затем использовать в качестве AID AP для короткой SSW и также в качестве AID BSS EDMG для любого другого подходящего применения. В соответствии с существующим стандартом оба этих значения имеют 8 битов. Это значение AID BSS EDMG/AID AP может передаваться из AP в STA в процессе ассоциации STA или, например, в любое другое подходящее время. Соответственно, AID AP, используемый в контексте короткой SSW, представленной выше, может упоминаться как AID BSS EDMG.
Соответственно, AID BSS EDMG может быть случайно (например, псевдослучайно) выработан AP или может иметь особое значение. Значение AID BSS EDMG может быть заполнено в 8 MSB 16-битового поля 82 AID. AP можно указать заполнить 8 MSB 16-битового поля AID особым значением AID 78 BSS EDMG.
Когда A-STA запускает SLS с короткой SSW, она может использовать AID BSS EDMG в качестве AID AP (т.е. в качестве AID RA или AID TA) в формате кадра с короткой SSW. Более конкретно, A-STA может создать кадр с короткой SSW путем заполнения поля 68 адресации 16-битовым полем 82 AID, например.
Альтернативно, особое значение AID BSS EDMG может использоваться STA для целей, отличных от SLS, и не использоваться, например, в качестве AID AP во время SLS.
Существуют различные способы, с помощью которых AID AP/AID BSS EDMG может передаваться из AP в STA. Первым примером является использование AID AP в качестве части информационного элемента 80 возможностей EDMG, который показан на фиг. 8B. Информационный элемент 80 возможностей EDMG может быть, например, присоединен (например, "вложен") к маяку DMG в контексте BTI 42.
Другие примеры возможных способов передачи AID AP/ BSS EDMG AID могут включать в себя:
a) отправку иным образом поверх маяка DMG;
b) передачу с помощью кадра ответа на запрос ассоциации или повторной ассоциации (кадра управления, в котором он может быть включен в информационный элемент 82 возможностей EDMG или другой элемент, например);
c) передачу с помощью кадра подтверждения гранта (кадра управления);
d) передачу с помощью кадра ответа на зондирование (кадра управления);
e) передачу с помощью элемента расширенного планирования (элемент расширенного планирования представляет собой информационный элемент, который может быть вложен в любой подходящий кадр управления);
f) передачу с помощью элемента с многочисленными BSSID (элемент с многочисленными BSSID представляет собой информационный элемент, который может быть вложен в любой подходящий кадр управления);
g) передачу с помощью элемента возможностей непереданного BSSID (другого информационного элемента, который может быть вложен в любой подходящий кадр управления); и
h) передачу с помощью элемента изменения параметра BSS DMG (еще одного информационного элемента, который может быть вложен в любой подходящий кадр управления).
Обращаясь к фиг. 11B, последовательность 90 декодирования со схемой с двумя AID может при необходимости включать в себя процедуру 92 дополнительной верификации. Процедуру 92 дополнительной верификации можно использовать для дополнительного уменьшения вероятности конфликта. Процедура 92 дополнительной верификации может включать в себя, например, использование поля 75 для сигнала обратной связи с короткой SSW (фиг. 7). Процедура 92 дополнительной верификации может включать в себя обеспечение дополнительной степени случайности. Например, во время развертки сектора инициатора (ISS) или одноадресных кадров поле 75 для сигнала обратной связи с короткой SSW может быть зарезервировано для проверки правильности 10 битов ID с укороченным BSS. В более общем случае, если поле 75 для сигнала обратной связи с короткой SSW не использовалось, его можно использовать в контексте настоящего раскрытия для добавления другой информации, такой как ID сектора, информации об ID BSS и т.д.
Как можно понять, описанные выше и проиллюстрированные примеры предназначены только для примера. Объем изобретения ограничен прилагаемой формулой изобретения.