СПОСОБ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОРОТКИХ АДРЕСОВ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ
METHOD AND DEVICE TO USE SHORT ADDRESSES IN COMMUNICATION SYSTEM

Родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на выдачу патента США № 60/812011, зарегистрированной 7 июня 2006 года, озаглавленной «A METHOD AND APPARATUS FOR L2TP TUNNELING» («СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУННЕЛИРОВАНИЯ L2TP»), и приоритет предварительной заявки на выдачу патента США № 60/812012, зарегистрированной 7 июня 2006 года, озаглавленной «A METHOD AND APPARATUS FOR ADDRESSING MULTIPLE ACCESS POINTS» («СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДРЕСАЦИИ МНОГОЧИСЛЕННЫХ ТОЧЕК ДОСТУПА»), каждая из которых таким образом явно включена в материалы настоящей заявки посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение направлено на способы и устройство для связи, а более точно на способы и устройство, имеющие отношение к маршрутизации пакетов.
Уровень техники
Системы беспроводной связи часто включают в себя множество точек доступа (AP) и/или других элементов сети в дополнение к терминалам доступа, например мобильным или другим устройствам конечных узлов. Во многих случаях терминалы доступа, нормально, поддерживают связь с точками доступа через беспроводные линии связи, в то время как другие элементы в сети, например AP, обычно поддерживают связь через неэфирные линии связи, например кабельные или проводные линии связи. В случае эфирной линии связи ширина полосы является дорогостоящим ограниченным ресурсом. Соответственно, желательно, чтобы связь по эфирной линии связи выполнялась эффективным образом, без излишней служебной нагрузки.
Линии связи между точками доступа и/или другими сетевыми устройствами часто менее ограничены с точки зрения ширины полосы, чем эфирные линии связи между терминалами доступа и точками доступа. Соответственно, больший объем служебной нагрузки в показателях длины адресов и/или другой информации может быть приемлемым на линии связи транзитного соединения, чем на эфирной линии связи.
Хотя IP-адреса (протокола межсетевого взаимодействия сети Интернет) успешно использовались в сетях в течение многих лет, они имеют тенденцию включать в себя довольно значительное количество бит. Для связи по эфирным линиям связи было бы желательным, если бы на эфирной линии связи могли использоваться более короткие адреса. Однако было бы желательным, чтобы любые изменения в отношении адресов, используемых на эфирной линии связи, не исключали использование IP-адресов на других линиях связи, например линиях связи транзитных соединений.
Сущность изобретения
Описаны способы и устройство для осуществления связи между терминалом доступа (AT) и удаленным устройством через точку доступа (AP). Для связи через эфирную линию связи между AP и AT для маршрутизации пакетов на/с удаленного устройства используется короткий адрес, соответствующий удаленному устройству. Это сберегает ресурсы эфирной линии связи. Однако для поддержания связи между AP и удаленным устройством используется более длинный адрес, например полный IP-адрес, соответствующий удаленному устройству. AT осуществляет преобразование между длинным и коротким адресами по мере того, как информация, например пакеты, передается между удаленным устройством и AT. Длинным адресом, например, может быть IP-адрес, соответствующий удаленному устройству, используемый для маршрутизации пакетов через туннель уровня 2 между удаленным устройством и AP. В некоторых вариантах осуществления удаленным устройством является удаленная точка доступа. Короткий адрес, соответствующий удаленному устройству, в некоторых вариантах осуществления является укороченным вариантом полного IP-адреса, соответствующего удаленному устройству. Однако короткий адрес не обязан быть укороченным вариантом IP-адреса, используемого в туннеле уровня 2, и может быть любым адресом, назначенным, чтобы соответствовать длинному, например полной длины, IP-адресу удаленного устройства, но имеющим меньше бит, чем длинный адрес. В некоторых вариантах осуществления AT, который осуществляет связь с удаленным устройством, ответственен за указание AP короткого адреса, который должен использоваться на эфирной линии связи для данного длинного адреса. Это может делаться AT, передающим сигнал, например сообщение, указывающее, что конкретный длинный адрес отображается в конкретный короткий адрес, доставленный с AT. Для того чтобы реализовывать отображение между длинным и коротким адресами, AP хранит информацию об отображении. При приеме пакета, например туннелированного пакета, включающего в себя длинный адрес, соответствующий удаленному устройству, AP определяет соответствующий короткий адрес по справочной таблице. AP затем передает полезную нагрузку пакета на AT с использованием короткого адреса удаленного устройства вместо длинного адреса удаленного устройства. Этим способом полезная нагрузка пакета передается на AT, причем отправитель идентифицирован с использованием короткого адреса, в противоположность полному длинному адресу. AT знает отображение между длинным и коротким адресами и способен идентифицировать первоисточник полезной нагрузки пакета. Что касается пакетов, направляемых на удаленное устройство, AT отправляет полезную нагрузку пакета с коротким адресом удаленного устройства на AP. AP затем отыскивает короткий адрес, заменяет его длинным, например полным IP-адресом, а затем пересылает полезную нагрузку пакета на удаленное устройство с использованием длинного адреса удаленного устройства для указания пункта назначения отправляемого пакета. Этим способом AT может поддерживать связь через эфирную линию связи с использованием меньшего количества бит для идентификации удаленного устройства в качестве планируемого пункта назначения содержимого пакета, чем потребовалось бы, если бы длинный адрес использовался на эфирной линии связи между AT и AP.
Примерный способ работы точки доступа для передачи информации на терминал доступа, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит прием пакета с удаленного устройства, причем упомянутый пакет включает в себя длинный адрес и информацию, которая должна быть передана; определение короткого адреса, соответствующего упомянутому длинному адресу, который должен использоваться для передачи по линии связи, причем упомянутый короткий адрес включает в себя меньше бит, чем упомянутый длинный адрес; и передачу упомянутой информации, которая должна быть передана, с коротким адресом на упомянутый терминал доступа. Еще один примерный способ работы точки доступа для передачи информации на удаленное устройство, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит прием пакета с терминала доступа, причем упомянутый пакет включает в себя короткий адрес и информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство; определение длинного адреса, соответствующего упомянутому короткому адресу, который должен использоваться для передачи пакета на упомянутое удаленное устройство, причем упомянутый длинный адрес включает в себя больше бит, чем упомянутый короткий адрес; и отправку упомянутой информации, которая должна быть передана, с длинным адресом, на упомянутое удаленное устройство. Примерная точка доступа для передачи информации на терминал доступа содержит сетевой интерфейс для приема пакета с удаленного устройства через сетевое соединение, причем упомянутый пакет включает в себя длинный адрес и информацию, которая должна быть передана; модуль отображения длинного адреса в короткий адрес для определения короткого адреса, соответствующего упомянутому длинному адресу, причем упомянутый короткий адрес предназначен для использования на беспроводной линии связи, упомянутый короткий адрес включает в себя меньше бит, чем упомянутый длинный адрес; модуль формирования пакета нисходящей линии связи для формирования пакета, включающего в себя упомянутый короткий адрес и упомянутую информацию, которая должна быть передана; и беспроводный передатчик для передачи, через упомянутую беспроводную линию связи, пакетов нисходящей линии связи.
Примерный способ работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит передачу на упомянутую точку доступа сообщения, указывающего отображение между коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства; и передачу информации, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство, через эфирную линию связи на упомянутую точку доступа с коротким адресом, соответствующим упомянутому удаленному устройству. Еще один примерный способ работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит передачу на упомянутую точку доступа сообщения, указывающего отображение между коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства; и передачу информации, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство, через эфирную линию связи на упомянутую точку доступа, с коротким адресом, соответствующим упомянутому удаленному устройству. Примерный терминал доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа содержит модуль формирования сообщения отображения для формирования сообщения, указывающего отображение между коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства; модуль формирования пакетов для формирования пакетов данных, направленных на упомянутое удаленное устройство, причем упомянутые пакеты включают в себя короткий адрес, используемый упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и информацию, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство; и беспроводный передатчик для передачи упомянутого сообщения с информацией об отображении и сформированных пакетов на упомянутую точку доступа.
Хотя различные варианты осуществления описаны выше в разделе, характеризующем сущность изобретения, должно приниматься во внимание, что не обязательно всем вариантам осуществления включать в себя одни и те же признаки, и некоторые из признаков, описанных выше, не обязательны, но могут быть желательными в некоторых вариантах осуществления. Многочисленные дополнительные признаки, варианты осуществления и преимущества подробно обсуждены в описании, которое следует.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует систему беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления.
Фиг.2 - структурная схема примерной системы связи.
Фиг.3 иллюстрирует примерную сеть, включающую в себя распределенную архитектуру сети доступа (AN) и терминал доступа (AT).
Фиг.4 иллюстрирует примерную сеть, включающую в себя централизованную архитектуру AN и AT.
Фиг.5 - блок-схема примерного способа работы точки доступа для передачи информации на терминал доступа.
Фиг.6 - блок-схема примерного способа работы точки доступа для передачи информации на удаленное устройство, например удаленную точку доступа.
Фиг.7 - схема примерной точки доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.
Фиг.8 - блок-схема примерного способа работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа.
Фиг.9 - блок-схема примерного способа работы терминала доступа для приема информации с удаленного устройства через точку доступа.
Фиг.10 - схема примерного терминала доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.
Подробное описание
Системы беспроводной связи широко применяются для поставки различных типов коммуникационного контента, такого как речевой, информационный и так далее. Эти системы могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с многочисленными пользователями посредством совместного использования имеющихся в распоряжении системных ресурсов (например, ширины полосы и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя всемирную функциональную совместимость для микроволнового доступа (WiMAX), инфракрасные протоколы, такие как IrDA (Ассоциации по средствам передачи данных в инфракрасном диапазоне), беспроводные протоколы/технологии ближнего действия, технологии Bluetooth, протокол ZigBee, сверхширокополосный (UWB) протокол, домашнюю радиочастотную сеть (HomeRF), протокол совместно используемого беспроводного доступа (SWAP), широкополосную технологию, такую как WECA (Ассоциации контроля совместимости с беспроводным Ethernet), стандарт ассоциации беспроводной точности (ассоциации Wi-Fi), сетевую технологию 802.11, технологию коммутируемой телефонной сети общего пользования, технологию гетерогенной сети связи общего пользования, такой как сеть Интернет, частную сеть беспроводной связи, сеть наземной подвижной связи, множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), широкополосный множественный доступ с кодовым разделением (WCDMA), универсальную систему мобильных телекоммуникаций (UMTS), усовершенствованную службу мобильных телефонов (AMPS), множественный доступ с временным разделением (TDMA), множественный доступ с частотным разделением (FDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA), глобальную систему мобильной связи (GSM), технологию радиопередачи (RTT) на одиночной несущей (1X), технологию высокоскоростной системы обмена пакетными данными (EV-DO), общую службу пакетной радиопередачи (GPRS), развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE), высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи (HSDPA), аналоговые и цифровые спутниковые системы и любые другие технологии/протоколы, которые могут использоваться в по меньшей мере одной из сети беспроводной связи и сети передачи данных.
Обычно системы беспроводной связи множественного доступа могут одновременно поддерживать связь для многочисленных беспроводных терминалов. Каждый терминал поддерживает связь с одной или более базовых станций посредством передач по прямой и обратной линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций к терминалам, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от терминалов к базовым станциям. Эта линия связи может устанавливаться через систему с одним входом и одним выходом, множеством входов и одним выходом или множеством входов и множеством выходов (MIMO).
Со ссылкой на фиг.1 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления. Точка 100 (AP) доступа включает в себя множество групп антенн: одна включает в себя 104 и 106, другая включает в себя 108 и 110, и дополнительная включает в себя 112 и 114. На фиг.1 только две антенны показаны для каждой группы антенн, однако, больше или меньше антенн может использоваться для каждой группы антенн. Терминал 116 доступа (AT) осуществляет связь с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 передают информацию на терминал 116 доступа по прямой линии 120 связи и принимают информацию с терминала 116 доступа по обратной линии 118 связи. Терминал 122 доступа осуществляет связь с антеннами 106 и 108, где антенны 106 и 108 передают информацию на терминал 122 доступа по прямой линии 126 связи и принимают информацию с терминала 122 доступа по обратной линии 124 связи. В системе FDD (дуплексный режим с частотным разделением), линии 118, 120, 124 и 126 связи могут использовать разные частоты для связи. Например, прямая линия 120 связи может использовать иную частоту, чем используемая обратной линией 118 связи.
Каждая группа антенн и/или зона, в которой они предназначены для поддержания связи, часто упоминается как сектор точки доступа. В варианте осуществления каждая из групп антенн предназначена для поддержания связи с терминалами доступа в секторе или зоне, покрываемой точкой 100 доступа.
При передаче по прямым линиям 120 и 126 связи передающие антенны точки 100 доступа используют формирование диаграммы направленности, для того чтобы улучшать отношение сигнал/шум прямых линий связи для разных терминалов 116 и 122 доступа. К тому же, точка доступа, использующая формирование диаграммы направленности для передачи на терминалы доступа, рассредоточенные случайным образом по ее зоне покрытия, вызывает меньше помех для терминалов доступа в соседних сотах, чем точка доступа, передающая через одиночную антенну на все свои терминалы доступа.
Точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для поддержания связи с терминалами, и также может упоминаться как узел доступа, узел В, базовая станция, или некоторой другой терминологией. Терминал доступа также может называться устройством доступа, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, беспроводным терминалом, мобильным терминалом, мобильным узлом, конечным узлом, или некоторой другой терминологией.
Фиг.2 - структурная схема варианта осуществления примерной точки 210 доступа и примерного терминала 250 доступа в системе 200 MIMO. В точке 210 доступа данные трафика для некоторого количества потоков данных выдаются из источника 212 данных в процессор 214 данных передачи (TX).
В варианте осуществления каждый поток данных передается через соответственную передающую антенну. Процессор 214 данных TX форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для такого потока данных, чтобы подготовить кодированные данные.
Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с данными пилот-сигналов с использованием технологий OFDM. Данные пилот-сигнала типично являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным образом, и могут использоваться в системе приемника для оценки характеристики канала. Мультиплексированный пилот-сигнал и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (например, посимвольно отображаются) на основании конкретной схемы модуляции (например, BPSK (двоичной фазовой манипуляции), QPSK (квадратурной фазовой манипуляции), M-PSK (M-позиционной фазовой манипуляции) или M-QAM (M-позиционной квадратурной амплитудной манипуляции)), выбранной для такого потока данных, чтобы подготовить символы модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться командами, выполняемыми процессором 230.
N
N
T
T
Символы модуляции для каждого из потоков данных затем выдаются в процессор 220 MIMO TX, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 220 MIMO TX затем выдает  потоков символов модуляции на  передатчиков (TMTR), с 222a по 222t. В определенных вариантах осуществления процессор 220 MIMO TX применяет веса формирования диаграммы направленности к символам потоков данных и к антенне, с которой передаются символы.
N
N
T
T
Каждый передатчик (222a, ..., 222t) принимает и обрабатывает соответственный поток символов для предоставления одного или более аналоговых сигналов, и дополнительно преобразует (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для подготовки модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO.  модулированных сигналов из передатчиков с 222a по 222t затем передаются с  антенн со 224a по 224t, соответственно.
N
R
В терминале 250 доступа переданные модулированные сигналы принимаются  антеннами, с 252a по 752r, и принятые сигналы с каждой антенны 252 выдаются в соответствующий приемник (RCVR) с 254a по 254r. Каждый приемник (254a, ..., 254r) преобразует (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает преобразованный сигнал для выдачи выборок и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы выдавать соответствующий «принятый» поток символов.
N
N
N
R
R
T
Процессор 260 данных RX затем принимает и обрабатывает  принятых потоков символов из  приемников (254a, ..., 254r) на основании конкретной технологии обработки приемника, чтобы выдавать  «детектированных» потоков символов. Процессор 260 данных RX затем демодулирует, обращенно перемежает и декодирует каждый детектированный поток символов, чтобы восстанавливать данные трафика для потока данных. Обработка процессором 260 данных RX является комплементарной по отношению к выполняемой процессором 220 MIMO TX и процессором 214 данных TX в системе 210 передатчика.
Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать (обсуждено ниже). Процессор 270 формулирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть индексов матрицы и часть значения ранга.
Сообщение обратной линии связи может содержать различные типы информации касательно линии связи и/или принимаемого потока данных. Сообщение обратной линии связи затем обрабатывается процессором 238 данных TX, который также принимает данные трафика для некоторого количества потоков данных из источника 236 данных, модулируется модулятором 280, преобразуется передатчиками с 254a по 254r и передается через антенны (252a, 252r), соответственно, обратно на точку 210 доступа.
В точке 210 доступа модулированные сигналы из терминала 250 доступа принимаются антеннами 224, преобразуются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и обрабатываются процессором 242 данных RX для извлечения сообщения обратной линии связи, переданного системой приемника. Процессор 230 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать для определения весов формирования диаграммы направленности, затем обрабатывает извлеченное сообщение.
Память 232 включает в себя процедуры и данные/информацию. Процессоры 230, 220 и/или 242 выполняют процедуры и используют данные/информацию в памяти 232 для управления работой точки 210 доступа и реализации способов. Память 272 включает в себя процедуры и данные/информацию. Процессоры 270, 260 и/или 238 выполняют процедуры и используют данные/информацию в памяти 272 для управления работой терминала 250 доступа и реализации способов.
В одном аспекте простая сеть радиодоступа (SimpleRAN) предназначена для значительного упрощения протоколов связи между сетевыми элементами доступа транзитного соединения в беспроводной сети радиодоступа, наряду с обеспечением быстрой передачи обслуживания для удовлетворения потребностей приложений с низким временем ожидания, таких как VOIP (передача голоса по протоколу IP), при быстром изменении условий радиосвязи.
В одном аспекте сеть содержит терминалы доступа (AT) и сеть доступа (AN).
AN поддерживает как централизованное, так и распределенное применение. Сетевые архитектуры для централизованных и распределенных применений показаны на фиг.3 и фиг.4 соответственно.
Фиг.3 иллюстрирует примерную сеть 300, включающую в себя распределенную AN 302 и AT 303.
Распределенная сетевая архитектура
В распределенной архитектуре, показанной на фиг.3, AN 302 содержит точки доступа (AP) и базовые агенты (HA). AN 302 включает в себя множество точек доступа (APa 304, APb 306, APc 308) и базовый агент 310. В дополнение, AN 302 включает в себя IP-облако 312. AP (304, 306, 308) связана с IP-облаком через линии связи (314, 316, 318), соответственно. IP-облако 312 связано с HA 310 через линию 320 связи.
AP включает в себя:
Сетевую функцию (NF):
- одну на AP и множество NF могут обслуживать одиночный AT.
- Одиночная NF является точкой присоединения уровня IP (IAP) для каждого AT, то есть NF, которой HA пересылает пакеты, отправленные на AT. В примере по фиг.4 NF 336 является текущей IAP для AT 303, как показано линией 322 на фиг.4.
- IAP может меняться (передача обслуживания L3) для оптимизации маршрутизации пакетов через транзитное соединение на AT.
- IAP также выполняет функцию владельца сеанса для AT. (В некоторых вариантах осуществления только владелец сеанса может выполнять конфигурирование сеанса или изменять состояние сеанса.)
- NF действует в качестве контроллера для каждой TF в AP и выполняет функции, подобные выделению, управлению и разбиению ресурсов для AT в TF.
Функции приемопередатчика (TF) или сектор:
- Множество на каждый AP, и множество TF могут обслуживать одиночный AT.
- Обеспечивают присоединение эфирного интерфейса для AT.
- Могут быть разными для прямой и обратной линий связи.
- Меняются (передача обслуживания L2) на основании условий радиосвязи.
В AN 302, APa 304 включает в себя NF 324, TF 326 и TF 328. В AN 302, APb 306 включает в себя NF 330, TF 332 и TF 334. В AN 302, APc 308 включает в себя NF 336, TF 338 и TF 340.
AT включает в себя:
Интерфейс I_x, представленный мобильному узлу (MN) для каждой NF в наборе активных.
Мобильный узел (MN) должен поддерживать мобильность уровня IP на терминале доступа.
AP поддерживает связь с использованием протокола туннелирования, определенного поверх IP. Туннелем является туннель типа IP-в-IP для плоскости данных и туннель L2TP для плоскости управления.
Примерный AT 303 включает в себя множество интерфейсов (I_a 342, I_b 344, I_c 346) и MN 348. AT 303 может быть связан, и иногда связан, с AP_a 304 через беспроводную линию 350 связи. AT 303 может быть связан, и иногда связан, с AP_b 306 через беспроводную линию 352 связи. AT 303 может быть связан, и иногда связан, с AP_c 308 через беспроводную линию 354 связи.
Фиг.4 иллюстрирует примерную сеть 400, включающую в себя распределенную AN 402 и AT 403.
Централизованная сетевая архитектура
В централизованной архитектуре на фиг.4 NF больше не связан логически с одиночной TF, поэтому AN содержит сетевые функции, точки доступа и базовые агенты. Примерная AN 402 включает в себя множество NF (404, 406, 408), множество APs (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414), HA 416 и IP-облако 418. NF 404 связана с IP-облаком 418 через линию 420 связи. NF 406 связана с IP-облаком 418 через линию 422 связи. NF 408 связана с IP-облаком 418 через линию 424 связи. IP-облако 418 связано с HA 416 через линию 426 связи. NF 404 связана с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414)
через линии (428, 430, 432) связи, соответственно. NF 406 связана с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии (434, 436, 438) связи, соответственно. NF 408 связана с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии (440, 442, 444) связи, соответственно.
AP_a 410 включает в себя TF 462 и TF 464. AP_b 412 включает в себя TF 466 и TF 468. AP_c 414 включает в себя TF 470 и TF 472.
Поскольку NF действует в качестве контроллера для TF, и многие NF могут быть логически связаны с одиночной TF, контроллер NF для AT, то есть NF, поддерживающей связь с AT как частью набора активных, выполняет функции выделения, управления и разбиения ресурсов для TF на таком AT. Поэтому множество NF могут управлять ресурсами в одиночной TF, хотя эти ресурсы управляются независимо. В примере по фиг.4 NF 408 является действующей в качестве IAP для AT 403, как показано линией 460.
Оставшаяся часть выполняемых логических функций является такой же, как для распределенной архитектуры.
Примерный AT 403 включает в себя множество интерфейсов (I_a 446, I_b 448, I_c 450) и MN 452. AT 403 может быть связан, и иногда связан, с AP_a 410 через беспроводную линию 454 связи. AT 403 может быть связан, и иногда связан, с AP_b 412 через беспроводную линию 456 связи. AT 403 может быть связан, и иногда связан, с AP_c 414 через беспроводную линию 458 связи.
Управление доступом и набором активных
В системах, подобных DO (для передачи только данных) и 802.20, AT получает услугу от AP, осуществляя попытку доступа по каналу доступа конкретного сектора (TF). NF, ассоциативно связанная с TF, принимающей попытку доступа, контактирует с IAP, которая является владельцем сеанса для AT, и извлекает копию сеанса AT. (AT указывает идентичность IAP, включая UATI (уникальный идентификатор терминала доступа) в полезную нагрузку доступа. UATI может использоваться в качестве IP-адреса для прямой адресации IAP, или может использоваться для отыскивания адреса IAP.) При успешной попытке доступа AT наделяется ресурсами эфирного интерфейса, такими как ID MAC (идентификатор управления доступом к среде передачи) и каналами данных для поддержания связи с таким сектором.
Дополнительно, AT может отправлять отчет, указывающий другие секторы, которые могут осуществлять прослушивание, и интенсивности их сигналов. TF принимает отчет и пересылает его в основанный на сети контроллер в NF, который, в свою очередь, снабжает AT набором активных. Для DO и 802.20, как они реализованы в наши дни, есть в точности одна NF, с которой может поддерживать связь AT (кроме как во время передачи обслуживания NF, когда временно есть две). Каждая из TF, осуществляющая связь с AT, будет пересылать принятые данные и сигнализацию в эту одиночную NF. Эта NF также действует в качестве основанного на сети контроллера для AT и ответственна за согласование и управление выделением и разбиением ресурсов, чтобы AT использовал с секторами в наборе активных.
Набором активных, поэтому, является набор секторов, в которых AT выделены ресурсы эфирного интерфейса. AT будет продолжать отправлять периодические отчеты, и основанный на сети контроллер может добавлять или удалять секторы из набора активных по мере того, как AT перемещается в сети.
NF в наборе активных также будут осуществлять выборку локальной копии сеанса для AT, когда они попадают в члены набора активных. Сеанс обязан надлежащим образом поддерживать связь с AT.
Для CDMA, эфирная линия связи с мягкой эстафетной передачей обслуживания на восходящей линии связи, каждый из секторов в наборе активных может пытаться декодировать передачу AT. В нисходящей линии связи, каждый из секторов в наборе активных может передавать на AT одновременно, а AT объединяет принятые передачи, чтобы декодировать пакет.
Для системы OFDMA, или системы без мягкой передачи обслуживания, функция набора активных состоит в том, чтобы предоставлять AT возможность быстро переключаться между секторами в наборе активных и обеспечивать обслуживание, не требуя предпринимать новую попытку доступа. Попытка доступа обычно является гораздо более медленной, чем переключение между членами набора активных, поскольку член набора активных уже имеет в распоряжении сеанс и ресурсы эфирного интерфейса, выделенные AT. Поэтому набор активных полезен для выполнения передачи обслуживания, не оказывая влияния на QoS (качество обслуживания) активных приложений.
Когда AT и владелец сеанса в IAP согласовывают атрибуты или, в качестве альтернативы, изменяется состояние соединения, новые значения для атрибутов или новое состояние необходимо своевременно распространять каждому из секторов в наборе активных, чтобы гарантировать оптимальное обслуживание от каждого сектора. В некоторых случаях, например, если изменяются типы заголовков, или изменяются защитные ключи, AT может оказаться не способным полностью поддерживать связь с сектором, пока эти изменения не будут распространены на такой сектор. Таким образом, каждый член набора активных должен подвергаться обновлению, когда изменяется сеанс. Некоторые изменения могут быть менее критичными для синхронизации, чем другие.
Состояние и передача обслуживания
Есть три основных типа состояния или контекста, встречающихся в сети, для AT, который имеет активное соединение:
Состояние данных
является состоянием в сети на тракте данных между AT и IAP или NF во время соединения. Состояние данных включает в себя вещи, такие как состояние уплотнителя заголовка или состояния потока RLP, которые очень динамичны и затруднительны для передачи.
Состояние сеанса
является состоянием в сети на тракте управления между AT и IAP, которое сохраняется, когда закрывается соединение. Состояние сеанса включает в себя значение атрибутов, которые согласованы между AT и IAP. Эти атрибуты оказывают влияние на характеристики соединения и обслуживания, принимаемого AT. Например, AT может согласовывать конфигурацию QoS для нового приложения и поставлять новые технические требования фильтра и потока операций в сеть, указывая требования обслуживания QoS для приложения. В качестве еще одного примера, AT может согласовывать размер и тип заголовков, используемых при связи с AN. Согласование нового набора атрибутов определяется по мере того, как изменяется сеанс.
Состояние соединения
является состоянием в сети на тракте управления между AT и IAP или NF, которое не сохраняется, когда закрывается соединение, и AT находится в режиме ожидания. Состояние соединения может включать в себя такую информацию, как значения контура регулирования мощности, временные характеристики мягкой передачи обслуживания, и информацию о наборе активных.
При передаче обслуживания IAP или L3 три типа состояний может потребоваться передавать между старой IAP и новой IAP. Если только AT режима ожидания может осуществлять передачу обслуживания L3, то необходимо передавать только состояние сеанса. Для поддержки передачи обслуживания L3 для активного AT также может потребоваться передать состояние данных и соединения.
Системы, подобные DO и 802.20, выполняют передачу обслуживания L3 по состоянию данных просто путем определения множества маршрутов (или стеков данных), где состояние данных для каждого маршрута является локальным для такого маршрута, то есть каждый из маршрутов имеет независимое состояние данных. Посредством ассоциирования каждого IAP с отличающимся маршрутом состояние данных необязательно передавать при передаче обслуживания. Дополнительный, даже лучший, этап состоит в ассоциировании каждой NF с отличающимся маршрутом, тогда передача обслуживания L3 полностью прозрачна по отношению к состоянию данных, за исключением возможного переупорядочения пакетов.
Поскольку состояние данных имеет множество маршрутов, следующий логический этап для поддержки передачи обслуживания L3 активного AT состоит в том, чтобы переместить управление состоянием соединения из IAP и сделать его локальным для каждой NF в наборе активных. Это выполняется определением множества маршрутов управления (или стеков управления) и определением эфирного интерфейса так, что стеки управления являются независимыми и локальными для каждой NF. Это может потребовать, чтобы некоторые из согласования и управления выделением и разбиением ресурсов состояния соединения передавались на AT, поскольку больше нет одиночной NF для управления всеми членами набора активных. Это также может накладывать некоторые дополнительные требования на конструкцию эфирного интерфейса, чтобы избежать сильной связи между TF - поскольку разные TF могут не использовать совместно одну и ту же NF - в наборе активных. Например, чтобы работать оптимальным образом, предпочтительно устранить всю жесткую синхронизацию между TF, которые не имеют в распоряжении одну и ту же NF, такую как контуры регулирования мощности, мягкая передача обслуживания, и т.п.
Рассылка состояния данных и соединения в NF устраняет необходимость передавать это состояние при передаче обслуживания L3 и также должно сделать передачу интерфейса из NF в NF более простой.
Поэтому система определяет множество независимых стеков данных и управления (названных интерфейсами на фиг.3 и фиг.4) в AT для поддержания связи с разными NF по необходимости, а также механизмы адресации для AT и TF, чтобы логически проводить различие между этими стеками.
Фундаментально, состояние некоторого сеанса (профиль QoS, защитные ключи, значения атрибутов и т.п.) не может делаться локальным по отношению к NF (или IAP), так как слишком дорого осуществлять согласование каждый раз, когда есть передача обслуживания NF (или L3). К тому же, состояние сеанса является относительно статичным и легким для передачи. Требуются механизмы для управления и обновления состояния сеанса по мере того, как он изменяется и во время передачи обслуживания IAP, в тех случаях, когда владелец сеанса перемещается.
Оптимизация передачи состояния сеанса для передачи обслуживания L3 является полезным признаком для каждой системы, независимо от сетевой архитектуры, поскольку она упрощает сетевые интерфейсы и также должна улучшить плавность передачи обслуживания.
Управление в зависимости от осведомленности о передаче обслуживания
Отдельной, но связанной задачей является управление AT передачей обслуживания L3. Сегодня в системах, подобных DO и 802.20, AT осведомлен о передаче обслуживания, поскольку он выделяет и разбивает локальные стеки, но он не имеет контроля над тем, когда происходит передача обслуживания L3. Это называется основанным на сети управлением мобильностью. Вопрос состоит в том, делать ли AT контроллером передачи обслуживания, то есть следует ли использовать основанное на AT управление мобильностью.
Чтобы поддерживать отказоустойчивость и балансировку нагрузки, сеть должна либо быть способной выполнять передачу обслуживания, либо иметь механизм для сигнализации AT, что следует выполнять передачу обслуживания. Таким образом, если используется основанное на AT управление мобильностью, сеть по-прежнему нуждается в механизме для указания, когда оно должно происходить.
Основанное на AT управление мобильностью обладает некоторыми очевидными преимуществами, такими как обеспечение единого механизма для внешней и внутренней технологии, или глобальной и локальной мобильности. Оно также дополнительно упрощает сетевые интерфейсы, не требуя от элементов сети определять, когда следует выполнять передачу обслуживания.
Первостепенная причина того, что системы, подобные DO и 802.20, используют основанную на сети мобильность, состоит в том, что основанная на AT мобильность не оптимизирована для достаточно быстрой работы, чтобы поддерживать речевую связь. Второстепенной причиной является туннелирование служебной нагрузки, вводимой завершением туннелей мобильного IP (протокола мобильного IP) (для MIPv6) в AT. Задержка мобильности может разрешаться пересылкой данных с использованием туннелей между текущим и предыдущим сектором обслуживания прямой линии связи, а также, возможно, использованием двухадресной передачи, где данные одновременно отправляются к множеству NF в наборе активных.
Передача обслуживания L2 и L3
В простой RAN есть два типа передачи обслуживания:
передача обслуживания уровня 2 или L2 относится к изменению сектора обслуживания (TF) прямой линии связи или обратной линии связи,
передача обслуживания L3 относится к изменению IAP,
передача обслуживания L2 должна быть как можно более быстрой в ответ на изменение условий радиосвязи. Системы, подобные DO и 802.20, используют сигнализацию физического (PHY) уровня, чтобы делать передачу обслуживания L2 быстрой.
Передача обслуживания L2 является переносом TF сектора обслуживания для прямой (FL) или обратной (RL) линий связи. Передача обслуживания происходит, когда AT выбирает новый сектор обслуживания в наборе активных на основании радиочастотных RF условий, наблюдаемых на AT для такого сектора. AT выполняет фильтрованные измерения над условиями RF для прямой и обратной линий связи для всех секторов в наборе активных. Например, в 802.20, для прямой линии связи, AT может измерять SINR (отношение уровня сигнала к совокупному уровню взаимных помех и шумов) над пилот-сигналами обнаружения, общим пилотным каналом (если присутствует), и пилот-сигналами в совместно используемом канале сигнализации, чтобы выбирать свой требуемый сектор обслуживания FL. Для обратной линии связи AT оценивает частоту стирания CQI (индикатора качества канала) для каждого сектора в наборе активных на основании команд управления повышением/снижением мощности в AT из сектора.
Передача обслуживания L2 инициируется, когда AT запрашивает другой сектор обслуживания FL или RL через канал управления обратной линии связи. Выделенные ресурсы назначаются в TF, когда она включена в набор активных для AT. TF уже сконфигурирована для поддержки AT до запроса передачи обслуживания. Целевой сектор обслуживания детектирует запрос передачи обслуживания и завершает передачу обслуживания назначением ресурсов трафика на AT. Передача обслуживания TF прямой линии связи требует двусторонней передачи сообщений между исходной TF или IAP и целевой TF, для того чтобы принять данные для целевой TF, чтобы осуществляла передачу. Для передачи обслуживания TF обратной линии связи целевая TF может немедленно назначать ресурсы на AT.
Передача обслуживания L3 является переносом IAP. Передача обслуживания L3 влечет за собой обновление связывания HA новой IAP и требует передачи сеанса на новую IAP для плоскости управления. Передача обслуживания L3 является асинхронной по отношению к передаче обслуживания L2 в системе, так что передача обслуживания L2 не ограничена скоростью сигнализации передачи обслуживания MIPv6.
Передача обслуживания L3 поддерживается по эфиру в системе посредством определения независимого маршрута до каждой NF. Каждый поток предоставляет множество маршрутов для передачи и приема высокоуровневых пакетов. Маршрут указывает, какая NF обрабатывала пакет. Например, одна NF может быть ассоциирована в TF и по эфиру в качестве маршрута A, в то время как другая NF может быть ассоциирована с маршрутом B. Обслуживающая TF может одновременно отправлять пакеты на AT с обоих, маршрута A и маршрута B, то есть из обоих NF, с использованием отдельного и независимого пространства последовательностей для каждой.
Есть две ключевые идеи в проектировании системы, чтобы гарантировать сохранение обработки QoS для мобильного устройства и его потока трафика в течение каждого режима передачи обслуживания:
Развязывание передачи обслуживания L2 и L3
Резервирование ресурсов эфирного интерфейса и выборка сеанса на целевой NF или TF перед тем, как происходит передача обслуживания, чтобы минимизировать прерывание потока данных во время передачи обслуживания. Это выполняется добавлением целевой TF и NF в набор активных.
Система предназначена для разделения передачи обслуживания L2 и L3, для того чтобы предоставить системе возможность поддерживать трафик EF во время высоких частот передачи обслуживания L2. Передача обслуживания L3 требует обновления привязки, которое ограничено частотой в от 2 до 3 в секунду. Для того чтобы предоставить возможность более быстрой частоты передачи обслуживания L2 в от 20 до 30 Гц, передачи обслуживания L2 и L3 спроектированы, чтобы быть независимыми и асинхронными.
Для передачи обслуживания L2 управление набором активных предоставляет всем TF в наборе активных возможность конфигурироваться и наделяться ресурсами, назначенными для того, чтобы быть готовыми обслуживать AT в случае передачи обслуживания L2.
Рассмотрим систему мобильной беспроводной связи с множеством точек доступа (AP), которые предоставляют услуги терминалам доступа (AT). Многие системы имеют набор активных, который является набором AP, которые назначили ресурсы для AT. В заданный момент времени AT может быть в пределах дальности радиосвязи с одной из AP, или, для цели оптимизации мощности батареи питания и снижения радиопомех, может поддерживать связь только с одной тщательно выбранной AP (обслуживающей AP). Рассматриваемой здесь задачей является доставка сообщений и данных между различными AP в системе так, чтобы обслуживающая AP могла доставлять сообщения на и от AT.
AP могут обмениваться данными через туннель L2TP (протокола туннелирования уровня 2). Если AP1 должна отправлять сообщение или данные на AT, в то время как AP2 является обслуживающей AP, то AP1 сначала использует туннель L2TP для доставки пакета на AP2, а AP2 доставляет этот пакет на AT с использованием механизма, включающего в себя применение бита идентификатора, например бита повторной обработки.
Подобным образом, если AT должен отправлять сообщение или данные на AP1, в то время как AP2 является обслуживающей, он оправляет сообщение на AP2 с установленным битом удаленности, и AP2 отправляет этот пакет на AP1 через туннель L2TP.
Заголовок L2TP включает в себя следующие поля
1. UserID (ID пользователя): Это адрес пользователя, которому адресован пакет L2TP.
2. ForwardOrReverse (прямая или обратная): Это поле идентифицирует, является ли AT пунктом назначения или источником пакета.
3. FlowID (идентификатор потока): В одном проекте это поле может присутствовать только в пакетах прямой линии связи (пакетах, предназначенных для AT), и оно идентифицирует поток, который обслуживающая AP должна использовать для доставки пакета на AT.
4. SecurityField (поле защиты): В одном проекте это поле может присутствовать только в пакетах обратной линии связи (пакетах, возникших на AT). SecurityField может включать в себя бит IsSecure (является защищенным), поле KeyIndex (индекс ключа) (чтобы идентифицировать ключи, используемые для защищенной операции) и поле CryptoSync (синхронизации шифров).
В одном аспекте передаются пакеты L2TP прямой линии связи. Здесь описывается процесс, используемый AP для отправки и приема пакета L2TP прямой линии связи.
AP отправляет пакет L2TP прямой линии связи, когда она имеет данные или сообщение для отправки на AT. AP формирует надлежащий заголовок и отправляет пакет L2TP на обслуживающую AP (или, если она не знает идентичность обслуживающей AP, возможно, маршрутизируя пакет через центральный узел - IAP).
Когда AP принимает пакет L2TP прямой линии связи, она выполняет следующие этапы
1. Если AP не является обслуживающей для заданного UserID (в заголовке L2TP), она пересылает пакеты на текущую обслуживающую AP (возможно, посредством маршрутизации пакета через центральный узел - IAP).
2. Если AP является обслуживающей для данного UserID, она доставляет пакет на AT с использованием потока RLP и ассоциированных атрибутов QoS для данного FlowID (в заголовке L2TP).
В одном аспекте передаются пакеты L2TP обратной линии связи. Здесь описывается процесс, используемый AP для отправки и приема пакета L2TP прямой линии связи.
AP отправляет пакет L2TP обратной линии связи, когда она принимает пакет с AT, и бит удаленности установлен для такого пакета. Первым этапом для AP, отправляющей пакет L2TP, является определение адреса.
Определение адреса: Если бит удаленности для пакета установлен, пакет также включает в себя поле адреса для идентификации, в какую AP должен быть доставлен этот пакет (целевой AP). Принимающая AP отображает поле адреса в IP-адрес AP. Это отображение может создаваться посредством
1. Выполняемого с помощью AT способа, в котором сообщения, описывающие отображение, отправляются с AT на AP, и информация об отображении затем используется AP для осуществления отображения между адресом, используемым на эфирной линии связи и IP-адресом.
2. Выполняемого с помощью сети способа, при котором используется информация об отображении, обеспечиваемая центральным объектом или целевой AP.
3. Основанного на PilotPN способа. В этом случае, поле адреса может быть просто равным PilotPN (или нескольким самым старшим битам PilotPN) у AP, соответствующей адресу. Принимающая AP знает PilotPN и IP-адреса всех соседних AP как часть конфигурации сети (которая сама может выполняться с помощью сети) и использует эту информацию для осуществления отображения между основанным на PN адресом и соответствующим IP-адресом.
4. Способа адресации IAP, где специальный тип адреса используется AT для идентификации AP, которая является точкой присоединения к сети Интернет для AT. Каждая AP в наборе активных из AP, соответствующих AT, знает IP-адрес IAP для конкретного AT и может осуществлять отображение между адресом IAP и IP-адресом IAP AT.
После определения адреса, AP, отправляющая пакет L2TP, также может вставлять относящиеся к защите поля, если необходимы, и как определено моделью безопасности.
Когда AP принимает пакет L2TP обратной линии связи, она выполняет следующие этапы
1. Если AP не является обслуживающей данный UserID, указанный в принятом пакете (в туннеле L2TP), она игнорирует пакет.
2. Если AP является обслуживающей данный UserID принятого пакета, она обрабатывает пакет, как если бы пакет принимался со своего собственного уровня MAC (управления доступом к среде передачи). Обработка пакета может зависеть от SecurityField, принятого в туннеле L2TP.
Фиг.5 - блок-схема 500 примерного способа работы точки доступа для передачи информации на терминал доступа. Работа начинается на этапе 502, где на точку доступа подается питание, выполняется инициализация и переход на этап 504. На этапе 504 точка доступа принимает сигнал с терминала доступа, указывающий короткий адрес, соответствующий длинному адресу. Затем, на этапе 506, точка доступа сохраняет короткий адрес в базе данных адресов, в записи базы данных, ассоциированной с длинным адресом. Управление переходит с этапа 506 на этап 508. На этапе 508 точка доступа принимает пакет с удаленного устройства, упомянутый пакет включает в себя упомянутый длинный адрес и информацию, которая должна быть передана. Управление переходит с этапа 508 на этап 510, на котором точка доступа определяет короткий адрес, соответствующий упомянутому длинному адресу, который должен использоваться для связи по линии связи, упомянутый короткий адрес включает в себя меньше бит, чем упомянутый длинный адрес. Этап 510 включает в себя подэтап 512, на котором точка доступа выполняет операцию поиска в упомянутой базе данных адресов, включающей в себя информацию, осуществляющую отображение между длинными адресами и короткими адресами.
Управление переходит с этапа 510 на этап 514. На этапе 514 точка доступа передает упомянутую информацию, которая должна быть передана, с коротким адресом на упомянутый терминал доступа. В некоторых вариантах осуществления удаленное устройство является удаленной точкой доступа, а передача упомянутой информации, которая должна быть передана, с коротким адресом на упомянутый терминал доступа, включает в себя передачу полезной нагрузки пакета, включенной упомянутым принятым пакетом с заголовком, который включает в себя упомянутый укороченный адрес. В некоторых вариантах осуществления заголовок, который включает в себя упомянутый укороченный адрес, является одним из i) заголовка PCP и ii) заголовка RLP.
Управление переходит с этапа 514 на этап 516. На этапе 516 точка доступа принимает пакет с терминала доступа, упомянутый пакет включает в себя короткий адрес и информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство. Затем, на этапе 518, точка доступа определяет длинный адрес, соответствующий короткому адресу, который должен использоваться для передачи упомянутой информации на упомянутое удаленное устройство, упомянутый длинный адрес включает в себя больше бит, чем упомянутый короткий адрес. Управление переходит с этапа 518 на этап 520, на котором точка доступа отправляет информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство, с длинным адресом на удаленное устройство.
В некоторых вариантах осуществления длинный адрес является IP-адресом. В некоторых вариантах осуществления короткий адрес является укороченным вариантом IP-адреса. В различных вариантах осуществления длинный адрес используется для маршрутизации пакетов с упомянутого удаленного устройства через туннель уровня 2, а короткий адрес является адресом, используемым для передачи пакетов по эфирной линии связи.
Удаленное устройство, в некоторых вариантах осуществления, может быть, а иногда является удаленной точкой доступа. В некоторых вариантах осуществления удаленная точка доступа ранее могла служить активной точкой присоединения к сети терминала доступа, а точка доступа может служить в текущий момент текущей активной точкой присоединения к сети, и короткий адрес является локально уникальным для упомянутого терминала доступа.
Хотя обработка со ссылкой на фиг.5 описана последовательно для целей иллюстрации, должно быть понятно, что, в некоторых вариантах осуществления, обработка восходящей/нисходящей линии связи может выполняться параллельно и/или на непрерывной основе, по мере того как пакеты принимаются и передаются.
Фиг.6 - блок-схема 600 примерного способа работы точки доступа для передачи информации на удаленное устройство, например удаленную точку доступа. Работа начинается на этапе 602, где на точку доступа подается питание, выполняется инициализация и переход на этап 604. На этапе 604 точка доступа принимает сигнал с терминала доступа, указывающий короткий адрес, соответствующий длинному адресу. Управление переходит с этапа 604 на этап 606. На этапе 606 точка доступа сохраняет короткий адрес в базе данных адресов, в записи базы данных, ассоциированной с длинным адресом.
Управление переходит с этапа 606 на этап 608. На этапе 608 точка доступа принимает пакет с терминала доступа, упомянутый пакет включает в себя короткий адрес и информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство. Затем, на этапе 610, точка доступа определяет длинный адрес, соответствующий короткому адресу, который должен использоваться для передачи информации на упомянутое удаленное устройство, упомянутый длинный адрес включает в себя больше бит, чем упомянутый короткий адрес. Этап 610 включает в себя подэтап 512, на котором точка доступа выполняет операцию поиска в упомянутой базе данных адресов, включающей в себя информацию, осуществляющую отображение между короткими адресами и длинными адресами. Управление переходит с этапа 610 на этап 614, на котором точка доступа отправляет упомянутую информацию, которая должна быть передана, с длинным адресом на удаленное устройство.
В различных вариантах осуществления длинный адрес является IP-адресом. В некоторых таких вариантах осуществления короткий адрес является укороченным вариантом упомянутого IP-адреса. В некоторых вариантах осуществления длинный адрес является адресом, используемым для маршрутизации пакетов на упомянутое удаленное устройство через туннель уровня 2, а короткий адрес является адресом, используемым для передачи пакетов по эфирной линии связи.
В некоторых вариантах осуществления, в которых удаленное устройство является удаленной точкой доступа, удаленная точка доступа ранее служила в качестве активной точки присоединения к сети терминала доступа, а точка доступа служит в качестве текущей точки присоединения к сети терминала доступа. В некоторых таких вариантах осуществления короткий адрес является локально уникальным в точке доступа для упомянутого терминала доступа.
Фиг.7 - схема примерной точки 700 доступа в соответствии с различными вариантами осуществления. Примерная точка 700 доступа включает в себя модуль 702 беспроводного приемника, модуль 704 беспроводного передатчика, процессор 706, модуль 708 сетевого интерфейса и память 710, соединенные через шину 712, посредством которой различные элементы могут обмениваться данными и информацией. Память 710 включает в себя процедуры 718 и данные/информацию 720. Процессор 706, например ЦПУ, выполняет процедуры 710 и использует данные/информацию 720 в памяти 710 для управления работой точки доступа и реализации способов, например способов по блок-схеме 500 способа по фиг.5 и блок-схеме 600 способа по фиг.6.
Модуль 702 беспроводного приемника, например приемник OFDM, присоединен к приемной антенне 714, через которую точка 1000 доступа принимает сигналы восходящей линии связи с терминалов доступа. Модуль 702 беспроводного приемника принимает сигнал с терминала доступа, указывающий короткий адрес, соответствующий длинному адресу. Модуль 702 беспроводного доступа также принимает пакет с терминала доступа, упомянутый пакет включает в себя короткий адрес и информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство, например удаленную точку доступа.
Модуль 704 беспроводного передатчика, например передатчик OFDM, присоединен к передающей антенне 716, через которую точка доступа передает сигналы нисходящей линии связи на терминалы доступа. Модуль 704 беспроводного передатчика передает по беспроводной линии связи пакеты нисходящей линии связи.
В некоторых вариантах осуществления одна и та же антенна используется для передачи и приема. В некоторых вариантах осуществления множество антенн и/или множество антенных элементов используются для приема. В некоторых вариантах осуществления множество антенн и/или множество антенных элементов используются для передачи. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере некоторые из одних и тех же антенн или антенных элементов используются как для передачи, так и приема. В некоторых вариантах осуществления точка доступа использует технологии MIMO.
Модуль 708 сетевого интерфейса присоединен к другим сетевым узлам, например другим точкам доступа, узлу AAA (аутентификации, авторизации и учета), узлу базового агента, и т.п., и/или сети Интернет через сетевую линию 709 связи. Модуль 708 сетевого интерфейса принимает пакет с удаленного устройства, например удаленной точки доступа, через сетевое соединение 709, упомянутый пакет включает в себя длинный адрес и информацию, которая должна быть передана. В некоторых вариантах осуществления интерфейс 708 присоединен к удаленному устройству линией связи транзитного соединения, а удаленное устройство является удаленной точкой доступа.
Процедуры 718 включают в себя модуль 722 отображения длинного адреса в короткий адрес, модуль 724 формирования пакетов нисходящей линии связи, модуль 726 обновления базы данных, модуль 728 отображения короткого адреса в длинный адрес и модуль 730 формирования туннелированного пакета. Данные/информация 720 включают в себя базу 732 данных адресов и информацию 742 о состоянии терминала доступа. База 732 данных адресов включает в себя множество баз данных адресов, соответствующих разным терминалам доступа (базу 733 данных адресов терминала 1 доступа, ..., базу 735 данных адресов терминала N доступа). База 733 данных адресов терминала 1 доступа включает в себя соответствующие пары длинных адресов и коротких адресов ((длинный адрес 1734, короткий адрес 1736), ..., (длинный адрес n 738, короткий адрес n 740)). В некоторых вариантах осуществления отображение адресов между длинным и коротким адресами является независящим от терминала доступа. В одном таком варианте осуществления одиночный набор информации об отображении из базы данных адресов поддерживается и используется точкой доступа. База 732 данных адресов доступна модулю 722 отображения длинного адреса в короткий адрес. Хранимая информация в базе 732 данных адресов ассоциирует длинные адреса и короткие адреса. Информация 742 о состоянии терминала доступа включает в себя множество наборов информации о состоянии, соответствующей разным терминалам доступа, например разным терминалам доступа, использующим точку доступа в качестве точки присоединения к сети (информация 744 о состоянии терминала 1 доступа, ..., информация 746 о состоянии терминала N доступа). В различных вариантах осуществления хранимая информация 742 о состоянии терминала доступа включает в себя информацию о состоянии, в том числе информацию, указывающую, что точка 700 доступа является текущей активной точкой присоединения к сети терминала доступа.
Модуль 722 отображения длинного адреса в короткий адрес определяет короткий адрес, соответствующий длинному адресу, упомянутый короткий адрес предназначен для использования на беспроводной линии связи, упомянутый короткий адрес включает в себя меньше бит, чем упомянутый длинный адрес. Модуль 724 формирования пакетов нисходящей линии связи формирует пакет нисходящей линии связи, включающий в себя короткий адрес и информацию, которая должна быть передана. Модуль 726 обновления базы данных сохраняет короткий адрес в базе 732 данных адресов, в записи базы данных, ассоциированной с упомянутым длинным адресом. Модуль 728 отображения короткого адреса в длинный адрес определяет длинный адрес, соответствующий короткому адресу, который должен использоваться для передачи информации на удаленное устройство, упомянутый длинный адрес включает в себя больше бит, чем упомянутый короткий адрес. Модуль 730 формирования туннелированного пакета формирует пакет, который должен быть отправлен на удаленное устройство, упомянутый модуль 730 формирования туннелированного пакета формирует пакет, включающий в себя: i) длинный адрес, определенный из короткого адреса, включенного в принятый пакет, и ii) информацию, которая должна быть передана, которая передавалась в принятом пакете, который включает в себя короткий адрес, используемый для определения длинного адреса.
В различных вариантах осуществления длинный адрес является IP-адресом. В некоторых таких вариантах осуществления короткий адрес является укороченным вариантом IP-адреса. В некоторых вариантах осуществления длинный адрес является адресом, используемым для маршрутизации пакетов между удаленным устройством и точкой доступа через туннель уровня 2, а короткий адрес является адресом, используемым для передачи пакетов по эфирной линии связи. В некоторых вариантах осуществления короткий адрес является локально уникальным на точке доступа 700 для терминала доступа.
Фиг.8 - блок-схема 800 примерного способа работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа. Работа начинается на этапе 802, где на точку доступа подается питание, выполняется инициализация и переход на этап 804. На этапе 804 терминал доступа формирует короткий адрес из длинного адреса, упомянутый короткий адрес является укороченным вариантом упомянутого длинного адреса. Управление переходит с этапа 804 на этап 806. На этапе 806 терминал доступа хранит информацию отображения между упомянутым длинным и коротким адресами в базе данных, включенной в упомянутый терминал доступа.
Затем, на этапе 808, терминал доступа передает, на упомянутую точку доступа, сообщение, указывающее отображение между упомянутым коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства, и упомянутым длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации удаленного устройства. Управление переходит с этапа 808 на этап 810. На этапе 810 терминал доступа передает информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство, через эфирную линию связи на упомянутую точку доступа, с коротким адресом, соответствующим удаленному устройству.
Длинный адрес, в некоторых вариантах осуществления, является IP-адресом, используемым для передачи пакетов через туннель уровня 2 между упомянутой точкой доступа и упомянутым удаленным устройством. В различных вариантах осуществления удаленным устройством является удаленная точка доступа. В некоторых таких вариантах осуществления удаленная точка доступа ранее служила в качестве активной точки присоединения к сети терминала доступа, а точка доступа служит в качестве текущей активной точки присоединения к сети терминала доступа. В различных вариантах осуществления короткий адрес является локально уникальным на точке доступа для упомянутого терминала доступа.
Фиг.9 - блок-схема 900 примерного способа работы терминала доступа для приема информации с удаленного устройства через точку доступа. Работа начинается на этапе 902, где на точку доступа подается питание, выполняется инициализация и переход на этап 904. На этапе 904 терминал доступа формирует короткий адрес из длинного адреса, упомянутый короткий адрес является укороченным вариантом упомянутого длинного адреса. Затем, на этапе 906, терминал доступа передает сообщение на упомянутую точку доступа, указывающее отображение между упомянутыми коротким и длинным адресами. Управление переходит с этапа 906 на этап 908. На этапе 908 терминал доступа принимает с упомянутой точки доступа пакет, включающий в себя короткий адрес, соответствующий упомянутому удаленному устройству, и информацию с упомянутого удаленного устройства. Управление переходит с этапа 908 на этап 910. На этапе 910 терминал доступа идентифицирует удаленное устройство, которое поставляло информацию, отображая короткий адрес в длинный адрес, который уникально идентифицирует упомянутое удаленное устройство в системе, упомянутый длинный адрес включает в себя больше бит, чем упомянутый короткий адрес. Этап 910 включает в себя подэтап 912, на котором терминал доступа осуществляет доступ к базе данных в упомянутом терминале доступа, включающей в себя информацию, осуществляющую отображение между упомянутыми коротким и длинным адресами.
В различных вариантах осуществления длинный адрес является IP-адресом, используемым для передачи пакетов через туннель уровня 2 между точкой доступа и удаленным устройством. В некоторых вариантах осуществления удаленным устройством является удаленная точка доступа. В некоторых таких вариантах осуществления удаленная точка доступа ранее служила в качестве активной точки присоединения к сети терминала доступа, а точка доступа служит в качестве текущей активной точки присоединения к сети терминала доступа. В различных вариантах осуществления короткий адрес является локально уникальным на точке доступа для упомянутого терминала доступа.
Фиг.10 - схема примерного терминала 1000 доступа в соответствии с различными вариантами осуществления. Примерный терминал 1000 доступа может передавать, и в некоторых случаях передает, информацию на удаленное устройство через точку доступа. Примерный терминал 1000 доступа включает в себя модуль 1002 беспроводного приемника, модуль 1004 беспроводного передатчика, процессор 1006, устройства 1008 пользовательского ввода/вывода (I/O) и память 1010, соединенные через шину 1012, посредством которой различные элементы могут обмениваться данными и информацией. Память 1010 включает в себя процедуры 1018 и данные/информацию 1020. Процессор 1006, например ЦПУ, выполняет процедуры 1018 и использует данные/информацию 1020 в памяти 1010 для управления работой терминала доступа и реализации способов, например способов по блок-схеме 800 способа по фиг.8 и блок-схеме 900 способа по фиг.9.
Модуль 1002 беспроводного приемника присоединен к приемной антенне 1014, через которую терминал 1000 доступа принимает сигналы нисходящей линии связи с точек доступа. Модуль 1002 беспроводного приемника принимает, с точки доступа, например, своей текущей обслуживающей точки доступа, пакет, включающий в себя короткий адрес, соответствующий удаленному устройству, и информацию с удаленного устройства.
Модуль 1004 беспроводного передатчика присоединен к передающей антенне 1016, через которую терминал 1000 доступа передает сигналы восходящей линии связи с точек доступа. Сигналы восходящей линии связи, передаваемые модулем 1004 беспроводного передатчика, включают в себя сообщение с информацией об отображении и сформированные пакеты.
В некоторых вариантах осуществления одна и та же антенна используется для передачи и приема. В некоторых вариантах осуществления множество антенн и/или множество антенных элементов используются для приема. В некоторых вариантах осуществления множество антенн и/или множество антенных элементов используются для передачи. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере некоторые из тех же самых антенн или антенных элементов используются как для передачи, так и приема. В некоторых вариантах осуществления терминал доступа использует технологии MIMO.
Устройства 1008 пользовательского ввода/вывода, например, включают в себя микрофон, клавиатуру, кнопочную панель, переключатели, камеру, громкоговоритель, дисплей и т.п. Устройства 1008 пользовательского ввода/вывода предоставляют пользователю терминала 1000 доступа возможность вводить данные/информацию, осуществлять доступ к выводимым данным/информации и управлять по меньшей мере некоторыми функциями терминала 1000 доступа, например инициировать сеанс связи с равноправным узлом, например другим терминалом доступа.
Процедуры 1018 включают в себя модуль 1022 формирования сообщения отображения, модуль 1024 формирования пакетов, модуль 1026 формирования короткого адреса и модуль 1028 идентификации удаленного устройства. Данные/информация 1020 включают в себя базу 1030 данных адресов и информацию 1040 о состоянии терминала доступа. База 1030 данных адресов включает в себя соответствующие пары длинных адресов и коротких адресов ((длинный адрес 1 1032, короткий адрес 1 1034), ..., (длинный адрес n 1036, короткий адрес n 1038)). Хранимая информация в базе 1030 данных адресов включает в себя отображение между коротким и длинным адресами, например ассоциирует длинные адреса и короткие адреса. В различных вариантах осуществления в определенные моменты времени, хранимая информация 1040 о состоянии терминала доступа включает в себя информацию о состоянии, в том числе информацию, указывающую, какая точка доступа является текущей точкой присоединения к сети для терминала 1000 доступа, а какая точка доступа является предыдущей точкой присоединения к сети для терминала 1000 доступа.
Модуль 1022 формирования сообщения отображения формирует сообщение, указывающее отображение между коротким адресом, используемым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым точкой доступа для идентификации удаленного устройства. Модуль 1024 формирования пакетов формирует пакеты данных, направленные на удаленное устройство, упомянутые пакеты включают в себя короткий адрес, используемый терминалом 1000 доступа для идентификации удаленного устройства, и информацию, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство. Модуль 1026 формирования короткого адреса укорачивает длинный адрес, чтобы формировать из него соответствующий короткий адрес. Модуль 1028 идентификации удаленного устройства идентифицирует удаленное устройство, которое поставляло информацию, включенную в пакет, принятый модулем 1002 беспроводного приемника, отображая короткий адрес в длинный адрес, который уникально идентифицирует удаленное устройство в системе.
В различных вариантах осуществления длинный адрес является IP-адресом, используемым для передачи пакетов через туннель уровня 2 между точкой доступа и удаленным устройством. В некоторых вариантах осуществления удаленное устройство является удаленной точкой доступа, например с ракурса терминала 1000 доступа. В некоторых таких вариантах осуществления удаленная точка доступа ранее служила в качестве активной точки присоединения к сети терминала 1000 доступа, а точка доступа служит в качестве текущей активной точки присоединения к сети терминала 1000 доступа. В некоторых таких вариантах осуществления короткий адрес является локально уникальным на точке доступа для упомянутого терминала доступа.
В различных вариантах осуществления узлы, описанные в материалах настоящей заявки, реализованы с использованием одного или более модулей для выполнения этапов, соответствующих одному или более способов аспекта, например этапов обработки сигналов, формирования и/или передачи сообщения. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления различные признаки реализуются с использованием модулей. Такие модули могут быть реализованы с использованием программного обеспечения, аппаратных средств или комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. Многие из описанных выше способов или этапов способов могут быть реализованы с использованием машинно-исполняемых команд, таких как программное обеспечение, включенное в машиночитаемый носитель, такой как устройство памяти, например ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, RAM), гибкий диск, компакт-диск, DVD (многофункциональный цифровой диск), и т.п., для реализации всех или частей описанных выше способов, например, в одном или более узлов. Соответственно, среди прочего, аспект изобретения направлен на машиночитаемый носитель, включающий в себя машинно-исполняемые команды для побуждения машины, например процессора и ассоциированных аппаратных средств, выполнять один или более этапов описанного выше способа(ов).
В различных вариантах осуществления узлы, описанные в материалах настоящей заявки, реализованы с использованием одного или более модулей для выполнения этапов, соответствующих одному или более способов, например этапов сигнальной обработки, формирования и/или передачи сообщения. Некоторые примерные этапы включают в себя передачу запроса соединения, прием ответа соединения, обновление набора информации, указывающей точку доступа, с которой терминал доступа имеет активное соединение, пересылку запроса соединения, пересылку ответа соединения, определение назначения ресурса, запрашивание ресурсов, обновление ресурсов и т.п. В некоторых вариантах осуществления различные признаки реализуются с использованием модулей. Такие модули могут быть реализованы с использованием программного обеспечения, аппаратных средств или комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. Многие из описанных выше способов или этапов способов могут быть реализованы с использованием машинно-исполняемых команд, таких как программное обеспечение, включенное в машиночитаемый носитель, такой как устройство памяти, например ОЗУ, гибкий диск, компакт-диск, DVD и т.п., для реализации всех или частей описанных выше способов, например, в одном или более узлов. Соответственно, среди прочего, различные варианты осуществления направлены на машиночитаемый носитель, включающий в себя машинно-исполняемые команды для побуждения машины, например процессора и ассоциированных аппаратных средств, выполнять один или более этапов описанного выше способа(ов).
В некоторых вариантах осуществления процессор или процессоры, например ЦПУ, одного или более устройств, например устройств связи, таких как терминалы доступа и/или точки доступа, сконфигурированы для выполнения этапов способов в качестве выполняемых устройством связи. Конфигурация процессора может достигаться посредством использования одного или более модулей, например модулей программного обеспечения, для управления конфигурации процессора и/или посредством включения аппаратных средств в процессор, например модули аппаратных средств, для выполнения перечисленных этапов и/или управления конфигурацией процессора. Соответственно, некоторые, но не все, варианты осуществления направлены на устройство, например устройство связи, с процессором, который включает в себя модуль, соответствующий каждому из этапов различных описанных способов, выполняемых устройством, в которое включен процессор. В некоторых, но не всех, вариантах осуществления устройство, например устройство связи, включает в себя модуль, соответствующий каждому из этапов различных описанных способов, выполняемых устройством, в которое включен процессор. Модули могут быть реализованы с использованием программного обеспечения и/или аппаратных средств.
Различные дополнительные варианты осуществления касательно способов и устройства, описанных выше, будут очевидны специалистам в данной области техники ввиду вышеприведенных описаний. Такие варианты считаются находящимися в пределах объема. Способы и устройство по различным вариантам осуществления могут использоваться и, в различных вариантах осуществления, используются с CDMA, мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или различными другими типами технологий связи, которые могут использоваться для обеспечения беспроводных линий связи между узлами доступа и мобильными узлами. В некоторых вариантах осуществления узлы доступа реализованы в качестве базовых станций, которые устанавливают линии связи с мобильными узлами с использованием OFDM и/или CDMA. В различных вариантах осуществления мобильные узлы реализованы в качестве блокнотных компьютеров, персональных цифровых секретарей (PDA) или других портативных устройств, включающих в себя схемы приемника/передатчика и/или процедуры для реализации способов по различным вариантам осуществления.