СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ВРЕМЕНИ ОБЪЯВЛЕНИЯ ИЗ ВРЕМЕНИ ОЖИДАНИЯ В РЕЖИМЕ ПРОСТОЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ ОПЕРАЦИЯМ В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ
METHOD AND SYSTEM FOR ANNOUNCEMENT TIME FROM LATENCY TIME IN STANDBY MODE AS APPLIED TO POWER SAVING OPERATIONS IN WIRELESS NETWORKS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в целом, относится к беспроводной связи и, в частности, к энергосберегающим операциям в беспроводных сетях.
Предпосылки создания изобретения
Кадр маяка, как правило, используется в сети беспроводной связи, включающей в себя несколько беспроводных устройств, для установки распределений времени и для передачи информации управления. Кадр маяка может предоставлять распределения времени планирования связи для беспроводных устройств в сети с целью обеспечения беспроводной связи по радиочастотным (RF) каналам.
В сравнении со стандартом беспроводной связи IEEE 802.11n, радиочастотный (RF) диапазон 60 ГГц может обеспечить более высокую скорость информационной связи (например, в 10 раз). Тем не менее, передачи маяка, как правило, производятся на более низких скоростях из-за их широковещательной природы, тем самым создавая значительные потери на управление применительно к 60 ГГц сетям беспроводной связи.
Раскрытие изобретения
Решение задачи
Варианты осуществления изобретения обеспечивают беспроводную связь через среду беспроводной связи.
Преимущественный эффект изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения позволяют операциям периода времени объявления (AT) соответствовать энергосберегающим STA и обеспечивают лучшую возможность отслеживания операций AT как для STA, так и для координатора.
Перечень фигур чертежей
Фиг.1A показывает структурную схему системы беспроводной связи, реализующей возможности энергосбережения, в соответствии с вариантом осуществлений настоящего изобретения.
Фиг.1B показывает пример планирования передачи в интервале маяка (BI) для Времени Объявления (AT) в части времени ожидания в режиме простоя применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.2 показывает иллюстративную взаимосвязь между периодами времени ожидания для различных политик времени ожидания в режиме простоя AT, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.3 показывает характерный динамический/активный список беспроводных станций, которые должны опрашиваться в течение AT, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4A показывает модифицированный элемент Информации Возможностей не-PCP STA технологии миллиметрового диапазона (mmWave), применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4B показывает пример поля Конфигурации Параметра BSS технологии mmW, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.5A показывает пример элемента информации (IE) Времени Ожидания в Режиме Простоя в AT, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.5B показывает пример элемента Режима Функционирования по технологии mmWave, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.6 показывает логическую блок-схему процесса функционирования беспроводной станции в системе беспроводной связи, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.7 показывает логическую блок-схему процесса функционирования координатора в системе беспроводной связи в соответствии с функционированием беспроводной станции по фиг.6, применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг.8 показывает более подробную структурную схему системы беспроводной связи, реализующей возможности энергосбережения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 является высокоуровневой структурной схемой, показывающей систему обработки информации, содержащую компьютерную систему, пригодную для реализации варианта осуществления настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Варианты осуществления изобретения обеспечивают беспроводную связь через среду беспроводной связи. В одном варианте осуществления, изобретение предоставляет процесс, содержащий этапы, на которых формируют планирование, которое указывает на то, когда станция беспроводной связи может перейти в энергосберегающее состояние в периоде времени объявления (AT), на основе интервала времени ожидания в режиме простоя в периоде AT. Периодом AT является период после передачи маяка в интервале маяка.
В другом варианте осуществления, настоящее изобретение предоставляет беспроводную станцию-координатор, содержащую модуль планирования, выполненный с возможностью формирования энергосберегающего планирования, указывающего на то, когда станция беспроводной связи может перейти в энергосберегающее состояние в период времени объявления (AT), на основе интервала времени ожидания в режиме простоя в периоде AT, при этом Периодом AT является период после передачи маяка в интервале маяка.
В другом варианте осуществления, настоящее изобретение предоставляет станцию беспроводной связи, содержащую энергосберегающий модуль, выполненный с возможностью принимать энергосберегающее планирование и, соответственно, вводить станцию беспроводной связи в энергосберегающее состояние, при этом планирование указывает на то, когда станция беспроводной связи может перейти в энергосберегающее состояние в период времени объявления (AT), на основе интервала времени ожидания в режиме простоя в периоде AT, при этом периодом AT является период после передачи маяка в интервале маяка.
В другом варианте осуществления, настоящее изобретение предоставляет систему беспроводной связи, содержащую беспроводную станцию-координатор, содержащую модуль планирования, выполненный с возможностью формирования планирования, указывающего на то, когда одна или более станции беспроводной связи могут перейти в энергосберегающее состояние в период времени объявления (AT), на основе интервала времени ожидания в режиме простоя в периоде AT, при этом периодом AT является период после передачи маяка в интервале маяка. Система беспроводной связи дополнительно содержит, по меньшей мере, одну станцию беспроводной связи, содержащую энергосберегающий модуль, выполненный с возможностью принимать энергосберегающее планирование от станции-координатора через среду беспроводной связи и, соответственно, переходить в энергосберегающее состояние.
Эти и прочие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут понятны со ссылкой на нижеследующее описание, прилагаемую формулу изобретения и сопроводительные фигуры.
Вариант осуществления изобретения
Варианты осуществления изобретения обеспечивают, применительно к энергосберегающим операциям в беспроводной сети, Время Объявления (AT) в части времени ожидания в режиме простоя. Как показано на фиг.1A, вариант осуществления сети 5 беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением включает в себя несколько (m) электронных беспроводных устройств, таких как станции 7 беспроводной связи, содержащие устройства беспроводного передатчика и/или приемника, и беспроводную станцию-координатор 6, реализующую кадровую структуру, применительно к информационной связи через среду беспроводной связи (например, радиочастотный диапазон). Одна или более из беспроводных станций 7 могут быть выполнены в виде энергосберегающих беспроводных станций.
В одном примере, такая кадровая структура (размечаемая кадрами маяка) реализуется через уровень Управления Доступом к Среде (MAC) и физический (PHY) уровень. В беспроводном передатчике, уровень MAC принимает Служебный Блок Данных MAC (MSDU) и прикрепляет к нему заголовок MAC, для того чтобы создать Протокольный Блок Данных MAC (MPDU). Заголовок MAC включает в себя информацию, такую как адрес источника (SA) и адрес получателя (DA). MPDU является частью Служебного Блока Данных PHY (PSDU) и передается PHY уровню в передатчике для прикрепления к нему PHY заголовка (т.е., PHY преамбулы) для создания Протокольного Блока Данных PHY (PPDU). PHY заголовок включает в себя параметры для определения схемы передачи, включающей в себя схему кодирования/модуляции. Перед выполнением передачи в виде пакета от беспроводного передатчика к беспроводному приемнику через среду беспроводной связи (например, радиочастотный канал), к PPDU прикрепляется преамбула, при этом преамбула может включать в себя информацию оценки канала и привязку по времени.
Кадр маяка может содержать сокращенную информацию, при этом большая часть назначения планирования и информации управления кадра маяка перемещается на более позднее время, именуемое как период Времени Объявления (AT), в течение которого одноадресные кадры могут передаваться с более высокими скоростями передачи данных.
Один вариант реализации настоящего изобретения содержит способ и систему для ограничения и указания планирования передачи в период Времени Объявления (AT) для каждой энергосберегающей (PS) беспроводной станции (STA), представленной в сети 5 беспроводной связи, чтобы способствовать энергосбережению. В соответствии с раскрываемым здесь вариантом осуществления настоящего изобретения, в кадре маяка указывается момент запуска AT, а так же указывается момент завершения (и/или продолжительность) для AT. Это приводит к тому, что в сети беспроводной связи применительно к чувствительным к электропитанию беспроводным станциям (STA) ограничивается время пребывания в активном состоянии, и совершенствуются энергосберегающие (PS) операции.
В одном варианте осуществления изобретения, беспроводная станция в активном состоянии может перейти в энергосберегающее состояние (или спящее) посредством сокращения при этом потребления электрической энергии (например, посредством уменьшения передачи и приема информации). В активном состоянии, беспроводная станция потребляет больше энергии, чем в энергосберегающем состоянии.
В одном варианте реализации, настоящее изобретение совершенствует энергосберегающие операции в случае, если станция-координатор не отправляет дополнительных кадров или в случае потери кадров во время AT. В частности, в одном варианте осуществления изобретения энергосберегающим беспроводным станциям (PS-STA) в режиме реального времени в течении AT указывается планирование передачи в AT, содержащее энергосберегающее планирование, использующее процесс времени ожидания в режиме простоя AT. Такой процесс применим для PS-STA для определения их периодов нахождения в активном состоянии в их Активные Интервалы Маяка (BI).
Когда в течение AT беспроводным координатором (например, беспроводным устройством/станцией-координатором 6) по сети беспроводной связи (например, беспроводной сети 5) передаются назначения планирования, то в случае потерь кадров в течение AT, или в случае, когда координатор не передал PS-STA дополнительных кадров, координатор может использовать процесс времени ожидания в режиме простоя AT для указания времени ожидания в режиме простоя, а PS-STA может определить, когда каждая PS-STA может перейти в энергосберегающее состояние, не оставаясь в активном состоянии в оставшейся части интервала маяка (BI). Координатор сохраняет и использует динамический список STA для определения своей последовательности передачи в AT. В данном списке STA классифицируется на основании их уровней чувствительности к электропитанию. Координатор динамически обновляет список STA на основании настроенного параметра по мере продолжения AT.
AT представлено в BI, где продолжительность AT в момент, когда BI переходит в фазу AT, заранее не известна STA. Координатор в течение AT передает STA направленные кадры, и STA остается в активном состоянии для приема/ответа на эти кадры в течение части, AT известной как координатору, так и каждой STA. Направленный кадр содержит кадр информации, отправленной от координатора к STA при помощи направленной передачи, такой как передача со сформированной диаграммой направленности. Отправляемый координатором к STA направленный кадр включает в себя конкретную привязку по времени или планирование, которое указывает на то, когда STA может перейти в спящее (т.е., энергосберегающее) состояние. Дополнительно, планирование может указывать на то, как долго STA может оставаться в спящем состоянии (т.е., указывая на то, когда STA должна активироваться).
Варианты осуществления настоящего изобретения позволяют указывать и определять, может ли STA перейти в энергосберегающее (спящее) состояние на основе интервала времени ожидания AT, в течение которого пребывая в активном состоянии. В одном варианте реализации, когда STA принимает направленный кадр от координатора, повторно устанавливаются часы/таймер времени ожидания в режиме простоя. В другом варианте реализации, часы/таймер времени ожидания в режиме простоя повторно устанавливаются, когда происходит ряд заранее определенных событий, которые обычно наблюдаются как STA, так и координатором (например, когда STA принимает или подслушивает действующий кадр от координатора). В других вариантах реализации, по приему заранее определенного инициирующего кадра от координатора, STA начинает новую политику активации, которая либо переносится в принятом кадре, либо заранее согласована с координатором.
В одном примере, M уровням чувствительных к электропитанию STA назначаются N политик времени ожидания в режиме простоя, при этом менее чувствительные к электропитанию STA получают слабо ограниченные или неограниченные политики времени ожидания, а более чувствительные к электропитанию STA получают сильно ограниченные политики времени ожидания. Координатор поддерживает динамический, основанный на политиках, список STA для того, чтобы определить последовательность передачи в течение AT. Отсутствие передачи используется как указание на то, что отсутствуют назначения/запросы от координатора. Разным уровням чувствительных к электропитанию STA назначаются разные начальные точки AT. Координатор адаптивно объявляет/регулирует политики Времени Ожидания в Режиме Простоя AT для STA.
Фиг.1B показывает характерное планирование 10 передачи для времени объявления в части времени ожидания в режиме простоя применительно к энергосберегающим операциям, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Когда в BI присутствует кадр маяка (Маяк), то, как правило, BI начинается с передач маяка и направленной передачи фазы обучения, такой как фаза обучения формированию диаграммы направленности для беспроводной связи между беспроводными станциями. Обучение антенны в отношении формирования диаграммы направленности обеспечивает улучшенное качество сигнала (большое направленное усиление формирования диаграммы направленности антенны) и увеличенный радиус действия связи посредством концентрации сигнала в узком направлении.
Когда в BI присутствует AT, то период AT следует непосредственно за периодом обучения формированию диаграммы направленности и заканчивается в момент начала передачи данных. В Активном BI энергосберегающей STA, энергосберегающая STA остается в активном состоянии в течение периода времени маяка (BT), и может переходить в спящий режим (т.е. перейти в энергосберегающее состояние) во время периода обучения формированию диаграммы направленности. Варианты осуществления настоящего изобретения позволяют STA в течение AT динамически определять, может ли она для уменьшения энергопотребления в конкретный момент перейти в спящий режим. Раз так, то STA не требуется оставаться в активном состоянии в течение всего AT, или в худшем случае в течение оставшейся части BI.
В одном варианте осуществления, координатор использует N политик P1, P2, …, PN времени ожидания в режиме простоя Времени Объявления для разных уровней чувствительности к электропитанию STA. Без потери общности, предположим, что P1 обозначает политику для STA с высокой чувствительностью к электропитанию, а PN обозначает политику для STA с низкой чувствительностью, либо нечувствительную к электропитанию. Каждая политика Pj (где j=1, 2, …, N) отличается двумя параметрами: Sj и Wj, где Sj представляет собой момент запуска в AT, а Wj представляет собой интервал времени ожидания в режиме простоя для STA с политикой Pj.
Кадр Маяка указывает момент S1, S2, …, SN запуска для соответствующей политики P1, P2, …, PN STA. В качестве примера, фиг.1B иллюстрирует поведение STA с политикой P2 в трех разных сценариях, показывая AT в BI и поведение STA с политикой P2 в ее Активном BI.
STA с политикой P2 является PS-STA и она находится в активном состоянии в течение времени маяка (BT) в своем Активном BI для приема кадров Маяка от координатора и для того, чтобы узнать о моменте запуска AT для STA с классом политики P2. STA с политикой P2 переходит в спящее состояние в момент завершения BT и активируется в назначенный момент S2 запуска AT. В момент S2, STA с политикой P2 запускает таймер обратного отсчета режима простоя со значением W2, указывающим интервал времени ожидания в режиме простоя. По завершению обратного отсчета на оставшуюся часть периода AT STA может перейти в энергосберегающее состояние.
В первом характерном сценарии в соответствии с изобретением (т.е., Сценарии 1 на фиг.1B), поскольку STA с политикой P2 остается в режиме простоя и не принимает никаких направленных кадров от координатора до окончания интервала W2 времени ожидания в режиме простоя, то STA с политикой P2 может перейти в спящее состояние. Координатор не должен отправлять никаких кадров, направленных данной STA с политикой P2, в оставшейся части периода AT. В случае потери направленного кадра от координатора, STA с политикой P2 не будет иметь возможность отправить координатору кадр ответа или положительной квитанции (ACK). Как координатор, так и STA с политикой P2 оставляют запущенным со значением W2 таймер обратного отсчета, и STA с политикой P2 может перейти в спящее состояние в момент завершения интервала W2 времени ожидания в режиме простоя, не вызывая путаницы у координатора.
Кадры маяка, как правило, являются широковещательными кадрами, отправляемыми в период BT, в то время как направленные (т.е., одноадресные) кадры передаются в период AT только между координатором и предназначенным приемником (т.е., осуществляется взаимно-однозначная связь).
Во втором характерном сценарии в соответствии с изобретением (т.е., Сценарии 2 на фиг.1B), STA с политикой P2 принимает кадр Rq запроса от координатора (PCP) до окончания интервала W2 времени ожидания в режиме простоя и STA с политикой P2 отвечает при помощи кадра Rs ответа (например, ACK). В одном варианте осуществления, кадр Rq запроса выполнен в виде направленного (одноадресного) кадра, отправленного от координатора к STA. Отправленный координатором направленный кадр предоставляет конкретную привязку по времени или планирование, которое указывает на то, когда и, опционально, на сколько времени, STA с политикой P2 может перейти в спящее состояние, при этом STA с политикой P2 функционирует соответствующим образом. Применительно к показанному на фиг.1B примеру, координатор указывает STA с политикой P2 оставаться в активном состоянии на протяжении AT.
В третьем характерном сценарии в соответствии с изобретением (т.е., Сценарии 3 на фиг.1B), координатор может явным образом не указывать STA с политикой P2 привязку по времени или планирование, которое указывает на то, когда STA с политикой P2 может перейти в спящее состояние. Наоборот, при успешном приеме от координатора направленного кадра, STA с политикой P2 повторно устанавливает свой таймер на W2 (или отличное значение W2', известное как координатору, так и STA), и вновь запускает процесс обратного отсчета времени ожидания.
Направленный кадр включает в себя информацию управления и отправляется в течение периода AT, и, как правило, задействует кадры запроса и ответа между координатором и станцией-приемником STA. В одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1B, упомянутое планирование 10 передачи включает в себя энергосберегающее планирование, предоставляющее конкретную привязку по времени или планирование, которые указывают на то, когда STA может перейти в спящее (т.е., энергосберегающее) состояние. Дополнительно, планирование может указывать на то, как долго STA может оставаться в спящем состоянии (т.е., указывая на то, когда STA должна активироваться или выйти из энергосберегающего режима).
Не требуется, чтобы энергосберегающее (PS) планирование содержалось в направленном кадре. В одном варианте осуществления, информация PS планирования (в данном случае, значение W времени ожидания) передается в течение времени Маяка (BT) или в период AT, и данная информация используется на протяжении нескольких Интервалов Маяка (BI) до тех пор, пока PCP не отправляет новые значения W. Раз так, то PS планирование определяется на основании: (1) процесса времени ожидания в режиме простоя периода AT, который заранее согласован как PCP, так и каждой PS-STA и, (2) значения W, заданного PCP.
В другом варианте реализации, не требуется, чтобы время W2 ожидания PS-STA останавливалось исключительно по приему от координатора направленного кадра, и оно может останавливаться по любому ряду событий, которые обычно наблюдаются как координатором, так и PS-STA. Например, PS-STA может остановить интервал W2 времени ожидания при прослушивании любых действующих кадров, отправленных от координатора.
В других вариантах реализации, значения моментов S1, S2, …, SN запуска могут не иметь какой-либо конкретной очередности. Дополнительно, как показано характерным графиком 20 на фиг.2, значения размеров W1, W2, …, WN окон интервалов времени ожидания подчиняются очередности в соответствии с зависимостью (1), предполагая, что P1 представляет собой наиболее сильно ограниченную политику AT:
W1≤W2…≤WN (1)
Максимальное значение WN ограничено окончанием BI, означая, что STA с политикой PN должна оставаться в активном состоянии до окончания BI. Это, как правило, применимо к не чувствительным к электропитанию STA.
В другом варианте реализации, координатор может указать на объединение для класса STA нескольких политик времени ожидания в режиме простоя AT и таймеров (например, время ожидания до момента, когда истекает либо таймер, основанный на направленном кадре (использующий Wx), либо таймер, основанный на действующем кадре (использующий Wy).
Координатор поддерживает динамический активный список STA, которым он планирует отправить направленные кадры в течение AT. Пример такого, поддерживаемого координатором, динамического активного списка 30 показан на фиг.3. Координатор классифицирует STA в списке на основании политики (P1, P2, …, PN) времени ожидания AT, которую использует STA. В начале фазы AT, координатор устанавливает значение ti простоя для STAi в значение Wj времени ожидания в режиме простоя, при этом j является индексом политики Pj, к которой принадлежит STAi, а i является целым числом, используемым в качестве индекса беспроводных станций.
Для каждой STAi из активного списка 30 существует назначенный параметр ti, который представляет собой предстоящий момент окончания времени ожидания для STAi. Пример на фиг.3 для восьми беспроводных станций, где i=1, 2, …, 8, иллюстрирует то, что список 30 включает в себя: STA1 (t1), STA5 (t5), STA3 (t3), STA8 (t8), STA6 (t6), STA2 (t2), STA4 (t4) и STA7 (t7). В том случае, если применительно к станции STAi значение ti больше текущего времени, тогда данная STAi удаляется из активного списка 30 координатора.
Координатор динамически обновляет/восстанавливает активный список 30 и значение ti окончания времени ожидания в течение AT. По мере продвижения по AT, из списка удаляются дополнительные STA по мере окончания времени ожидания (т.е. в тот момент, когда ti становится больше текущего времени). Если координатор передал STAi привязку по времени/планирование, то данная STAi может быть удалена из списка, при условии что у координатора в течении AT нет дополнительных кадров, направленных к STAi. Если у координатора нет информации и/или назначений планирования связи для STAi, то координатор может непосредственно удалить данную STAi из активного списка, не отсылая данной STAi каких-либо кадров.
Здесь далее описывается пример применения настоящего изобретения к спецификации Альянса Беспроводной Гигабитной связи (WiGig). Спецификация WiGig применяется к технологии беспроводной связи с мульти-гигабитной скоростью, функционирующей в частотном диапазоне 60 ГГц. Спецификация WiGig является инициированной промышленностью попыткой определения спецификации интерфейса беспроводной цифровой сети для беспроводной передачи сигнала в частотном диапазоне 60 ГГц для беспроводных локальных сетей и беспроводных устройств локальной сети, таких как устройства потребительской электроники (CE) и прочие устройства, включающих в себя беспроводные радиоприемники.
Не применяя варианты осуществления настоящего изобретения, когда у STA, не являющейся координатором, отсутствует информация планирования Периода Услуги (SP) в BI, то данная STA остается активной в течении BI в случае, если координатор позже отправляет кадр данной STA. Если у энергосберегающей STA отсутствует информация планирования SP, отправляемая в течение периода AT, то данная STA не знает о том, когда закончится AT и остается активной на протяжении BI. Это нежелательно для PS-STA.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения применительно к беспроводной локальной сети соответствующей спецификации WiGig, для того чтобы использовать время ожидания в режиме простоя AT, в Информацию Возможностей не-PCP (т.е., не Точки Управления сети Персонального Базового Набора Услуг (PBSS)) STA технологии миллиметрового диапазона (mmWave), как показано на фиг.4A, добавляется поле «Время ожидания в режиме простоя AT». PCP является в PBSS эквивалентом координатора, такого как координатор 6 на фиг.1A. PS-STA устанавливает это поле Времени ожидания в режиме простоя AT для того, чтобы указать PCP на то, что она желает использовать предложенный способ времени ожидания AT.
В дополнение, в соответствии с изобретением, определяется Элемент Информации (IE) Времени Ожидания в Режиме Простоя AT, как показано примером на фиг.5A, который отправляется PCP (координатором), для указания параметров политик. PCP является в PBSS эквивалентом координатора. В наиболее простом виде, используется только 2 уровня политик, где моменты запуска S1=S2=AT являются моментами запуска соответственно для PS-STA (P1) и не-PS-STA (P2). В данном случае, значение W2 не ограничено в рамках BI до тех пор, пока не указано обратное. Единственным параметром, который должен быть задан, является значение W1, которое указывается значением поля Окна Времени Ожидания AT в IE Времени Ожидания в Режиме Простоя AT.
PCP может отправлять IE 50 Времени Ожидания в Режиме Простоя AT в качестве энергосберегающего планирования соответствующей STA, у которой в поле Времени Ожидания в Режиме Простоя AT в Информации Возможностей не-PCP STA технологии mmWave (mmW) установлено значение «1». Если в периоде AT STA, которая установила поле Времени Ожидания в Режиме Простоя AT в «Информация Возможностей не-PCP STA технологии mmW» (и приняла IE Времени ожидания в режиме простоя AT, если применимо), не принимает никакого кадра в течение времени ожидания в режиме простоя AT, то STA может перейти в спящее состояние. В течение времени ожидания в режиме простоя AT, если PCP успешно не завершило диалог запроса/ответа с STA, то в оставшейся части AT PCP не должно отправлять данной STA направленные кадры.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения для того, чтобы использовать время ожидания в режиме простоя AT, как показано примером на фиг.4B, в поле 41 Конфигурации Параметра сети Базового Набора Услуг (BSS) спецификации WiGig технологии миллиметрового диапазона (mmWave) добавляется поле «MinBIHeaderDuration». PCP использует данное поле для указания параметров политик для энергосберегающего планирования, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. В своем наиболее простом виде, используется только 2 уровня политик, где моменты S1=S2=AT запуска являются моментами запуска для соответственно, энергосберегающих STA (т.е., с политикой P1) и не-энергосберегающих STA (т.е., с политикой P2). В данном случае, значение W2 не ограничено в рамках BI, если не указано обратное. Единственным параметром, который должен быть задан, является значение W1, которое указывается значением поля MinBIHeaderDuration.
Фиг.5B показывает пример элемента 51 Режима Функционирования по технологии mmWave в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Если энергосберегающая STA в периоде AT не приняла никакого кадра от PCP в течение MinBIHeaderDuration, то энергосберегающая STA может перейти в спящее состояние. В течение времени MinBIHeaderDuration, если PCP успешно не завершила диалог запроса/ответа с данной STA, то в оставшейся части AT PCP не должна отправлять данной STA направленных кадров. Как отмечалось, PCP является в PBSS эквивалентом координатора.
Фиг.6 показывает логическую блок-схему характерного процесса 60, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, применительно к функционированию STA класса Pn в сети беспроводной связи совместно с координатором, где n=1, 2, …, N. Процесс 60 содержит следующие блоки процесса:
Блок 61: Активируется в момент запуска Активного BI.
Блок 62: Принимает Маяк, обновляет Sn и Wn, если доступно.
Блок 63: Активируется в момент Sn запуска AT.
Блок 64: Устанавливает локальный таймер в Wn и запускает обратный отсчет таймера.
Блок 65: Входящий кадр? Если да, то переходит к блоку 66, в противном случае переходит к блоку 69.
Блок 66: Отвечает либо отправляет ACK на входящий кадр.
Блок 67: В кадре принято явное планирование применительно к связи по беспроводной связи? Если да, то переходит к блоку 68, в противном случае, переходит к блоку 70.
Блок 68: Следует планированию в отношении оставшейся части BI. Конец.
Блок 69: Таймер истек? Если да, то переходит к блоку 71, в противном случае переходит к блоку 65.
Блок 70: Повторно устанавливает/восстанавливает локальный таймер в соответствии с заданной политикой. Значение повторной установки/восстановления может зависеть от варианта реализации. Переходит к блоку 65.
Блок 71: На оставшуюся часть BI может перейти в спящий режим для энергосбережения. Конец.
Фиг.7 показывает логическую блок-схему характерного процесса 80, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, применительно к функционированию станции-координатора в сети беспроводной связи. Процесс 80 содержит следующие блоки процесса:
Блок 81: Классифицирует STA в динамическом активном списке и инициализирует локальный таймер.
Блок 82: Список активных STA пуст? Если да, то переходит к блоку 89, в противном случае переходит к блоку 83.
Блок 83: Выбирает из активного списка STA и передает выбранной STA направленный кадр.
Блок 84: Повторно устанавливает значение (ti) окончания времени ожидания STAi или удаляет из активного списка, если значение окончания времени ожидания меньше текущего времени.
Блок 85: Обновляет таймер для прочих STA из активного списка.
Блок 86: Время ожидания какой-либо STA истекло? Если да, то переходит к блоку 87, в противном случае переходит к блоку 88.
Блок 87: Удаляет STA с истекшим временем ожидания из активного списка. Переходит к блоку 88.
Блок 88: AT подошло к концу? Если да, то переходит к блоку 89, в противном случае переходит к блоку 82.
Блок 89: Конец.
Раз так, то варианты осуществления настоящего изобретения позволяют операциям периода времени объявления (AT) соответствовать энергосберегающими STA, и обеспечивают лучшую возможность отслеживания операций AT как для STA, так и для координатора. Эффективность обеспечивается динамическим управлением AT со стороны координатора. Сокращаются накладные расходы на передачу информации планирования Периода Услуги (SP) к энергосберегающим STA. Применительно к энергосберегающим станциям координатором используется ускоренное планирование передачи AT. Во время AT обеспечиваются многоуровневые, основанные на PS, ограниченные по времени, дифференцированные услуги.
Продолжительность интервала времени ожидания в режиме простоя является переменным значением в отличие от фиксированного временного окна для всех STA. Доступ к беспроводному каналу, на основе периода AT, содержит период опроса, при этом координатор управляет доступом (не конкурентным) к беспроводному каналу в отношении STA для обеспечения доступа к совместно используемому беспроводному каналу. Для управления беспроводным каналом кадры запроса и ответа передаются между координатором и STA в течение периода AT.
Фиг.8 показывает структурную схему характерной системы 200 сети беспроводной связи, реализующей вариант осуществления настоящего изобретения. Система 200 включает в себя станцию 202 беспроводного передатчика (такую как STA1 на фиг.1A) и станцию 204 беспроводного приемника (такую как STA2 на фиг.1A), для обеспечения беспроводной передачи данных, такой как беспроводная передача аудио/видео информации по радиочастотному каналу 201. Система 200 так же включает в себя беспроводное устройство-координатор 235 (такое как координатор 6 на фиг.1A), которое способствует осуществлению связи в сети. Станции 202 и 204 могут быть энергосберегающими STA, в соответствии с тем, что здесь описано.
Передатчик 202 включает в себя PHY уровень 206, уровень 208 MAC и прикладной уровень 210. Уровень 208 MAC включает в себя энергосберегающий модуль 209, который реализует энергосберегающий процесс в соответствии с вариантами осуществления раскрытого здесь изобретения, такой как описанный выше в отношении фиг.6 процесс 60. Энергосберегающий модуль 209 так же при необходимости реализует таймер обратного отсчета. PHY уровень 206 включает в себя модуль 207 радиочастотной (RF) связи для передачи/приема сигналов под управлением модуля 230 процесса полосы модулирующих частот. Модуль 230 процесса полосы модулирующих частот предоставляет информацию управления связью и прочую информацию.
Прикладной уровень 210 включает в себя модуль 211 аудио/визуальной (A/V) предварительной обработки для пакетирования видео потоков, которые затем преобразуются в пакеты MAC уровнем 208 MAC. Прикладной уровень 210 дополнительно включает в себя модуль 212 управления AV/C, который отправляет запросы передачи потока и команды управления для резервирования временных блоков радиочастотного канала для передачи пакетов. В одном варианте осуществления, передатчик 202 дополнительно включает в себя аппаратный процессор, память, логику, интегральные микросхемы и т.д. (не показаны) как часть PHY уровня, выполненные в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Станция 204 беспроводного приемника включает в себя PHY уровень 214, уровень 216 MAC и прикладной уровень 218. Уровень 216 MAC включает в себя энергосберегающий модуль 217, который реализует энергосберегающий процесс, такой как описанный выше в отношении фиг.6 процесс 60, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. PHY уровень 214 включает в себя модуль 213 RF связи, который передает/принимает сигналы под управлением модуля 231 процесса полосы модулирующих частот. Прикладной уровень 218 включает в себя модуль 219 A/V пост-обработки для извлечения из пакетов MAC, принятых уровнем 216 MAC, видео информации в потоки. Обработка по извлечению из пакетов является обработкой, обратной пакетированию, выполняемому модулем 211 A/V предварительной обработки в прикладном уровне 210 станции 202 беспроводного передатчика. Прикладной уровень 218 дополнительно включает в себя модуль 220 управления AV/C, который руководит управлением потоком и доступом к каналам. Передачи со сформированными диаграммами направленности могут осуществляться по нескольким каналам. Уровни MAC/PHY могут выполнять обучение антенн и управление переключением формирования диаграммы направленности применительно к направленной передаче, такой как связь со сформированной диаграммой направленности. В одном варианте осуществления, приемник 204 дополнительно включает в себя аппаратный процессор, память, логику, интегральные микросхемы и т.д. (не показаны) как часть PHY уровня, выполненные в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Аналогичным образом, беспроводная станция-координатор 235 так же включает в себя уровень 236 MAC и PHY уровень 238. Уровень 236 MAC включает в себя модуль 239 планирования, который реализует процесс энергосберегающего планирования в соответствии с раскрытыми здесь вариантами осуществления изобретения, такой как описанный выше в отношении фиг.7 процесс 80. Модуль 239 планирования так же при необходимости реализует таймер обратного отсчета. PHY уровень 238 включает в себя компоненты, аналогичные тем, что присутствуют в передатчике 202 и приемнике 204.
Раз так, то в одном примере каждая из STA 202, 204 реализует процесс 60, соответственно, в их уровнях 208, 216 MAC. Дополнительно, координатор 235 реализует процесс 80 в уровне 236 MAC. В одном примере, беспроводная система 200 выполнена в виде беспроводной локальной сети (WLAN), такой как WLAN по стандарту IEEE 802.11, но которая усовершенствована в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения исходя из того, что здесь описано.
Характерный вариант реализации настоящего изобретения в системе 200 беспроводной связи по технологии mmWave, такой как беспроводная сеть в радиочастотном диапазоне 60 ГГц, пригоден для применения в спецификации WiGig (например, всеми типами клиентов, включая A/V оборудование, сетевые устройства, PC и переносные устройства). Характерная сеть WiGig использует технологию 60 ГГц-диапазона mmWave для обеспечения скорости передачи данных физического (PHY) уровня, составляющей несколько Гбит/с (Гбит в секунду).
Как известно специалисту в соответствующей области техники, упомянутые выше характерные архитектуры, описанные выше в соответствии с настоящим изобретением, могут быть реализованы множеством вариантов, как например: в виде программных инструкций для исполнения процессором; в виде модулей программного обеспечения; микрокода; в виде компьютерного программного продукта на машиночитаемом носителе информации; в виде логических схем; в виде проблемно-ориентированных интегральных микросхем; в виде встроенного программного обеспечения; устройств потребительской электроники и т.п.; в беспроводных устройствах; в беспроводных передатчиках/приемниках; в беспроводных сетях и т.д. Дополнительно, варианты осуществления изобретения могут принимать вид: варианта осуществления целиком в аппаратном обеспечении, варианта осуществления целиком в программном обеспечении, или варианта осуществления, содержащего как элементы аппаратного обеспечения, так и элементы программного обеспечения.
Фиг.9 является высокоуровневой структурной схемой, показывающей систему обработки информации, содержащую компьютерную систему 100, пригодную для реализации варианта осуществления настоящего изобретения. Компьютерная система 100 включает в себя один или более процессоров 101 и может дополнительно включать в себя электронное устройство 102 отображения (для отображения графики, текста и прочих данных), основную память 103 (например, оперативную память (RAM)), устройство 104 хранения (например, накопитель на жестком диске), съемное устройство 105 хранения (например, съемный накопитель для хранения, съемный модуль памяти, накопитель на магнитной ленте, накопитель на оптическом диске, машиночитаемый носитель информации с хранящимся на нем компьютерным программным обеспечением и/или данными), устройство 106 интерфейса пользователя (например, клавиатуру, сенсорный экран, цифровую клавиатуру, указательное устройство) и интерфейс 107 связи (например, модем, сетевой интерфейс [такой как карта Ethernet], порт связи, или слот или карта PCMCIA). Интерфейс 107 связи позволяет осуществлять передачу программного обеспечения и данных между компьютерной системой и внешними устройствами. Система 100 дополнительно включает в себя инфраструктуру 108 связи (например, шину связи, переходную шину или сеть) к которой подключены упомянутые выше устройства/модули с 101 по 107.
Информация, передаваемая через интерфейс 107 связи, может передаваться в виде сигналов, таких как электронный, электромагнитный, оптический или прочие сигналы, которые могут быть приняты интерфейсом 107 связи через линию связи, которая переносит сигналы и которая может быть реализована при помощи провода или кабеля, волоконно-оптической линии связи, телефонной линии, линии связи сотовых телефонов, радиочастотной (RF) линии связи и/или прочих каналов связи. Инструкции компьютерной программы, здесь представляющие собой структурную схему и/или блок-схемы, могут загружаться в компьютер, программируемую аппаратуру обработки данных, или устройства обработки, чтобы вызвать серии выполняемых на них операций, чтобы создать реализуемый компьютером процесс.
Варианты осуществления настоящего изобретения были описаны со ссылкой на иллюстрации блок-схем и/или структурных схем способов, аппаратуры (систем) и компьютерных программных продуктов в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Каждый блок такой иллюстрации/схемы, или их сочетание, могут быть реализованы инструкциями компьютерной программы. Инструкции компьютерной программы при предоставлении процессору создают машину, так что инструкции, которые исполняются через процессор, создают средство для реализации функций/операций, указанных в блок-схеме и/или структурной схеме. Каждый блок в блок-схеме/структурных схемах может представлять собой модуль или логику аппаратного и/или программного обеспечения, реализуя варианты осуществления настоящего изобретения. В альтернативных вариантах реализации, упомянутые в блоках функции могут осуществляться в очередности, отличной от представленной на фигурах, параллельно и т.д.
Понятия «носитель компьютерной программы», «используемый компьютером носитель информации», «машиночитаемый носитель информации» и «компьютерный программный продукт» используются для того, чтобы в целом относится к носителям информации, таким как основная память, вторичная память, съемный накопитель для хранения, жесткий диск, установленный в накопителе на жестком диске, и сигналам. Эти компьютерные программные продукты являются средствами для предоставления компьютерной системе программного обеспечения. Машиночитаемый носитель информации позволяет компьютерной системе считывать данные, инструкции, сообщения или пакеты сообщений и прочую машиночитаемую информацию с машиночитаемого носителя информации. Машиночитаемый носитель информации, например, может включать в себя энергонезависимую память, такую как гибкий диск, ROM, флэш-память, запоминающее устройство на дисках, CD-ROM и прочие постоянные устройства хранения. Они используются, например, для транспортировки информации, такой как данные и компьютерные инструкции, между компьютерными системами. Инструкции компьютерной программы могут храниться на машиночитаемом носителе информации, который может управлять компьютером, другой аппаратурой обработки программируемых данных, или прочими устройствами для обеспечения функционирования конкретным образом, так что инструкции, хранящиеся на машиночитаемом носителе информации, образуют промышленное изделие, включающее в себя инструкции, которые реализуют функцию/действие, указанное в блоке или блоках блок-схемы и/или структурной схемы.
Кроме того, машиночитаемый носитель информации может содержать машиночитаемую информацию в среде с временным состоянием, такой как сетевая линия связи и/иди сетевой интерфейс, включая проводную сеть или беспроводную сеть, которая позволяет компьютеру считывать такую машиночитаемую информацию. Компьютерные программы (т.е., логика компьютерного управления) хранятся в основной памяти и/или вторичной памяти. Компьютерные программы так же могут приниматься через интерфейс связи. Такие компьютерные программы, при их исполнении, позволяют компьютерной системе выполнять признаки настоящего изобретения в соответствии с тем, что здесь рассматривается. В частности, компьютерные программы, при их исполнении, позволяют многоядерному процессору выполнить признаки компьютерной системы. Такие компьютерные программы представляют собой контроллеры компьютерной системы.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на его конкретные варианты, тем не менее, возможны прочие варианты. Вследствие этого, сущность и объем, определяемые прилагаемой формулой изобретения, не должны ограничиваться описанием предпочтительных, содержащихся здесь, вариантов.