УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ КАНАЛОВ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ
METHOD AND DEVICE FOR CIRCUIT CACHING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки №60/954757, озаглавленной "APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL RESERVATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS", поданной 8-го августа 2007 г. и переданной патентообладателю сего и таким образом явно включенной посредством ссылки в данный документ.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Нижеследующее описание в целом относится к беспроводной связи и, более конкретно, относится к сверхширокополосным ad hoc сетям беспроводной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Беспроводные сетевые системы стали преобладающими средствами, благодаря которым большое число людей осуществляет связь по всему миру. Устройства беспроводной связи стали меньше и значительно мощнее для того, чтобы удовлетворить запросы потребителей, и включают повышенную компактность и удобство. Потребители нашли множество применений устройствам беспроводной связи, таким как сотовые телефоны, карманные персональные компьютеры (КПК), ноутбуки и тому подобное, и потребители такого рода имеют потребность в надежной работе и расширенной зоне действия сети.
Сети беспроводной связи используются главным образом для передачи информации независимо от того, где находится пользователь (внутри или за пределами строения), и независимо от того, неподвижен ли пользователь или перемещается (например, едет в транспортном средстве или идет пешком). Обычно сети беспроводной связи устанавливаются через мобильные устройства, осуществляющие связь с базовой станцией или точкой доступа. Точка доступа покрывает географический регион или соту, и в тот момент, когда мобильное устройство работает, она может входить и выходить из данных географических сот. Для получения непрерывной связи мобильному устройству назначают ресурсы соты, в которую оно входит, и отменяют назначение ресурсов соты, которую оно покидает.
Сеть также может создаваться, используя только одноранговую связь, без применения точек доступа. В следующем варианте осуществления изобретения сеть может включать как точки доступа (инфраструктурный режим), так и одноранговую связь. Данные виды сетей относятся к ad hoc сетям. Ad hoc сети могут быть самоконфигурирующимися, в результате чего, когда мобильное устройство (или точка доступа) получает данные от другого мобильного устройства, дополнительное мобильное устройство добавляется в сеть. В тот момент, когда мобильные устройства покидают данную область, они динамически удаляются из сети. Таким образом, топография сети может постоянно изменяться. В топологии с ретрансляторами передача переносится через ряд интервалов связи или сегментов, а не напрямую от отправителя к получателю.
Различные факторы могут влиять на эффективность и функциональные характеристики беспроводной связи в сетях, таких как сверхширокополосная (СШП) ad hoc сеть. К примеру, объем трафика или обмена данными, происходящего в зоне действия сети, может снизить время передачи данных и вызвать помехи. Вследствие этого, качество и класс предоставляемых услуг (QoS) связи могут находиться под влиянием других передач данных, возникающих в данной сети главным образом в то же время. В схемах, основанных на исключениях, таких как Множественный Доступ с Контролем Несущей и Исключением конфликтов (CSMA/CA), применяемых в беспроводных ЛВС (IEEE 802.11) и СШП, число одновременных передач и скорость передачи данных могут быть снижены, если в сети присутствуют помехи.
В различных реализациях системы схема резервирования канала предусматривается для того, чтобы сделать возможным согласование устройствами доступа к среде передачи данных канала. Эффективность данных способов резервирования, особенно при спаренном использовании, зависит от профиля трафика приложения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Типовой способ резервирования доступа к среде передачи данных в ad hoc сети, например, как установлено в ECMA368, содержит передачу запроса на резервирование каналов через владельца резервирования, данный запрос на резервирование идентифицирует выделение резервирования, объект резервирования и вид резервирования. Один из таких видов резервирования идентифицирует исключительное использование выделения резервирования владельцем резервирования и объектом резервирования в течение периода резервирования. Объект резервирования может применять типичную схему приоритетного конкурентного доступа (PCA) для получения доступа к неиспользуемой среде передачи данных в течение периода резервирования, и владелец резервирования может преимущественно получать доступ к неиспользуемой среде передачи данных (т.е. без необходимости вызова PCA задержек). Для обеспечения сбалансированного двухстороннего применения может создаваться равное количество выделений резервирования для каждой из двух сторон в качестве владельца. В ином случае каждая неиспользуемая часть выделения резервирования может быть подразделена на множество временных интервалов, включая четные временные интервалы и нечетные временные интервалы, и владелец резервирования получает доступ к непроизводительной части, начиная передачу в течение четного временного интервала (после которого среда больше не рассматривается как неиспользуемая до того момента, пока она не прекратит передачу данных), в то время как данный объект резервирования получает доступ к неиспользуемой части, начиная передачу в течение нечетного временного интервала. В еще одном варианте осуществления изобретения владелец резервирования передает исходящее сообщение о разрешении на передачу (CTS) объекту резервирования для переноса права владения выделением резервирования данному объекту резервирования и получает входящее сообщение о разрешении на передачу (CTS) от объекта резервирования для восстановления права владения выделением резервирования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 изображена типовая беспроводная ad hoc сеть в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
На фиг.2 изображено типовое терминальное устройство в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
На фиг.3 изображена типовая структура суперфрейма каналов доступа к среде в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4 - это блок-схема, изображающая типовой способ резервирования доступа к среде передачи данных в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.5-7 - это графики для изображения типовых способов обеспечения доступа выделения резервирования в соответствии с различными вариантами осуществления изобретений.
Фиг.8 - это блок-схема, изображающая типовой способ переноса права владения средой в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Различные варианты осуществления изобретения описываются в данной работе со ссылкой на чертежи. В последующем описании в качестве пояснения многочисленные характерные детали изложены по порядку для того, чтобы гарантировать полное понимание некоторых аспектов. Может быть очевидно, однако, варианты осуществления изобретения такого рода могут применяться на практике без данных характерных деталей. В иных случаях общеизвестные конфигурации и устройства изображаются в виде блок-схемы с целью упростить описание данных вариантов осуществления изобретения.
В том смысле, в каком они употребляется в данной заявке, термины "компонент", "модуль", "система" и им подобные предполагаются как относящиеся к объекту, связанному с ЭВМ, как к аппаратному обеспечению, аппаратно-реализованному программному обеспечению, комбинации аппаратного и программного обеспечения, так и программному обеспечению, либо программному обеспечению в режиме исполнения. К примеру, компонент может быть, но не ограничиваясь этим, процессом, протекающим в процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком вычислений, программой и/или компьютером. В качестве примера, и приложение, выполняющееся на вычислительном устройстве, и само вычислительное устройство, оба, могут быть компонентами. Один компонент или более могут находиться в рамках одного процесса и/или потока вычислений, и компонент может относиться к одному компьютеру и/или распределяться между двумя или более компьютерами. В дополнение к этому, данные компоненты могут приводиться в исполнение с различных машиночитаемых носителей, имеющих различную структуру данных, хранимых на нем. Компоненты могут осуществлять связь посредством локальных и/или удаленных процессов, которые в соответствии с сигналом имеют один пакет данных или более (например, данные от одного компонента взаимодействуют с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как Интернет, с другими системами посредством сигналов).
Кроме того, различные варианты осуществления изобретения описываются в данной работе применительно к устройству пользователя. Устройство пользователя также может называться системой, абонентским устройством, абонентским пунктом, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, точкой доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, терминальным устройством, переносным телефонным аппаратом, хост-узлом, пользовательским терминалом, терминалом, агентом пользователя, радиотерминалом, устройством беспроводной связи или абонентским оборудованием. Устройство пользователя может быть сотовым телефоном, радиотелефоном, телефоном, работающим по протоколу инициации сеансов (SIP), станцией системы беспроводного абонентского шлейфа (WLL), карманным персональным компьютером (КПК), портативным устройством, обладающим способностью беспроводного соединения, или другим устройством или устройствами обработки, соединенными с модемом беспроводной связи. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство пользователя может быть электронным устройством потребителя с подключенным СШП модемом, таким как принтер, фото/видеокамера, музыкальный проигрыватель, автономное магнитное устройство или устройство хранения флэш-памяти, или, к примеру, другое аудиовизуальное оборудование с накопителем данных.
Более того, различные аспекты и характерные признаки, описанные в данном документе, могут быть использованы как способ, устройство или изделие, с применением стандартных технологий программирования и/или проектирования. Термин "изделие производства", использованный в данном документе, предназначен для того, чтобы охватить компьютерные программы, доступные с машиночитаемого устройства, носителя или среды. К примеру, машиночитаемая среда может включать в себя, в качестве неограничивающих примеров, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий магнитный диск, гибкий магнитный диск, магнитную полосу…), оптические диски (например, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD)…), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, различные карты памяти, флэш-драйв…).
Различные варианты осуществления изобретения будут представлены на примере систем, которые могут включать в себя ряд устройств, компонентов, модулей и тому подобного. Следует понимать и учитывать то, что различные системы могут включать в себя дополнительные устройства, компоненты, модули и тому подобное, и/или могут не включать в себя все устройства, компоненты, модули и тому подобное, описанные в соответствии с чертежами. Также может быть использовано сочетание этих принципов.
Ссылаясь в данной работе на чертежи, на фиг.1 изображен пример беспроводной ad hoc сети 100. Беспроводная сеть 100 может включать в себя любое число мобильных устройств или узлов, находящихся в беспроводной связи, из которого, для облегчения понимания, изображено четыре. Мобильные устройства могут быть, к примеру, сотовыми телефонами, интеллектуальными телефонами, компактными портативными компьютерами, портативными устройствами связи, спутниковыми радиоприемниками, глобальными системами определения местоположения, карманными персональными компьютерами (КПК) и/или другими устройствами, применимыми для связи по беспроводной сети 100, как было описано выше. Беспроводная сеть 100 может также включать в себя одну или несколько базовых станций или точек доступа (не показаны).
В беспроводной сети 100 терминальное устройство 112 изображается осуществляющим связь с терминальным устройством 114 посредством линии 120 связи и с терминальным устройством 116 посредством линии 122 связи. Терминальное устройство 116 изображается также осуществляющим связь с терминальным устройством 118 посредством линии 124 связи. Терминальные устройства 112, 114, 116 и 118 могут быть структурированы и сконфигурированы в соответствии с типовой упрощенной блок-схемой, изображающей возможную конфигурацию терминального устройства 200, как показано на фиг.2. Следует заметить, учитывая, что специалисты в данной области техники примут это во внимание, что точно определенная конфигурация терминального устройства 200 может варьироваться в зависимости от специфики приложений и от условий общей конструкции. Процессор 202 может вводить в работу системы и способы, раскрытые в данном документе.
Терминальное устройство 200 может приводиться в исполнение посредством внешнего приемопередатчика 204, присоединенного к антенне 206. Процессор 208 основной полосы может быть присоединен к приемопередатчику 204. Процессор 208 основной полосы может быть реализован с помощью основанной на программном обеспечении структуры или другого типа архитектуры, такой как аппаратное обеспечение или сочетание аппаратного и программного обеспечения. Микропроцессор может использоваться как платформа для запуска программ программного обеспечения, которые, помимо других функций, обеспечивают функции управления и общего руководства системой. Процессор цифровой обработки сигналов (DSP) может реализовываться с уровнем программного обеспечения встроенных связей, который запускает специфические для приложения алгоритмы для уменьшения количества запросов на обработку в микропроцессоре. DSP может применяться для обеспечения различных функций обработки сигнала, таких как сбор данных пилотного сигнала, синхронизация времени, слежение за частотой, широкополосная обработка, функции модуляции и демодуляции и упреждающая коррекция ошибок.
Терминальное устройство 200 может также включать в себя различные пользовательские интерфейсы 210, присоединенные к процессору 208 основной полосы. Пользовательские интерфейсы 210 могут включать в себя клавиатуру, мышь, сенсорный экран, дисплей, звонковое устройство, вибратор, акустический динамик, микрофон, камеру, запоминающее устройство и/или другие устройства ввода/вывода.
Процессор 208 основной полосы содержит процессор 202. В программно-реализованном исполнении процессора 208 основной полосы процессор 202 может быть программой системы программного обеспечения, запущенной в микропроцессоре. Тем не менее, специалисты в данной области техники сразу примут во внимание, что процессор 202 не ограничивается данным вариантом осуществления изобретения и может быть выполнен с помощью любых средств, известных в данной области техники, включая любую конфигурацию аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их сочетания, которая способна обеспечить выполнение различных функций, описанных в данной работе. Процессор 202 может быть присоединен к запоминающему устройству 212 для хранения данных. Также может быть предусмотрен процессор 214 приложений для работы операционной системы и/или отдельных приложений, как показано на фиг.2. Процессор 214 приложений изображен присоединенным к процессору 208 основной полосы, запоминающему устройству 212 и пользовательскому интерфейсу 210.
Снова ссылаясь на фиг.1, далее будет рассмотрено выделение ресурсов, ассоциированных с линиями 120, 122 и 124 связи в сочетании со структурой суперфрейма управления доступом к среде (УДС), изображенной на фиг.3. Служба и протокол УДС, заданные на подуровне УДС, зависят от служб, обусловленных физическим уровнем (PHY) посредством точек доступа служб физического уровня. Службы УДС также предоставляют службы протоколов более высокого уровня или уровня адаптации посредством точек доступа служб УДС. В описанном типовом варианте осуществления изобретения физический уровень может быть сверхширокополосным (СШП) физическим уровнем для беспроводной персональной вычислительной сети, такой как, например, соответствующая международному стандарту ECMA (Европейская ассоциация по стандартизации информационных и вычислительных систем), ECMA-368. Отмечено, что преимущества различных вариантов осуществления изобретения также подходят для применения в других схемах ad hoc сетей, включая, например, будущие или измененные версии ad hoc сетей стандартов IEEE 802.11 или IEEE 802.15.
На фиг.3 описана базовая временная структура 300 для обмена фреймами, использующая структуру суперфрейма, такую как суперфрейм N 302. В качестве примера, суперфрейм N 302 может иметь длительность суперфрейма, соответствующую длине суперфрейма. В первом варианте осуществления изобретения суперфрейм N 302 может содержать 256 временных интервалов 304 доступа к среде (MAS: Medium Access Slots), каждый MAS имеет длительность 310 интервала, равную 256 микросекундам (мкс). В данном варианте осуществления изобретения суперфрейм N 302 имеет соответствующую длительность суперфрейма, приблизительно равную 65 миллисекундам (мс). Как показано на фиг.3, суперфрейм включает в себя период 308 передачи beacon-пакета в начале 306 каждого суперфрейма, включая суперфрейм N 302 и суперфрейм N+1 305.
Как правило, во время периода 308 маяка терминальные устройства передают только маяки (а именно фреймы маяка) и слушают маяки соседних элементов. MAS могут также резервироваться, и устройства, принимающие участие в резервировании, подчиняются правилам/условиям вида резервирования, устанавливаемым для данных зарезервированных временных интервалов. За пределами периода маяка и зарезервированных временных интервалов терминальные устройства, как правило, применяют схему доступа с конкуренцией. В некоторых других вариантах осуществления изобретения может быть только один элемент отправки маяка во всей сети 100.
Текущие варианты выполнения резервирования MAS в большинстве случаев задают четыре вида резервирования: жесткое (hard), мягкое (soft), приоритетного конкурентного доступа (PCA) и приватное. Резервирование инициируется терминальным устройством, делающим запрос на то, чтобы стать владельцем резервирования, и является запросом на резервирование одного или более MAS для передачи информации объекту резервирования.
При жестком резервировании (как, например, в ECMA 368) владелец резервирования поддерживает исключительное использование зарезервированных временных интервалов в течение периода резервирования, и ни какое другое терминальное устройство, включая объект резервирования, не может передавать информацию. Данный объект может передавать только пакеты управления уровня УДС, такие как ACK, в ответ на передачу данных владельцем. Поскольку терминальное устройство может запрашивать период резервирования дольше, чем это необходимо для отправки пакетов данных, часть периода резервирования может быть неиспользуемой, и вследствие этого тратиться впустую использование канала передачи данных, что является одним из недостатков постоянного резервирования. Владелец резервирования может освобождать резервирование посредством передачи соответствующего уведомления и ожидания ответа; однако дополнительные транзакции такого рода влекут за собой потери на задержку времени и обработку.
При мягком резервировании (как, например, в ECMA 368) владелец резервирования получает приоритет перед другими устройствами в сети для получения доступа к зарезервированным временным интервалам в течение периода резервирования. Временные интервалы, ассоциированные с неиспользуемой частью периода резервирования, могут быть использованы другим терминальным устройством с "более низким приоритетом", таким как объект резервирования, или же любым другим соседним терминальным устройством в сети, применяющей схему исключения конфликтов. Таким образом, непостоянное резервирование позволяет применять неиспользуемые части периода резервирования, используя схему конкуренции.
При резервировании приоритетного доступа с конкуренцией (PCA) временные интервалы резервируются для передачи, но все терминальные устройства, включая владельца резервирования, объекта резервирования и любого другого соседнего терминального устройства, используют схему исключения конфликтов, такую как Множественный Доступ с Контролем Несущей и Исключением конфликтов (CSMA/CA), для получения доступа к зарезервированным временным интервалам в течение периода резервирования. Данный фактор налагает затраты доступа PCA (задержки) в той же мере и на владельца резервирования.
В трех рассмотренных ранее схемах резервирования (жесткое, мягкое, PCA) предоставление двухсторонней передачи данных между устройствами является неизменяемым и/или неэффективным. Например, в постоянном резервировании двухсторонняя передача данных потребует создания двух отдельных постоянных резервирований в силу того, что использование зарезервированных временных интервалов является исключительным для владельца резервирования. Кроме того, фиксированные жесткие резервирования являются неизменяемыми и неадаптируемыми к переменным отношениям размеров потока трафика в данных двух направлениях, или в противном случае будут требовать точной априорной информации об отношении трафика для эффективного выделения зарезервированных временных интервалов. К примеру, в силу того, что для пары устройств невозможно создать постоянные резервирования, по одному в каждом направлении, каждое с полной емкостью суперфрейма, будет возникать потеря производительности, если приложение изменит направление основной части его трафика. Схемы мягкого резервирования и PCA резервирования испытывают ухудшенные канальные условия вследствие конкуренции доступа каналов от других устройств в данной сети, тем самым ограничивая наилучшую двухстороннюю передачу данных между владельцем резервирования и объектом резервирования. В то время как приватные резервирования имеют возможность применяться в конкретных системах, определение стратегии доступа к каналу предоставляется разработчику реализации.
Ссылаясь на фиг.4, блок-схема 400 изображает типовой способ резервирования доступа к среде передачи данных, согласно первому варианту осуществления изобретения. Блок-схема 400 задействует пару терминальных устройств, таких как, например, терминальные устройства 112 и 114, изображенные на фиг.1, для осуществления связи друг с другом эффективно и универсальным способом и является особенно выгодной в ad hoc сети, такой как сеть 100, изображенной на фиг.1.
На шаге 402 владелец резервирования передает запрос на резервирование. Данный запрос на резервирование в большинстве случаев передается как часть командного фрейма (или как элемент информации маяка). Помимо других элементов информации запрос на резервирование может включать в себя идентификацию владельца резервирования, идентификацию объекта резервирования, запрос на выделение резервирования для одного временного интервала (MAS) или более и вид резервирования. Для удобства выделение MAS также обобщенно именуется в данном документе как резервирование выделения (или просто "резервирование"), несмотря на то, что данные резервируемые временные интервалы могут непрерывно распределяться или фрагментироваться по всему суперфрейму. Вид резервирования указывается за то время, когда на шаге 402 идентифицируют исключительное использование выделения резервирования владельцем резервирования и объектом резервирования в течение периода резервирования. Подобный вид резервирования может вводиться в работу специфическим "приватным" резервированием для доступа к среде передачи данных (например, идентифицируемым посредством специализированных для приложения идентификаторов), или может быть явно заданным видом резервирования для двухстороннего монопольного резервирования с (EBD), если принято в стандартной реализации. В контексте настоящего описания оба вида резервирования будут именоваться в данном документе как EBD резервирования в силу того, что оба вида резервирования, будь то приватное или явно заданное, обеспечивают двухсторонний доступ к среде передачи данных исключительно для владельца резервирования и объекта резервирования.
На шаге 404 владелец резервирования получает ответный сигнал на резервирование. Например, объект резервирования может передавать ответный сигнал на резервирование в ответ на запрос на резервирование, выполняемый на шаге 402. На шаге 406 владелец резервирования по выбору передает информационные фреймы объекту резервирования в течение одного или нескольких зарезервированных временных интервалов. По результатам передачи данных владельцем резервирования могут оставаться неиспользуемые части (неиспользуемые зарезервированные временные интервалы) выделения резервирования на протяжении оставшейся части периода резервирования.
На шаге 408 неиспользуемая часть выделения резервирования делается доступной для использования объектом резервирования для получения доступа и передачи информации на протяжении оставшегося периода резервирования. Информация такого рода, передаваемая объектом резервирования, может быть получена владельцем резервирования. Предпочтительно, чтобы доступ к неиспользуемой части выделения резервирования делался доступным для использования объектом резервирования без запроса объекта резервирования на получение его собственного определенного резервирования и без необходимости объектом резервирования оспаривать у других соседних терминальных устройств доступ к выделению резервирования. Согласно другому варианту осуществления изобретения шаги, описанные на фиг.3, выполняются каждой стороной отдельно для создания пары EBD (а именно первое EBD и второе EBD) для симметрии и баланса. В ином случае отдельное резервирование может виртуально разбиваться на две секции, в которых начальное право владения резервированием первой секции может выделяться владельцу резервирования (начальному владельцу резервирования первой секции), и начальное право владения резервированием второй секции может выделяться объекту резервирования (начальный владелец резервирования второй секции). Данные два резервирования (или две виртуальные секции одного резервирования), оба, могут занимать смежные временные интервалы MAS, или их соответствующие MAS могут чередоваться друг с другом в пределах суперфрейма. В еще одном варианте осуществления изобретения чередование двух резервирований (или секции одного резервирования) может основываться на априорном знании размеров окон передачи данных протокола верхнего уровня для того, чтобы свести к минимуму число необходимых переносов прав владения и/или допустить осуществление подтверждений (ACK) верхнего уровня. Существенное усовершенствование в использовании ресурсов может быть достигнуто в соответствии с определенными вариантами осуществления изобретения. К примеру, когда по сравнению с двумя отдельными постоянными резервированиями для двухсторонней передачи данных, два отдельных EBD резервирования могут практически удвоить эффективность использования среды передачи данных при некоторых условиях трафика. Ниже приводятся различные варианты осуществления изобретения правил доступа к среде передачи данных посредством владельца и объекта EBD резервирований. Ветвь от блока 408 к блоку 406 изображает различные средства для последовательного доступа к среде передачи данных владельца резервирования и/или объекта, согласно различным вариантам изобретения, рассматриваемым ниже.
Согласно одному варианту осуществления изобретения объект резервирования имеет доступ к неиспользуемой части выделения резервирования (шаг 408) за счет применения схемы приоритетного доступа (PCA) во избежание конкуренции с владельцем резервирования. Данный вариант осуществления изобретения описывается совместно с графиком 500, изображенным на фиг.5. На фиг.5 горизонтальная ось описывает время получения доступа к выделению резервирования в течение периода резервирования для EBD резервирования. Блок 502 изображает последовательность передачи информации владельцем резервирования, которая прекращается в момент 510 времени. Блок 502 включает в себя любые АСК-пакеты (пакеты подтверждений) УДС уровня от объекта с последующим назначенным периодом молчания (например, SIFS=10 мкс согласно ECMA 368). В конкретной схеме PCA, изображенной на фиг.5, объект резервирования к тому же ожидает первого периода 512 молчания (равного, к примеру, 9 мкс) и второго переменного периода (такого как период нарезки, заключающийся в пределах (от 0 до 3)*9 мкс). Если, по результатам второго переменного периода в момент времени 516, владелец резервирования не передал информацию, объект резервирования может получить доступ к среде передачи данных и начать собственную передачу информации владельцу резервирования. В силу того, что второй период является переменным, среднее время ожидания объекта резервирования изображается посредством периода 518 ожидания. В данной конкретной конфигурации CSMA/CA средний период 518 ожидания равен приблизительно 22,5 мкс, в течение которого никакая из сторон не передает данные, принимая во внимание, что то же время ожидания владельцем резервирования для начала передачи данных после цикла передачи данных объектом равно 0. Для двухсторонних приложений использование пары подобных EBD (по одному на каждое направление) может таким образом привести средний период ожидания в данной ситуации к 11,25 мкс для обеих сторон, что может являться преимуществом, если не имеется априорного знания относительно приложения.
Согласно другому варианту осуществления изобретения объект резервирования получает доступ к неиспользуемой части выделения резервирования (шаг 408) в соответствии с упоминаемой схемой предоставления доступа. Данный вариант осуществления изобретения описывается совместно с графиком 600, изображенным на фиг.6. Блок 602 изображает последовательность передачи информации владельцем резервирования, которая прекращается в момент 610 времени. Блок 602 включает в себя любые АСК-пакеты (пакеты подтверждений) УДС уровня от объекта с последующим назначенным периодом молчания (например, SIFS=10 мкс согласно ECMA 368). Неиспользуемая часть нижеупомянутого времени 610 выделения резервирования подразделена на множество временных интервалов, включая, к примеру, временные интервалы 612, 614, 616 и 618. Временные интервалы 612 и 616 идентифицированы как четные временные интервалы 0 и 2 соответственно. Временные интервалы 614 и 618 идентифицированы как нечетные временные интервалы 1 и 3 соответственно. Дополнительные четные и нечетные временные интервалы следуют за временным интервалом 618, в то время как среда передачи данных не используется. В качестве примера, временные интервалы 612, 614, 616 и 618 могут быть временными интервалами продолжительностью 9 мкс.
В схеме предоставления доступа, рассматриваемой на фиг.6, владелец резервирования получает доступ к неиспользуемому выделению резервирования посредством начала собственной передачи данных во время четного временного интервала, а объект резервирования получает доступ к неиспользуемому выделению резервирования посредством начала собственной передачи данных во время нечетного временного интервала. Как только владелец резервирования или объект резервирования получает доступ к среде передачи данных таким способом, терминальное устройство может продолжать передачу информации посредством оставшихся временных интервалов (как четных, так и нечетных) выделения резервирования в течение оставшегося срока действия резервирования. Если передача информации окончена и остается дополнительная неиспользуемая часть выделения резервирования, данный процесс повторяется с новой привязкой 610 по времени. Данный конкретный вариант осуществления изобретения уменьшает время ожидания для получения доступа к неиспользуемому выделению резервирования, например в сравнении с временем 518 ожидания, изображенным на фиг.5. Следует заметить, что владельцу EBD позволяется начать собственную передачу даже на временном интервале 0, тем самым его среднее время ожидания будет меньше, чем среднее время ожидания объекта. Для двухсторонних приложений использование пары подобных EBD (по одному на каждое направление) может таким образом уравнять средний период ожидания для обеих сторон, что может являться преимуществом, если не имеется априорного знания относительно приложения.
Для совершенствования восстановления работоспособности системы после ошибки в схеме предоставления доступа, изображенной на фиг.6, если либо владелец резервирования, либо объект резервирования получают Ошибку заголовка, устройство, обнаружившее Ошибку заголовка, может инициировать "задержку". Как правило, задержка подразумевает выполнение процесса или алгоритма удержания от предоставления доступа к среде передачи данных в течение конкретного периода, обычно точно определяемого алгоритмом. Типовой метод задержки для данных целей описывается в ECMA 368, хотя другие методы задержки могут быть также применены со схемой предоставления доступа, описанной в данном документе. В случае неправильного прекращения обмена фреймами (например, сбой при отправке или получении ожидаемого ответа на пакет управления) устройство может сбросить собственный таймер временных интервалов (например, привязку 610 по времени), основываясь на рассчитанном окончании недостающего ответного пакета для того, чтобы обеспечить дополнительную возможность восстановления после ошибки. В качестве примера, в ECMA 368, если ожидаемое мгновенное ACK не принято в ответ на информационный фрейм, то новая привязка по времени может быть установлена на [Конец переданного информационного фрейма + SIFS + Фиксированная продолжительность I-ACK фрейма (например, 13,125 мкс в ECMA 368) + SIFS].
Согласно другому варианту осуществления изобретения объект резервирования получает доступ к неиспользуемой части выделения резервирования (шаг 408) в соответствии со схемой переноса права владения. Данный вариант осуществления изобретения описывается совместно с графиком 700, изображенным на фиг.7. Блок 702 изображает последовательность передачи информации владельцем резервирования, которая прекращается в момент 710 времени. Блок 702 включает в себя любые АСК-пакеты (пакеты подтверждений) УДС уровня от объекта с последующим назначенным периодом молчания (например, SIFS=10 мкс согласно ECMA 368). В схеме переноса права владения владелец резервирования может переносить право владения объекту резервирования после завершения собственного цикла передачи информации в конце блока 702. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.7, владелец резервирования передает исходящее сообщение 714 о разрешении на передачу (CTS) объекту резервирования для переноса права владения выделением резервирования объекту резервирования. В другом варианте осуществления изобретения сообщение 714 CTS кадра может быть заменено подходящим сообщением для указания переноса права владения. В качестве примера, другие формы сообщений переноса права владения могут включать в себя командный фрейм нулевой длины с новым уникальным подтипом фрейма; или фрейм управления нулевой длины с новым уникальным подтипом фрейма; или специфический для приложения командный фрейм или фрейм управления, или, например, Информационный фрейм нулевой длины с уникальными значениями в информационном поле доступа. После получения CTS сообщения и второго времени 716 ожидания (например, SIFS для систем ECMA 368) объект резервирования принимает право владения выделением резервирования в момент 719 времени и может начать передачу информации блока 720 объекту резервирования. По результатам передачи 720 информации объект резервирования может переносить право владения обратно владельцу резервирования, отправляя свое собственное CTS сообщение, которое принимается как входящее CTS сообщение владельцем резервирования. Однако, если в момент 719 времени объект резервирования не будет иметь информации для передачи владельцу резервирования, объект резервирования может перенести право владения обратно владельцу резервирования, отправляя свое собственное CTS сообщение (не показано) в момент 719 времени, которое принимается как входящее CTS сообщение владельцем резервирования. Право владения оставшимся выделением резервирования можно продолжать переносить назад и вперед в течение срока действия резервирования. Или же процесс передачи назад и вперед может также быть прекращен посредством других энергосберегающих механизмов обработки информации, ранее заданных в основном стандарте УДС, если обе стороны не планируют передачу новых данных во время оставшейся части данного блока резервирования или суперфрейма.
При определенных обстоятельствах, например вследствие потери пакетов, право владения выделением резервирования может стать неясным. Для устранения неясности владелец резервирования или объект резервирования могут выполнять следующие шаги, указанные в блок-схеме 800, изображенной на фиг.8. На шаге 802 изначально право владения присваивается владельцу резервирования в начале каждого периода резервирования. На шаге 804 устройство, желающее перенести право владения, передает исходный CTS кадр другому устройству. На шаге 806 принятия решения устройство, которое получает CTS кадр, может принять или отклонить перенос права владения. Если данное устройство принимает перенос права владения, устройство начинает передачу любого пакета данных действующего фрейма, следующую за установленным периодом молчания (например, SIFS=10 мкс в ECMA 368) для указания принятия акта передачи права владения на шаге 808. Если устройство отклоняет перенос права владения, устройство передает CTS кадр, следующий за установленным периодом молчания (например, SIFS=10 мкс в ECMA 368) на шаге 814.
На шаге 810 исходный отправитель CTS кадра может определить, что перенос права владения был принят по получению пакета данных действующего фрейма, инициированного другим устройством (получение которого говорит об успешном переносе права владения). Следующий за шагом 810 шаг 804 может повторяться для переноса права владения вновь.
Исходный отправитель CTS кадра может определить, что акт передачи был отклонен, по получению действующего ответного CTS кадра после обозначенного периода молчания (например, SIFS=10 мкс в ECMA 368), как изображено в блоке 816, после которого шаг 804 может быть повторен. В то же время, на шаге 818, если за последующей собственной передачей CTS кадра исходный отправитель CTS кадра обнаруживает молчание (отсутствие преамбулы) после обозначенного периода молчания (например, SIFS=10 мкс в ECMA 368), исходный отправитель CTS кадра может предположительно определить, что CTS кадр был отправлен другим устройством (но локально был потерян), или что другое устройство не смогло получить CTS сообщение отправителя, и отправит еще один CTS кадр на шаге 804 после обозначенного периода молчания (например, SIFS=10 мкс в ECMA 368), следующего после окончания потерянного CTS кадра. В некоторых вариантах осуществления изобретения количество повторных передач CTS сообщений может быть ограничено предварительно определенным числом в качестве мер для предусмотрения ситуации, когда отправитель CTS кадра теряет правильный обмен фреймом, который был начат другим устройством. Данное ограниченное или предварительно определенное число повторных передач CTS кадра может содействовать при ограничении числа пакета данных, которые конфликтуют с CTS пакетами.
На шаге 812 исходный отправитель CTS кадра может по выбору получить пакет с ошибкой заголовка, и в этом случае устройству следует сделать задержку, например, как точно определено в ECMA 368, или прежде чем принять другой CTS кадр. В случае получения пакета с ошибкой заголовка исходный отправитель CTS кадра может также считать, что перенос права владения был принят, если после задержки исходный отправитель CTS кадра получает правильный обмен фреймом, как это отображено в необязательной ветви к шагу 810. В то же время, исходный отправитель CTS кадра может полагать, что перенос права владения был отклонен, если после задержки исходный отправитель CTS кадра получает правильный CTS кадр, как это отображено в дополнительной ветви к шагу 816.
В некоторых вариантах схемы переноса права владения, после достижения предельного числа исходящих и входящих CTS сообщений, переданных без промежуточной передачи информационных данных, владелец резервирования может прекращать передачу данных объекту резервирования и может освободить резервирование посредством передачи соответствующего уведомляющего сообщения и получения подтверждающего ответа. Главное преимущество явной схемы переноса права владения (в сравнении с выполнением двух неявных методов) заключается в том, что владелец (и объект) может более быстро согласовывать отклонения в принятии данных верхнего уровня. Причина заключается в том, что доступ к среде передачи данных делается зависимым, пока владелец явно не освободит владение посредством передачи CTS сообщения (вместо конкурентной схемы, основывающейся на неиспользуемых периодах), владелец может рассчитывать новые данные приложения (или любые другие данные высокого уровня, такие как, например, TCP/IP или UDP или Bluetooth L2CAP трафик), поступающие в очередь в течение блока 702, и может принимать решение о сохранении права владения, не передавая CTS сообщения, если обнаруживает дополнительные данные для передачи. В выполнении двух схем неявного права владения, изображенных на фиг.5 и 6, продление срока действия права владения средой вне остатка текущего цикла передачи может обеспечиваться владельцем резервирования в силу того, что владелец имеет привилегированный доступ. Однако данный процесс является более трудным для объекта резервирования в силу того, что виртуальное продление (блоков 502 и 602) должно быть фиксировано и сигнализировано в заголовке действующего пакета; такой метод обуславливается меньшей гибкостью для решений с поздней привязкой. Для эффективного выполнения данного метода будет необходима передача дополнительных сообщений, таких как, например, пакеты нулевой нагрузки для ограничения предполагаемого расширения, если обработка новых данных приложения не осуществляется вовремя. Пример механизма виртуального расширения описан в стандартах 802.11 и ECMA 368, в которых передача нулевых пакетов данных разрешается для традиционного подхода, основанного на конкуренции. Несмотря на это, в рамках настоящего описания нулевые пакеты данных могут использоваться для принятия решений с поздней привязкой для устройств, чтобы удерживать/освобождать действующее право владения. Например, если обнаружен последний пакет в очереди, срок действия временного владения средой (указанный в заголовке) может быть увеличен для охвата дополнительного времени действия вне действующего пакета посредством величины, которая позволяет отправлять нулевые пакеты данных. Вследствие этого, если новые данные приложения поступают во время периода дополнительного времени действия, вновь поступившие данные могут быть переданы с новым увеличением сроков действия в заголовке, в противном случае нулевой пакет данных отправляется без дополнительного увеличения сроков действия. В отличие от метода нулевых пакетов данных, метод явных CTS кадров, изображенный на фиг.7, обеспечивает большую гибкость без необходимости применения нулевых пакетов данных и предполагаемых увеличений срока действия.
На фиг.7 CTS сообщение может длиться приблизительно 13 мкс, и период 716 ожидания может длиться приблизительно 10 мкс (например, SIFS для ECMA 368), и таким образом затраты 718 на потери могут приблизительно равняться 23 мкс. Вариант осуществления изобретения, изображенный на фиг.7, может быть приведен к альтернативному варианту осуществления изобретения во избежание или отсрочки затрат 718 на потери, когда у "не правообладателя" нет ожидающих передачи данных. В альтернативном варианте осуществления изобретения, в дополнение к действующему владельцу выделения резервирования, способному начать перенос прав владения посредством CTS сообщения 714, действующий "не правообладатель" может также просить право владения, например посредством передачи сообщения подтверждения блока (B-ACK) с уникальным полем, которое просит сообщение 714 данных CTS действующим владельцем. В соответствии с этим, "не правообладатель" может более быстро получить право владения выделением резервирования и, таким образом, снизить время ожидания доступа к среде передачи данных. Это также позволит действующему пользователю решать, стоит ли уступить право владения, даже если у него есть данные для передачи. Указано, что может не существовать предосторожности для действующего "не правообладателя" для принятия права владения средой посредством простой передачи Zero B-ACK RX окна в силу того, что данное B-ACK может иногда теряться или повреждаться. Для тех же целей может не существовать предосторожности для действующего владельца для простого акта передачи права владения посредством отправки B-ACK запроса в последней передаче данных. Вследствие этого, передача CTS кадра является желательной, даже после передачи B-ACK. Принимается во внимание, что механизм восстановления потерянных/поврежденных CTS пакетов является легким в описании, как раскрыто ранее, в силу того, что он может быть пакетом управления фиксированного размера без полезной нагрузки.
Следует понимать, что варианты осуществления изобретения, описанные в данной работе, могут быть осуществлены посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, аппаратно-реализованного программного обеспечения, промежуточного обеспечения, микрокода или любого их сочетания. Когда система и/или способы приводятся в исполнение посредством программного, аппаратно-реализованного программного, промежуточного обеспечения или микрокода, программного кода или кодового сегмента, они могут храниться в машиночитаемом носителе, таком как компонент запоминающего устройства. Кодовый сегмент может представлять процесс, функцию, подпрограмму, программу, процедуру, подпроцедуру, модуль, пакет программ, класс или любое сочетание машинных команд, структур данных или операторов программ. Кодовый сегмент может быть соединен с другим кодовым сегментом или со схемой аппаратного обеспечения посредством передачи и/или получения информации, данных, аргументов, параметров или содержимого запоминающего устройства. Информация, аргументы, параметры, данные и тому подобное могут пересылаться, переадресовываться или передаваться, используя любые подходящие средства, включая разделение памяти, пересылку сообщений, передачу маркера, сетевую передачу и так далее.
Для программной реализации методы, описанные в данной работе, могут реализовываться с помощью модулей (например, процессы, функции и тому подобное), которые выполняют функции, описанные в данной работе. Программный код может храниться в запоминающих устройствах и приводиться в действие процессорами. Запоминающее устройство может реализовываться внутри процессора или за пределами процессора, в этом случае оно может быть присоединено с возможностью осуществления связи к процессору с помощью различных средств, известных в данной области техники.
Все, что было описано выше, включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления изобретения. Конечно, невозможно описать каждое возможное сочетание компонентов или методик в контексте описания вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения, но обычный специалист в данной области техники признает, что возможно множество дополнительных сочетаний и изменений различных вариантов осуществления изобретения. В связи с этим, описанные варианты осуществления изобретения предназначены для того, чтобы охватить все изменения, модификации и вариации такого рода, что попадают в объем и сущность прилагаемой формулы изобретения. Более того, поскольку выражение "включает в себя" применяется как в подробном описании, так и в формуле изобретения, выражение такого рода предназначено для того, чтобы быть включающим в себя выражение "содержит", так же как "содержит" интерпретируется при использовании как переходное слово в формуле изобретения.