СПОСОБ И УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ПЛАНЕ НАЗНАЧЕНИЯ ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИ МЕЖДУ УЗЛАМИ БЕСПРОВОДНОЙ ЯЧЕИСТОЙ СЕТИ Российский патент 2010 года по МПК H04L12/56 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение связано с беспроводной ячеистой сетью (например, с ячейкой беспроводной локальной сети WLAN), включающей в себя множество узлов. Более конкретно, настоящее изобретение связано с совместным использованием информации о плане назначения интервала времени между узлами ячеистой сети.

Уровень техники

В ячеистой сети IEEE 802.11 (например, ячейке WLAN) два или более узлов обмениваются данными в течение периодов, называемых интервалами времени. Понятие “интервал времени” означает многомерную информацию, которая может включать в себя информацию о синхронизации (например, время начала и продолжительность), информацию о радиочастоте (RF) (например, радиоканал и число каналов, используемых узлом, для обмена данными), информацию о качестве услуги (QoS) (например, QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение интервала времени), информацию об одноранговых узлах (например, идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение определенного интервала времени), направление обмена данными (например, одностороннее, двухстороннее) и тому подобное, но не ограничена этой информацией.

В традиционных неячеистых WLAN необязательное “планирование”, основанное на HCCA 802.11е, является односторонней процедурой, управляемой с помощью AP в основном множестве услуг (BSS). В ячейке WLAN планирование должно быть скоординировано между множеством пунктов ячейки (МР), которые предоставляют услуги ячейки WLAN.

Использование списков интервалов времени раскрывается в статье под заголовком “Neighbor Based TDMA Slot Assigment for WSN”, Perumal K. и другие.

Использование специальных сетей раскрывается в статье под заголовком “A Link Scheduling and Ad Hoc Networking Approach Using Directional Antennas”, Cain J. B. и другие.

В международной публикации №WO03/003610 описаны признаки кадра пробного ответа, используемого в специальных сетях.

Было бы желательно встроить механизм в узлы ячеистой сети, который дает возможность узлам сообщать информацию относительно их внутреннего плана назначения интервала времени и запрашивать информацию о таком плане из других узлов. Для того чтобы выполнить этот новый уровень координации, необходимы способ и устройство, предназначенные для обмена информацией, связанной с планом между пунктами ячейки в ячейке WLAN.

Сущность изобретения

В ячеистой сети IEEE 802.11, в которой трафик между узлами планируют в назначенные интервалы времени, эффективное назначение интервала времени по множеству узлов выполняют с помощью предоставления возможности узлам совместно использовать их собственную информацию о плане назначения интервала времени между собой. Это обеспечивает каждый узел предварительными сведениями о доступности интервала времени других узлов и, таким образом, дает возможность узлам назначать ресурсы интервала времени эффективным и бесконфликтным способом.

Настоящее изобретение предоставляет механизм, который дает возможность узлам в ячеистой сети сообщать их внутренний план назначения интервала времени в другие узлы в сети, и предоставляет механизм, который дает возможность узлам в ячеистой сети запрашивать внутренний план назначения интервала времени других узлов.

Краткое описание чертежей

Более полное понимание изобретения, может быть получено из следующего описания, приведенного в качестве примера и для понимания, совместно с сопровождающими чертежами, на которых:

фиг.1 изображает формат информационного элемента для назначения интервала времени;

фиг.2 изображает расширенный формат информационного элемента в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 изображает примерную ячеистую сеть, включающую в себя два узла, которые сконфигурированы в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

При упоминании далее в этом описании узел включает в себя беспроводное устройство передачи/приема (WTRU), пользовательскую аппаратуру (UE), подвижную станцию, фиксированную или подвижную базовую станцию, фиксированный или подвижный пункт доступа (AP), фиксированное или подвижное абонентское устройство, пейджер или любой другой тип устройства, которое может работать в беспроводной среде, но не ограничен ими.

В ячеистой сети каждый узел внутренне постоянно отслеживает интервалы времени, которые он назначил после предварительного и совместного согласования с одним или более одноранговыми узлами. В течение определенного интервала времени узел посылает данные в эти одноранговые узлы и принимает данные из этих одноранговых узлов. Запись внутреннего отслеживания упомянута далее в этом описании как “список назначенных интервалов времени” и содержит список интервалов времени. Каждый узел включает в себя внутреннюю память, которая запоминает список своих назначенных интервалов времени.

Новый информационный элемент (IE) 100 требуется для представления списка назначенных интервалов времени. Фиг.1 изображает предпочтительный формат для IE 100 в соответствии с настоящим изобретением. IE 100 включает в себя поле 105 ID элемента, равное одному октету, поле 110 длины, равное одному октету, и поле 115 информации, специфичной для элемента переменной длины. В соответствии с настоящим изобретением, поле 105 ID указывает, что IE 100 представляет IE “список назначенных интервалов времени”. Поле 110 длины определяет число октетов в поле 115 информации.

Фиг.2 изображает новый IE 100 более подробно относительно поля 115 информации. Поле 115 информации IE 100 списка назначенных интервалов времени содержит подполе 205 размера списка, множество подполей информации для каждого интервала 2101, 2102,…,210N времени и подполе 215 размера списка номера интервала времени. Каждое подполе 210 информации об интервале времени содержит поле 220 информации о синхронизации, поле 225 информации о радиочастоте (RF), поле 230 информации о качестве услуги (QoS), поле 235 информации об одноранговых узлах и поле 240 направления. Как изображено на фиг 2, подполя, изображенные более подробно, представлены относительно интервала времени №1. По существу, поле 220 информации о синхронизации интервала 1 времени указывает время начала и продолжительность обмена данными для интервала времени №1. Поле 225 информации о RF указывает радиоканал и число каналов, используемых узлом, чтобы обмениваться данными. Поле 230 информации о QoS указывает QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение интервала времени №1. Поле 235 информации об одноранговых узлах указывает идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение интервала времени №1. Поле 240 направления указывает, является ли обмен данными однонаправленным (т.е. из одного передатчика в один приемник) или двунаправленным (т.е. во все или из всех участвующих узлов) в течение интервала времени №1.

Каждому узлу дают возможность запрашивать и сообщать свой список назначенных интервалов времени. Это выполняют предпочтительно с помощью добавления двух дополнительных типов сообщений управления: 1) “сообщения запроса списка назначенных интервалов времени” и 2) ”сообщения ответа о списке назначенных интервалов времени”. Сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени предпочтительно включает в себя список IE назначенных интервалов времени в своем теле.

Настоящее изобретение вводит модификацию в существующий кадр “действия” управления. Значение категории “сообщение об интервале времени” добавлено к определению кадра действия в элементе управления доступом к среде (МАС), находящемся в каждом узле ячейки. Кадры действия сообщения об интервале времени передают с помощью узла, чтобы передать его информацию о назначении интервала времени в другие узлы. “Категорию” сообщения об интервале времени используют в кадре действия управления, чтобы идентифицировать эту новую категорию сообщений. В этой категории определены два вышеупомянутых сообщения: “запрос списка” и ”ответ о списке”. В сообщении ”ответ о списке” определен новый IE “список назначенных интервалов времени”.

Фиг.3 изображает примерную ячеистую сеть 300, включающую в себя два узла 305 и 310 ячейки, которые сконфигурированы в соответствии с настоящим изобретением. Узел 305 включает в себя передатчик 315, приемник 320, процессор 325, память 330 и антенну 332. Узел 310 включает в себя передатчик 335, приемник 340, процессор 345, память 350 и антенну 352. Процессор 325 в узле 305 сконфигурирован с возможностью генерирования сообщения 360 запроса списка назначенных интервалов времени, которое передают с помощью передатчика 315 через антенну узла 305. Когда узел 305 желает передать данные в узел 310, он должен знать, когда узел 310 будет свободен, чтобы принять данные. Таким образом, узел 305 запрашивает узел 310, чтобы предоставить его “назначенные интервалы времени” (например, интервалы времени, когда узел 310 занят). Таким образом, узел 305 может запросить “список назначенных интервалов времени” из узла 310, чтобы суметь назначить некоторый свободный интервал времени для обмена данными с узлом 310.

Каждая память 330 и 350 постоянно отслеживает информацию о плане назначения интервала времени, связанную со своим соответствующим узлом, 305, 310.

Памяти 330 и 350 также постоянно отслеживают информацию о назначении интервалов времени других узлов, помимо узла, в котором находится соответствующая память. Таким образом, каждый узел может постоянно отслеживать назначение интервала времени другого узла после посылки “запроса списка назначенных интервалов времени” и приема “ответа о списке назначенных интервалов времени”.

Когда приемник 340 в узле 310 принимает сообщение 360 запроса списка назначенных интервалов времени, процессор 325 извлекает IE 100 из памяти 350 и генерирует сообщение 365 ответа о списке назначенных интервалов времени, которое включает в себя IE 100, который передают с помощью передатчика 335 через антенну 352 в узел 310. Каждый из процессоров 325 и 345 включает в себя элемент МАС (не изображен), который облегчает генерирование сообщения 360 запроса списка назначенных интервалов времени и сообщения 365 ответа о списке назначенных интервалов времени.

Настоящее изобретение может быть осуществлено на канальном уровне передачи данных, уровне сети, как программное обеспечение, аппаратное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение, архитектура будущей системы, управление радиоресурсами или контроллер радиоресурсов (RRC). Настоящее изобретение является применимым к IEEE 802.11, IEEE 802.11s, IEEE 802.15, IEEE 802.15.5, IEEE 802.16 и другим соответственным технологиям ячеек, но не ограничено ими.

Варианты осуществления

1. Способ сообщения информации о назначении интервала времени в беспроводной ячеистой сети, включающей в себя множество узлов, которые передают данные в течение интервалов времени, содержащий этапы, на которых

каждый из узлов запоминает информацию о назначении интервала времени, связанную с узлом;

первый узел из упомянутых узлов генерирует и передает сообщение запроса списка назначенных интервалов времени; и

второй узел из упомянутых узлов генерирует и передает сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени в ответ на прием сообщения запроса, причем сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени включает в себя информационный элемент (IE), который представляет назначения интервалов времени первого узла.

2. Способ варианта осуществления 1, в котором IE содержит

поле идентификации (ID) элемента;

поле информации, специфичной для элемента, переменной длины, содержащее список назначений интервалов времени; и

поле длины, которое определяет число октетов в поле информации.

3. Способ варианта осуществления 2, в котором каждое из полей: поле ID элемента и поле длины равно по длине одному октету.

4. Способ, как в любом из вариантов осуществления 2 и 3, в котором поле информации содержит

поле размера списка; и

множество полей информации об интервале времени.

5. Способ варианта осуществления 4, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о синхронизации, которое указывает время начала и продолжительность данных, которыми обмениваются в течение соответствующего интервала времени.

6. Способ, как в любом из вариантов осуществления 4 и 5, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о радиочастоте (RF), которое указывает радиоканал и число каналов, используемых вторым узлом, для обмена данными в течение соответствующего интервала времени.

7. Способ, как в любом из вариантов осуществления 4-6, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о качестве услуги (QoS), которое указывает QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение соответствующего интервала времени.

8. Способ, как в любом из вариантов осуществления 4-7, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации об одноранговых узлах, которое указывает идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение соответствующего интервала времени.

9. Способ, как в любом из вариантов осуществления 4-8, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле направления, которое указывает, являются ли обмены данными с помощью второго узла однонаправленными от одного передатчика в один приемник или двунаправленными во все узлы и из всех узлов, участвующих в течение соответствующего интервала времени.

10. Способ, как в любом из вариантов осуществления 1-9, дополнительно содержащий этап, на котором

включают сообщение об интервале времени в кадр действия, используемый элементом управления доступом к среде (МАС), расположенным в первом узле, причем сообщение об интервале времени передает информацию о плане назначения интервала времени, связанную с первым узлом, по меньшей мере, во второй узел беспроводной ячеистой сети.

11. Способ, как в любом из вариантов осуществления 1-9, в котором беспроводная ячеистая сеть является беспроводной локальной сетью (WLAN).

12. Беспроводная ячеистая сеть, содержащая

первый узел; и

множество других узлов, причем первый узел и другие узлы передают данные в течение интервалов времени и запоминают информацию о назначении интервалов времени, первый узел генерирует и передает сообщение запроса списка назначенных интервалов времени, а, по меньшей мере, один из других узлов генерирует и передает сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени в ответ на прием сообщения запроса, причем сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени включает в себя информационный элемент (IE), который представляет назначения интервалов времени первого узла.

13. Беспроводная ячеистая сеть варианта осуществления 12, в которой IE содержит

поле идентификации (ID) элемента;

поле информации, специфичной для элемента, переменной длины, содержащее список назначений интервалов времени; и

поле длины, которое определяет число октетов в поле информации.

14. Беспроводная ячеистая сеть варианта осуществления 13, в которой каждое из полей: поле ID элемента и поле длины равно по длине одному октету.

15. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13 и 14, в которой поле информации содержит

поле размера списка; и

множество полей информации об интервале времени.

16. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом варианте осуществления 13 и 14, в которой каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о синхронизации, которое указывает время начала и продолжительность данных, которыми обмениваются в течение соответствующего интервала времени.

17. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13-16, в которой каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о радиочастоте (RF), которое указывает радиоканал и число каналов, используемых вторым узлом, для обмена данными в течение соответствующего интервала времени.

18. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13-17, в которой каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о качестве услуги (QoS), которое указывает QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение соответствующего интервала времени.

19. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13-18, в которой каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации об одноранговых узлах, которое указывает идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение соответствующего интервала времени.

20. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13-19, в которой каждое поле информации об интервале времени содержит

поле направления, которое указывает, являются ли обмены данными с помощью второго узла однонаправленными от одного передатчика в один приемник или двунаправленными во все узлы и из всех узлов, участвующих в течение соответствующего интервала времени.

21. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13-20, в которой сообщение об интервале времени включают в кадр действия, используемый элементом управления доступом к среде (МАС), расположенным в первом узле, причем сообщение об интервале времени передает информацию о плане назначения интервала времени, связанную с первым узлом, по меньшей мере, во второй узел беспроводной ячеистой сети.

22. Беспроводная ячеистая сеть, как в любом из вариантов осуществления 13-22, в которой беспроводная ячеистая сеть является беспроводной локальной сетью (WLAN).

23. Узел ячейки в беспроводной ячеистой сети, включающей в себя множество узлов, которые передают данные в течение интервалов времени, содержащий

память, сконфигурированную с возможностью запоминания информации о назначении интервала времени, связанной с узлом ячейки;

процессор, электрически соединенный с памятью, причем процессор сконфигурирован с возможностью генерирования сообщения запроса списка назначенных интервалов времени на основании запомненной информации о назначении интервала времени; и

передатчик, электрически соединенный с процессором, причем передатчик сконфигурирован с возможностью передачи сообщения запроса списка назначенных интервалов времени в другой узел ячейки в беспроводной ячеистой сети.

24. Первый узел ячейки в беспроводной ячеистой сети, включающей в себя множество узлов, которые передают данные в течение интервалов времени, содержащий

приемник, сконфигурированный с возможностью приема сообщения запроса списка назначенных интервалов времени из второго узла ячейки в беспроводной ячеистой сети;

память, сконфигурированную с возможностью запоминания информационного элемента (IE);

процессор, электрически соединенный с приемником и памятью, причем процессор сконфигурирован с возможностью извлечения IE из памяти и генерирования сообщения ответа о списке назначенных интервалов времени, которое включает в себя IE, в ответ на прием приемником сообщения запроса списка назначенных интервалов времени; и

передатчик, электрически соединенный с процессором, причем передатчик сконфигурирован с возможностью передачи сообщения ответа о списке назначенных интервалов времени во второй узел ячейки.

25. Первый узел ячейки варианта осуществления 24, в котором IE содержит

поле идентификации (ID) элемента;

поле информации, специфичной для элемента, переменной длины, содержащее список назначений интервалов времени; и

поле длины, которое определяет число октетов в поле информации.

26. Первый узел ячейки варианта осуществления 25, в котором каждое из полей: поле ID элемента и поле длины равно по длине одному октету.

27. Первый узел ячейки варианта осуществления 25, в котором поле информации содержит

поле размера списка; и

множество полей информации об интервале времени.

28. Первый узел ячейки варианта осуществления 27, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о синхронизации, которое указывает время начала и продолжительность данных, которыми обмениваются в течение соответствующего интервала времени.

29. Первый узел ячейки, как в любом из вариантов осуществления 27 и 28, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о радиочастоте (RF), которое указывает радиоканал и число каналов, используемых вторым узлом, для обмена данными в течение соответствующего интервала времени.

30. Первый узел ячейки, как в любом из вариантов осуществления 27-29, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации о качестве услуги (QoS), которое указывает QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение соответствующего интервала времени.

31. Первый узел ячейки, как в любом из вариантов осуществления 27-30, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле информации об одноранговых узлах, которое указывает идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение соответствующего интервала времени.

32. Первый узел ячейки, как в любом из вариантов осуществления 27-31, в котором каждое поле информации об интервале времени содержит

поле направления, которое указывает, являются ли обмены данными с помощью второго узла однонаправленными от одного передатчика в один приемник или двунаправленными во все узлы и из всех узлов, участвующих в течение соответствующего интервала времени.

33. Первый узел ячейки, как в любом из вариантов осуществления 1-9, в котором беспроводная ячеистая сеть является беспроводной локальной сетью (WLAN).

Несмотря на то что признаки и элементы настоящего изобретения описаны в предпочтительных вариантах осуществления в определенных комбинациях, каждый признак или элемент может быть использован отдельно (без других признаков и элементов предпочтительных вариантов осуществления), или в различных комбинациях с другими признаками и элементами настоящего изобретения, или без других признаков и элементов настоящего изобретения.

Изобретение относится к беспроводным сетям передачи данных. Технический результат заключается в совершенствовании координации назначения интервалов времени между узлами. Заявлены способ и устройство, предназначенные для передачи назначений интервалов времени узлов в беспроводной ячеистой сети, которая имеет обмен данными между узлами, происходящий в течение интервалов времени. Каждый узел поддерживает внутреннее отслеживание своего назначения интервала времени. Узел может запрашивать назначение интервала времени другого узла, и каждому узлу дают возможность сообщать свое назначение интервала времени в другие узлы. Информационный элемент (IE) и сообщения типа управления введены для отслеживания назначений интервалов времени и сообщения о назначениях интервалов времени между узлами ячеистой сети. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ сообщения информации о назначении интервала времени, содержащий этапы, на которых
запоминают информацию о назначении интервала времени;
принимают сообщение запроса списка назначенных интервалов времени; и
генерируют и передают сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени в ответ на прием сообщения запроса списка назначенных интервалов времени, причем сообщение ответа о списке назначенных интервалов времени включает в себя информационный элемент, IE (100),
отличающийся тем, что IE (100) содержит
поле (115) информации, специфичной для элемента, переменной длины, включающее в себя множество полей (210₁-210_N) информации об интервале времени, причем каждое поле (210₁-210_N) информации об интервале времени включает в себя 1) поле (220) информации о синхронизации, которое указывает время начала и продолжительность обмена данными в течение соответствующего интервала времени, 2) поле (225) информации о радиочастоте (RF), которое указывает радиоканал и число каналов, используемых вторым узлом, для обмена данными в течение соответствующего интервала времени, 3) поле (230) информации о качестве услуги, QoS, которое указывает QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение соответствующего интервала времени, 4) поле (235) информации об одноранговых узлах, которое указывает идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение соответствующего интервала времени, и 5) поле (240) направления, которое указывает, является ли обмен данными однонаправленным или двунаправленным.

2. Способ по п.1, в котором IE (100) дополнительно содержит поле (105) идентификации (ID) элемента; и поле (110) длины, которое определяет число октетов в поле информации.

3. Способ по п.2, в котором каждое из полей: поле (105) ID элемента и поле (110) длины равно по длине одному октету.

4. Способ по п.1, в котором поле (115) информации дополнительно содержит поле (205) размера списка.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором включают сообщение об интервале времени в кадр действия, используемый элементом управления доступом к среде (MAC), причем сообщение об интервале времени передает информацию о плане назначения интервала времени.

6. Узел ячейки, содержащий
приемник, сконфигурированный с возможностью приема сообщения запроса списка назначенных интервалов времени;
память, сконфигурированную с возможностью запоминания информационного элемента, IE (100);
процессор, сконфигурированный с возможностью извлечения IE (100) из памяти и генерирования сообщения ответа о списке назначенных интервалов времени, которое включает в себя IE (100), в ответ на прием приемником сообщения запроса списка назначенных интервалов времени;
и
передатчик, сконфигурированный с возможностью передачи сообщения ответа о списке назначенных интервалов времени,
отличающийся тем, что IE (100) содержит
поле (115) информации, специфичной для элемента, переменной длины, включающее в себя множество полей (210₁-210_N) информации об интервале времени, причем каждое поле (210₁-210_N) информации об интервале времени включает в себя 1) поле (220) информации о синхронизации, которое указывает время начала и продолжительность обмена данными в течение соответствующего интервала времени, 2) поле (225) информации о радиочастоте (RF), которое указывает радиоканал и число каналов, используемых вторым узлом, для обмена данными в течение соответствующего интервала времени, 3) поле (230) информации о качестве услуги, QoS, которое указывает QoS, требуемое данными, подлежащими обмену в течение соответствующего интервала времени, 4) поле (235) информации об одноранговых узлах, которое указывает идентификаторы узлов для каждого узла, участвующего в передаче данных в течение соответствующего интервала времени, и 5) поле (240) направления, которое указывает, является ли обмен данными однонаправленным или двунаправленным.

7. Узел ячейки по п.6, в котором IE (100) дополнительно содержит поле (105) идентификации (ID) элемента; и поле (110) длины, которое определяет число октетов в поле информации.

8. Узел ячейки по п.7, в котором каждое из полей: поле (105) ID элемента и поле (110) длины равно по длине одному октету.

9. Узел ячейки по п.6, в котором поле (115) информации дополнительно содержит поле (205) размера списка.