СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДОСТУПА К КАНАЛУ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2013 года по МПК H04W72/14 

Область техники

[1] Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, и, в частности, к способу и устройству доступа к каналу в системе беспроводной связи.

Предшествующий уровень техники

[2] Что касается информационно-коммуникационных технологий, то недавно были разработаны различные технологии беспроводной связи. Беспроводная сеть с локальным доступом (wireless local access network, WLAN) является технологией, посредством которой возможен сверхвысокоскоростной доступ в Интернет в регионе, предоставляющем конкретную услугу, посредством использования портативного терминала, такого, как «карманный» компьютер (personal digital assistant, PDA), портативный компьютер, портативный мультимедийный проигрыватель (portable multimedia player, PMP) и т.д.

[3] С тех пор, как Институт инженеров по электротехнике и электронике (institute of electrical and electronics engineers, IEEE) 802, т.е. организация по стандартизации технологий WLAN, был основан в феврале 1980, было проведено много работ по стандартизации. Первоначально сети WLAN использовали частоту 2,4 ГГц для поддержки скорости передачи данных от 1 до 2 Мбит/с посредством использования скачкообразной перестройки частоты, расширенного спектра, связи с помощью инфракрасных лучей и т.д. С недавнего времени сеть WLAN может поддерживать скорость передачи данных до 54 Мбит/с посредством использования мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM). Кроме того, стандарт IEEE 802.11 разрабатывается или осуществляет коммерциализацию стандартов различных технологий, таких как повышение качества услуг (quality of service, QoS), совместимость протоколов точек доступа (access point, АР), повышение безопасности, измерение радиоресурсов, беспроводной доступ в условиях транспорта, быстрый роуминг, mesh-сети (сети с ячеистой топологией - примеч. перевод.), взаимодействие с внешними сетями, управление беспроводными сетями и т.д.

[4] Стандарт IEEE 802.11b поддерживает скорость передачи данных до 11 Мбит/с (Мегабит в секунду) посредством использования полосы частот 2,4 ГГц. Стандарт IEEE 802.11а использует полосу частот 5 ГГц вместо полосы частот 2,4 ГГц и поэтому существенно уменьшает влияние помех. В стандарте IEEE 802.11а улучшилась скорость передачи данных до 54 Мбит/с посредством использования технологии OFDM. Стандарт IEEE 802.11n обеспечивает повышенную скорость и надежность сети, расширенное покрытие.

[5] Основным механизмом доступа по стандарту IEEE 802.11 является множественный доступ с контролем несущей и исключением конфликтов (carrier sense multiple access with collision avoidance, CSMA/CA) в сочетании с двоичной экспоненциальной задержкой. Механизм CSMA/CA также называется распределенной координирующей функцией (distributed coordinate function, DCF) и в основном использует механизм доступа "слушать прежде, чем говорить". Станция (station, STA) слушает беспроводную среду перед началом передачи. В результате прослушивания, если определено, что беспроводная среда не используется, то слушающая станция (STA) начинает свою передачу. В противном случае, если определено, что беспроводная среда используется, то станция (STA) не начинает свою передачу, но переходит в период задержки, определяемый алгоритмом двоичной экспоненциальной задержки. Механизм доступа CSMA/CA к каналу не является эффективным, поскольку пропускная способность на уровне MAC (Media Access Control - управление доступом к среде (передачи)) составляет только от 50 до 60% пропускной способности на физическом уровне.

[6] Система IEEE 802.11 VHT (Very High Throughput - очень высокая пропускная способность) является одной из систем WLAN, которая была недавно предложена для поддержки пропускной способности выше 1 Гбит/с. Два вида системы VHT независимо развиваются: одна является системой IEEE 802.11ас в диапазоне ниже 6 ГГц, а другая является системой IEEE 802.11ас для диапазона 60 ГГц.

[7] Система VHT предполагается для использования полос частот шире, чем по меньшей мере 60 МГц. Точка доступа (АР) одновременно передает данные на различных частотах многим станциям (STA) для увеличения общей пропускной способности.

[8] Требуется технология для эффективной работы широкополосной системы VHT.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

[9] Настоящее изобретение обеспечивает способ и устройство доступа к каналу для поддержки широкополосности в системе WLAN.

Техническое решение

[10] В одном аспекте обеспечивается способ доступа к каналу в системе беспроводной связи. Способ включает прием первого кадра, включающего информацию о конфигурации, по каналу, выделенному из полосы частот, включающей первичный канал, вторичный канал и канал расширения от точки доступа (access point, АР), и передачу второго кадра точке доступа (АР) с использованием выделенного канала, причем первичный канал и вторичный канал имеют полосы частот, используемые существующими станциями, а информация о конфигурации включает поле элемента смещения канала расширения, которое устанавливает канал расширения как смещение первичного канала.

[11] Информация о конфигурации может быть операционным элементом, а первый кадр может соответствовать одному из следующих кадров: маячковому кадру, кадру ответа на зондирование и кадр ответа на запрос ассоциации. Первый кадр может быть кадром объявления о переключении канала.

[12] В другом аспекте обеспечивается способ доступа к каналу в системе беспроводной связи. Способ включает выбор первого канала из множества узкополосных каналов, запуск таймера отката, если выбранный первый канал свободен, подтверждение того, что невыбранный второй канал является свободным, если истек таймер отката, и передачу кадра по первому и второму каналам, если второй канал свободен.

[13] В еще одном аспекте станция беспроводной связи включает радиочастотный (radio frequency, RF) блок для передачи радиосигнала и процессор, связанный с радиочастотным блоком и сконфигурированный для выбора первого канала из множества узкополосных каналов, запуска таймера отката, если выбранный первый канал свободен, подтверждения того, что невыбранный второй канал является свободным, если истек таймер отката, и передачи кадра по первому и второму каналам, если второй канал свободен.

Полезные эффекты

[14] Широкополосный канал управляется и используется через множество узкополосных каналов, и таким образом эффективность радиоресурсов может быть повышена, а пропускная способность может быть увеличена.

Краткое описание чертежей

[15] Фиг.1 является схематическим изображением, показывающим примерную структуру системы беспроводной сети с локальным доступом (wireless local access network, WLAN) для воплощения примера осуществления настоящего изобретения.

[16] Фиг.2 иллюстрирует примерное управление каналом, которое сочетает три подканала для поддержки полосы 60 МГц.

[17] Фиг.3 иллюстрирует примерное управление каналом, которое сочетает четыре подканала для поддержки полосы 80 МГц.

[18] Фиг.4 иллюстрирует примерный формат операционного элемента для настройки нескольких каналов.

[19] Фиг.5 иллюстрирует примерный кадр объявления о переключении канала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[20] Фиг.6 иллюстрирует примерный кадр объявления о переключении расширенного канала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[21] Фиг.7 иллюстрирует примерное выделение каналов для иерархического доступа;

[22] Фиг.8 иллюстрирует примерный операционный элемент;

[23] Фиг.9 является блок-схемой, показывающей иерархический механизм доступа к каналам в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[24] Фиг.10 иллюстрирует пример выделения каналов для иерархического доступа к каналам;

[25] Фиг.11 иллюстрирует другой пример выделения каналов для иерархического доступа к каналам; и

[26] Фиг.12 является блок-схемой системы беспроводной связи для воплощения примера осуществления настоящего изобретения.

Принцип работы изобретения

[27] Фиг.1 является схематическим изображением, показывающим примерную структуру системы беспроводной сети с локальным доступом (wireless local access network, WLAN) для воплощения примера осуществления настоящего изобретения. Система WLAN включает один или более базовых комплексов услуг (basis service sets, BSS). Базовый комплекс услуг (BSS) является совокупностью станций (stations, STA), которые успешно синхронизированы для связи одна с другой. Базовый комплекс услуг (BSS) можно подразделить на инфраструктурный базовый комплекс услуг и независимый базовый комплекс услуг (independent BSS, IBSS). Инфраструктурные базовые комплексы услуг (BSS1 и BSS2), показанные на Фиг.1, включают станции (STA) 10, 30 и 40, точки доступа (access points, АР) 20 и 50. Точка доступа (АР) является станцией (STA), предоставляющей услугу распределения (distribution service). Точки доступа (АР) 20 и 50 соединяются посредством системы распределения (distribution system, DS). Независимый базовый комплекс услуг IBSS работает в самоорганизующемся режиме (ad hoc) и не включает никаких точек доступа (АР). Независимый базовый комплекс услуг IBSS представляет собой автономную сеть, поскольку соединение с системой распределения (DS) не разрешается. Множество инфраструктурных базовых комплексов услуг (BSS) могут быть взаимосвязаны путем использования системы распределения (DS). Расширенный комплекс услуг (extended service set, ESS) является множеством базовых комплексов услуг (BSS), соединенных посредством использования системы распределения (DS). В одном и том же расширенном комплексе услуг (ESS) станция, не являющаяся точкой доступа (non-АР STA), может перемещаться с одного базового комплекса услуг (BSS) в другой базовый комплекс услуг (BSS) при осуществлении непрерывного («бесшовного») соединения.

[28] Станция (STA) является произвольной функциональной средой, включающей интерфейс управления доступом к среде (medium access control, MAC) и интерфейс физического уровня (physical layer, PHY) беспроводной среды, соответствующий стандарту 802.11 Института инженеров по электротехнике и электронике (institute of electrical and electronics engineers, IEEE). Станция (STA) может быть станцией, являющейся точкой доступа, или станцией, не являющейся точкой доступа. Станция, не являющаяся точкой доступа, может быть портативным терминалом, задействуемым пользователем. Станция, не являющаяся точкой доступа, может просто называться станцией (STA). Станция, не являющаяся точкой доступа, может относиться к беспроводному приемопередающему блоку (wireless transmit/receive unit, WTRU), пользовательскому оборудованию (user equipment, UE), подвижной станции (mobile station, MS), подвижному терминалу, подвижному абонентскому блоку и т.д. Точка доступа (АР) является функциональным объектом для предоставления соединения с системой распределения (DS) через беспроводную среду для ассоциированной станции (STA). Хотя соединение между станциями, не являющимися точками доступа, в инфраструктурном базовом комплексе услуг (BSS), включающем точку доступа (АР), в принципе осуществляется через точку доступа (АР), станции, не являющиеся точками доступа, могут осуществлять прямую связь, когда установлена прямая линия. Точка доступа (АР) может относиться к централизованному контроллеру, базовой станции (base station, BS), узлу В (node-B), базовой приемопередающей системе (base transceiver system, BTS), сайтовому контроллеру и т.д.

[29] Система VHT (Very High Throughput - очень высокая пропускная способность) WLAN направлена на отражение в одной из технологий усовершенствованной международной подвижной связи (International Mobile Telecommunication-Advanced, IMT-Advanced), соответствующих стандарту по телекоммуникациям четвертого поколения. Соответственно, для системы VHT WLAN требуется работа в возможных полосах частот IMT-Advanced и в существующих полосах частот 2,4 ГГц и 5 ГГц.

[30] Для системы VHT WLAN требуется использование полосы пропускания шире, чем по меньшей мере 60 МГц для того, чтобы гарантировать пропускную способность выше, чем 1 Гбит/с. Разделить широкую полосу на множество узких полос и использовать узкие полосы более эффективно, чем использовать широкую полосу как один канал с точки зрения обратной совместимости и эффективности ресурсов.

[31] Далее узкополосный канал, имеющий полосу пропускания 20 МГц, называется подканалом. Теперь будет описана технология связывания трех или четырех подканалов для поддержки полосы пропускания в 60 МГц или 80 МГц. Число подканалов, полоса пропускания подканала и общая полоса пропускания приведены только в качестве примеров.

[32] Фиг.2 иллюстрирует пример управления каналом, который объединяет три подканала для поддержки полосы пропускания 60 МГц. Три подканала включают первичный канал и два канала расширения. Первичный канал устанавливается, чтобы обеспечить обратную совместимость со станциями (STA) (в дальнейшем называемыми существующими станциями), поддерживающими более низкие стандарты, чем стандарт IEEE 802.11n, и использующими полосу пропускания 20 МГц. Существующие станции (STA), поддерживающие 20 МГц, предпочтительно используют первичный канал. Станции (STA), поддерживающие 40 МГц или 60 МГц, могут использовать первичный канал, два канала расширения и/или их сочетание.

[33] Подфигура (а) Фиг.2 показывает, что каналы расширения, использующие 20 МГц, расположены в полосе частот ниже, чем первичный канал. Здесь, два канала расширения по 20 МГц могут устанавливаться как единый канал расширения в 40 МГц. Подфигура (b) Фиг.2 показывает, что два канала расширения расположены в полосе частот выше, чем первичный канал. Два канала расширения по 20 МГц могут устанавливаться как единый канал расширения в 40 МГц. Подфигура (с) Фиг.2 показывает, что первичный канал расположен между двумя каналами расширения.

[34] На подфигурах (а) и (b) Фиг.2 несколько каналов могут управляться посредством использования первичного канала и единого канала расширения в 40 МГц, смежного с первичным каналом. На подфигуре (с) Фиг.2 несколько каналов могут управляться посредством использования первичного канала и двух каналов расширения по 20 МГц, смежных с первичным каналом.

[35] Точка доступа (АР) может установить подканал среди всех доступных каналов как первичный канал и использовать первичный канал как общий канал для сигнала управления. Точка доступа (АР) может установить полосу пропускания канала расширения на 20 МГц, 40 МГц или 60 МГц в соответствии с доступностью каналов, если станция (STA) поддерживает канал расширения.

[36] Фиг.3 иллюстрирует пример управления каналом, который объединяет четыре подканала для поддержки полосы пропускания 80 МГц. Четыре подканала включают первичный канал, вторичный канал и два канала расширения. Первичный канал и вторичный канал устанавливаются для обеспечения обратной совместимости с существующими станциями (STA), поддерживающими более низкие стандарты, чем стандарт IEEE 802.11n, и использующие 40 МГц. Существующие станции (STA), поддерживающие 20 МГц, предпочтительно используют первичный канал и используют вторичный канал, когда первичный канал уже используется. Существующие станции (STA), поддерживающие 40 МГц, предпочтительно используют первичный канал и вторичный канал. Станции (STA), поддерживающие полосы пропускания выше, чем 60 МГц, могут использовать первичный канал, вторичный канал, каналы расширения и/или их сочетание.

[37] Подфигура (а) Фиг.3 показывает, что каналы расширения, имеющие 20 МГц, расположены в полосе частот ниже, чем первичный канал и вторичный канал. Первичный канал расположен в самой высокой полосе частот, а вторичный канал расположен ниже первичного канала. Здесь два канала расширения по 20 МГц могут быть установлены как единый канал расширения в 40 МГц. Подфигура (b) Фиг.3 показывает, что каналы расширения по 20 МГц расположены в полосе частот выше, чем первичный канал и вторичный канал. Первичный канал расположен в самой низкой полосе частот, а вторичный канал расположен выше первичного канала. Здесь два канала расширения по 20 МГц могут быть установлены как единый канал расширения в 40 МГц. Подфигура (с) Фиг.3 показывает, что первичный канал и вторичный канал расположены между двумя каналами расширения. Первичный канал расположен в полосе частот выше, чем вторичный канал. Подфигура (d) Фиг.3 показывает, что первичный канал и вторичный канал расположены между двумя каналами расширения. Первичный канал расположен в полосе частот ниже, чем вторичный канал.

[38] На подфигурах (а) и (b) Фиг.3 несколько каналов могут управляться посредством использования первичного канала, вторичного канала и канала расширения, имеющего 40 МГц. На подфигурах (с) и (d) Фиг.3 несколько каналов могут управляться посредством использования первичного канала, вторичного канала и двух каналов расширения, каждый из которых имеет 20 МГц.

[39] Теперь будет рассмотрен способ установки и изменения нескольких каналов.

[40] Фиг.4 иллюстрирует пример формата операционного элемента для настройки нескольких каналов. Операционный элемент 400 для установки нескольких каналов включает элемент ID 410, поле 420 первичного канала, поле 430 смещения вторичного канала, поле 440 смещения канала расширения и поле 450 ширины канала. Элемент ID 410 является идентификатором для идентификации операционного элемента 400. Поле 420 первичного канала указывает позицию первичного канала в доступной полосе пропускания системы и может быть представлено как номер канала. Поле 450 ширины канала представляет полосу пропускания канала, поддерживаемую станцией (STA), или полосу пропускания канала, используемую для передачи. Станция (STA) может поддерживать по меньшей мере одну из полос пропускания 20 МГц, 40 МГц, 60 МГц и 80 МГц.

[41] Поле 430 смещения вторичного канала указывает смещение вторичного канала относительно первичного канала. Поле 430 смещения вторичного канала может конфигурироваться, как представлено в Таблице 1.

[42] Таблица 1

[Таблица 1] Значе
ние Название Описание 0 SCN (No Secondary Channel) (Нет вторичного канала) Вторичный канал отсутствует 1 SCA (Secondary Channel Above) (Вторичный канал выше) Вторичный канал находится выше первичного канала 2 SCB (Secondary Channel Below) (Вторичный канал ниже) Вторичный канал находится ниже первичного канала

[43] Поле 440 смещения канала расширения указывает позицию канала расширения относительно первичного канала и/или вторичного канала. Значение поля 440 смещения канала расширения может быть установлено на основе первичного канала, как представлено в Таблице 2.

[44] Таблица 2

[Таблица 2] Значе
ние Название Описание 0 ECN (No Extension Channel) (Нет канала расширения) Канал расширения отсутствует 1 ECA (Extension Channel Above) (Канал расширения выше) Канал расширения находится выше первичного канала 2 ECB (Extension Channel Below) (Канал расширения ниже) Канал расширения находится ниже первичного канала 3 ECC (Extension Channel Cross) (Канал расширения на пересечении) Первичный канал находится между каналами расширения

[45] Хотя Таблица 2 показывает, что поле 440 смещения канала расширения указывает позицию канала расширения на основе первичного канала, поле 440 смещения канала расширения может указывать позицию канала расширения на основе вторичного канала или на основе сочетания первичного канала и вторичного канала.

[46] Термины и значения, представленные в Таблицах 1 и 2, являются примерными и специалисты могут легко изменять термины и значения.

[47] Не все упомянутые выше поля включаются в операционный элемент 400. Некоторые из полей могут быть пропущены или другие поля могут быть добавлены. Например, операционный элемент 400 может не включать поле 430 смещения вторичного канала, если вторичный канал не используется.

[48] Операционный элемент 400 может включаться по меньшей мере в один из следующих кадров: маячковый кадр, кадр ответа на зондирование и кадр ответа на запрос ассоциации, и передаваться от точки доступа (АР) на станцию (STA). Упомянутые выше кадры могут относиться к разделу 7.2.3 стандарта IEEE P802.11-REVma/D9.0 "Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and physical layer (PHY) specifications" («Описания управления доступом к среде (MAC) в беспроводной сети с локальным доступом и физического уровня»), который включен сюда как ссылка.

[49] Точке доступа (АР), которая классифицирует 60 МГц, 80 МГц или более широкую полосу пропускания как первичный канал, вторичный канал и канал расширения и управляет каналами, требуется изменять канал, ранее выделенный с учетом состояния канала. Например, если в подканале, используемом как первичный канал в общей полосе пропускания канала, генерируется значительный шум или/и присутствуют помехи с другими сигналами, то для эффективного управления системой WLAN другой подканал обновляется до первичного канала.

[50] Фиг.5 иллюстрирует пример кадра объявления о переключении канала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 500 объявления о переключении канала используется точкой доступа (АР) в базовом комплексе услуг (BSS) или станцией (STA) в независимом базовом комплексе услуг (IBSS) для объявления, когда она переходит на новый канал. Кадр 500 объявления о переключении канала включает поле 510 категории, поле 520 значения действия, поле 530 элемента объявления о переключении канала, поле 540 элемента смещения вторичного канала и поле 550 элемента смещения канала расширения. Поле 510 категории может представлять управление спектром. Поле 520 значения действия может представлять кадр объявления о переключении канала.

[51] Поле 530 элемента объявления о переключении канала включает элемент ID 531, поле 532 длины, поле 533 режима переключения канала, поле 535 номера нового канала и поле 536 счетчика переключения каналов. Поле 533 режима переключения канала указывает какие-либо ограничения на передачу до переключения канала. Точка доступа (АР) в базовом комплексе услуг (BSS) или станция (STA) в независимом базовом комплексе услуг (IBSS) могут установить поле 533 режима переключения канала либо на 0, или на 1 при передаче. Установка поля 533 режима переключения канала на 1 означает, что станция (STA) в базовом комплексе услуг (BSS), которой адресуется кадр, содержащий указазанный элемент, передает дальнейшие кадры в базовом комплексе услуг (BSS) до запланированного переключения канала. Установка поля 533 режима переключения канала на 0 не накладывает никаких требований на приемную станцию (STA). Поле 535 номера нового канала устанавливается на номер канала, на который переходит станция (STA). Поле 536 счетчика переключения каналов либо устанавливается на число моментов времени передачи маячкового сигнала (target beacon transmission time, TBTT), пока станция (STA), передавая элемент объявления о переключении канала, переключается на новый канал, или устанавливается на 0. Значение 1 указывает, что переключение должно происходить непосредственно перед следующим моментом времени передачи маячкового сигнала (ТВТТ). Значение 0 указывает, что переключение происходит в любое время после передачи кадра, содержащего элемент.

[52] Поле 540 элемента смещения вторичного канала включает элемент ID 541, поле 542 длины и поле 543 смещения вторичного канала. Поле 540 элемента смещения вторичного канала представляет собой информацию о новом вторичном канале, когда вторичный канал меняется на новый вторичный канал. Поле 543 смещения вторичного канала может быть установлено, как представлено в Таблице 1.

[53] Поле элемента смещения 550 канала расширения включает элемент ID 551, поле 552 длины и поле смещения 553 канала расширения и представляет собой информацию о новом канале расширения, когда канал расширения меняется на новый канал расширения. Поле 553 смещения канала расширения может быть установлено, как представлено в Таблице 2.

[54] Фиг.6 иллюстрирует пример кадра объявления о переключении расширенного канала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Кадр 600 объявления о переключении расширенного канала используется точкой доступа (АР) в базовом комплексе услуг (BSS) или станцией (STA) в независимом базовом комплексе услуг (IBSS) для объявления, когда точка доступа или станция переходит на новый канал или новый канал в новом классе регулирования. Кадр 600 объявления о переключении расширенного канала включает поле 610 категории, поле 620 значения действия, поле 630 элемента объявления о переключении расширенного канала, поле 640 элемента смещения вторичного канала и поле 650 элемента смещения канала расширения.

[55] По сравнению с кадром 500 объявления о переключении канала на Фиг.5 кадр 600 объявления о переключении расширенного канала включает поле 630 элемента объявления о переключении расширенного канала, которое дополнительно включает поле 634 нового класса регулирования. Поле 634 нового класса регулирования устанавливается на номер класса регулирования после переключения канала. Поле 635 номера нового канала устанавливается на номер канала после переключения канала. Номер канала является номером канала из нового класса регулирования станции (STA).

[56] Поле 640 элемента смещения вторичного канала и поле 650 элемента смещения канала расширения могут быть установлены тем же образом, каким устанавливаются поле 540 элемента смещения вторичного канала и поле 550 элемента смещения канала расширения кадра 500 объявления о переключении канала, показанного на Фиг.5.

[57] Теперь будет рассмотрен механизм иерархического доступа к каналам в системе, включающей несколько подканалов. Иерархический доступ к каналам представляет собой попытку осуществить доступ к каналам согласно нескольким классам.

[58] Фиг.7 иллюстрирует пример выделения каналов для иерархического доступа к каналам. Общая полоса пропускания 80 МГц делится на два сборных канала, то есть первичный сборный канал 710 и вторичный сборный канал 720. Первичный сборный канал 710 и вторичный сборный канал 720, соответственно, имеют полосу пропускания 40 МГц и включают два подканала по 20 МГц. Первичный сборный канал 710 включает первичный канал 711 и вторичный канал 712, а вторичный сборный канал 720 включает первичный канал 721 и вторичный канал 722. Первичные каналы 711 и 721 и вторичные каналы 712 и 722 являются примерами и их позиции могут меняться.

[59] Если станция (STA), подключенная к системе с очень высокой пропускной способностью (VHT), поддерживает полосу пропускания канала только 20 МГц, то каналы выделяются так, что станция (STA) работает в первичном канале. Может быть выделен первичный канал 711 первичного сборного канала 710 или первичный канал 712 вторичного сборного канала 720. В противном случае первичному каналу 711 первичного сборного канала 710 может быть дан приоритет.

[60] Если станция (STA), подключенная к системе с очень высокой пропускной способностью (VHT), поддерживает полосу пропускания канала 40 МГц, то каналы выделяются так, что станция (STA) работает в первичном сборном канале 710 или вторичном сборном канале 720. В противном случае первичному сборному каналу 710 может быть дан приоритет.

[61] Точка доступа (АР) устанавливает каналы, которые будут использоваться станциями (STA) на основе полос пропускания каналов, поддерживаемых станциями (STA). Настройка каналов может быть выполнена посредством кадра ответа на запрос ассоциации, а переключение каналов может быть выполнено посредством кадра объявления о переключении канала. Например, когда станция (STA), поддерживающая полосу пропускания канала 80 МГц, подключена к точке доступа (АР), точка доступа (АР) может использовать поле 420 первичного канала операционного элемента 400, включенное в кадр ответа на запрос ассоциации для выделения первичного сборного канала 710, и использовать поле 430 смещения вторичного канала для выделения вторичного сборного канала 720. Можно добавить новое поле в операционный элемент или изменить существующие поля для того, чтобы выделить первичный сборный канал 710 и вторичный сборный канал 720. Кроме того, точка доступа (АР) может отправить кадр 500 объявления о переключении канала или кадр 600 объявления о переключении расширенного канала для переключения первичного сборного канала 710 и вторичного сборного канала 720 с одного на другой. Соответственно, точка доступа (АР) может достичь балансировки нагрузки для станций (STA) в полосе пропускания канала 80 МГц.

[62] Фиг.8 иллюстрирует пример операционного элемента. Операционный элемент 800 включает поле 810 первичного канала первичного сборного канала, поле 830 вторичного канала первичного сборного канала, поле 840 первичного канала вторичного сборного канала и поле 850 вторичного канала вторичного сборного канала. Точка доступа (АР) может информировать станции (STA) о том, какой подканал какого сборного канала выделяется посредством операционного элемента 800.

[63] Станция (STA), поддерживающая полосу пропускания канала 80 МГц (более конкретно станция, не являющаяся точкой доступа и поддерживающая очень высокую пропускную способность (VHT)), может использовать четыре канала по 20 МГц, два канала по 40 МГц или один канал 80 МГц. То есть как первичный сборный канал 710, так и вторичный сборный канал 720 выделяются станции (STA), и эта станция (STA) может использовать первичный сборный канал 710 и вторичный сборный канал 720 как канал 80 МГц или использовать первичный сборный канал 710 или вторичный сборный канал 702 как канал 40 МГц. Станция (STA) может использовать каналы на основе информации о проверке занятости канала (Clear Channel Assessment, CCA).

[64] Фиг.9 является блок-схемой, показывающей механизм иерархического доступа к каналам в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Механизм иерархического доступа к каналам может осуществляться станцией (STA). Станция (STA), поддерживающая полосу пропускания канала 80 МГц, выбирает первичный сборный канал или вторичный сборный канал (S910). Станция (STA) подтверждает, является ли выбранный сборный канал свободным (S920). Когда выбранный сборный канал является свободным, станция (STA) осуществляет отсрочку (S930). После запуска таймера отсрочки станция (STA) подтверждает, является ли невыбранный сборный канал свободным, когда истек таймер отсрочки (S940). Когда невыбранный сборный канал является свободным, станция (STA) передает кадры посредством использования двух сборных каналов, то есть канала, имеющего 80 МГц (S940). Когда невыбранный сборный канал не является свободным, станция (STA) передает кадр посредством использования выбранного сборного канала (S950).

[65] Если станция (STA), поддерживающая канальную полосу 80 МГц, желает использовать 40 МГц канал, то станция (STA) может подтвердить, используется ли канал, следующим образом. Станция (STA) случайно выбирает один из: первичный канал связи и вторичный канал связи. Когда выбранный канал связи является свободным, станция (STA) выполняет задержку. После запуска таймера задержки станция (STA) подтверждает, является ли вторичный канал свободным, когда истек таймер задержки. Когда вторичный канал является свободным, станция (STA) передает кадры посредством использования выбранного сборного канала. Когда вторичный канал не является свободным, станция (STA) передает кадры посредством использования первичного канала.

[66] Фиг.10 иллюстрирует пример выделения каналов для иерархического доступа к каналам. Полоса пропускания 60 МГц разделяется на два сборных канала, то есть первичный сборный канал 1010 и вторичный сборный канал 1020. Первичный сборный канал 1010 и вторичный сборный канал 1020, соответственно, имеют полосу пропускания 40 МГц и включают два подканала по 20 МГц. Первичный сборный канал 1010 включает первичный канал 1011 и вторичный канал 1012, а вторичный сборный канал 1020 включает первичный канал 1021 и вторичный канал 1022. Вторичный канал 1012 первичного сборного канала 1010 и вторичный канал 1022 вторичного сборного канала 1020 накладываются один на другой.

[67] Если станция (STA), подключенная к системе с очень высокой пропускной способностью (VHT), поддерживает полосу пропускания канала только 20 МГц, то канал выделяют станции (STA) так, что станция (STA) работает в первичном канале. Первичный канал 1011 первичного сборного канала 1010 или первичный канал 1012 вторичного сборного канала 1020 может быть выделен станции (STA). В противном случае первичному каналу 1011 первичного сборного канала 1010 может быть дан приоритет.

[68] Если станция (STA), подключенная к системе с очень высокой пропускной способностью (VHT), поддерживает полосу пропускания канала 40 МГц, канал выделяют станции (STA) так, что станция (STA) работает в первичном сборном канале 1010 или вторичном сборном канале 1020. В противном случае первичному сборному каналу может быть дан приоритет. Первичный сборный канал 1010 и вторичный сборный канал 1020 не могут одновременно использоваться, поскольку первичный сборный канал 1010 и вторичный сборный канал 1020 накладываются один на другой.

[69] Точка доступа (АР) устанавливает каналы, которые будут использоваться станциями (STA) на основе полос пропускания каналов, поддерживаемых станциями (STA). Настройка каналов может быть выполнена посредством кадра ответа на запрос ассоциации, а переключение каналов может быть выполнено посредством кадра объявления о переключении каналов.

[70] Станция (STA), поддерживающая полосу пропускания канала 60 МГц, может выбирать и использовать один из подканалов по 20 МГц, канал 40 МГц и канал 60 МГц на основе информации о занятости канала (ССА). Станция (STA), поддерживающая полосу пропускания канала 60 МГц, выбирает первичный сборный канал или вторичный сборный канал. Станция (STA) подтверждает, является ли выбранный сборный канал свободным. Когда выбранный сборный канал является свободным, станция (STA) осуществляет задержку. После запуска таймера задержки станция (STA) подтверждает, является ли невыбранный сборный канал свободным, когда истек таймер задержки. Когда невыбранный сборный канал также свободен, станция (STA) передает кадры посредством использования двух сборных каналов, то есть канала, имеющего полосу пропускания 60 МГц. Когда невыбранный сборный канал не является свободным, станция (STA) передает кадры посредством использования выбранного сборного канала 40 МГц.

[71] Если станция (STA), поддерживающая полосу пропускания канала 60 МГц, желает использовать канал 40 МГц, то станция (STA) подтверждает, используется ли канал, следующим образом. Станция (STA) выбирает первичный сборный канал или вторичный сборный канал. Когда первичный канал выбранного сборного канала является свободным, станция (STA) выполняет задержку. После запуска таймера задержки станция (STA) подтверждает, что вторичный канал выбранного сборного канала является свободным, когда истек таймер задержки. Если вторичный канал является свободным, станция (STA) передает кадры посредством использования выбранного сборного канала. Если вторичный канал не является свободным, станция (STA) передает кадр посредством использования первичного канала.

[72] Первый канал случайно выбирается из множества узкополосных каналов. В другом случае первый канал может выбираться на основе информации о конфигурации от точки доступа (АР). Когда первый канал является свободным, подтверждается, является ли второй канал свободным после истечения времени задержки. Когда второй канал является свободным, кадры передаются с использованием первого и второго каналов. Второй канал может быть смежным с первым каналом, и таким образом широкополосный канал может поддерживаться узкополосными каналами.

[73] Фиг.11 иллюстрирует другой пример выделения каналов для иерархического доступа к каналам. Полоса пропускания 60 МГц разделяется на два сборных канала, то есть первичный сборный канал 1110 и вторичный сборный 1120 канал. Первичный сборный канал 1110 и вторичный сборный канал 1120, соответственно, имеют полосу пропускания 40 МГц и включают два подканала по 20 МГц. Первичный сборный канал 1110 включает первичный канал 1111 и вторичный канал 1112, и вторичный сборный канал 1120 включает первичный канал 1121 и вторичный канал 1122. По сравнению с примером осуществления, показанным на Фиг.10, первичный канал 1111 первичного сборного канала 1110 и вторичный канал 1122 вторичного сборного канала 1120 накладываются один на другой. Упомянутый выше механизм доступа к каналам может использоваться без изменения.

[74] Фиг.12 представляет собой блок-схему системы беспроводной связи для воплощения примера осуществления настоящего изобретения. Точка доступа (АР) 150 включает процессор 151, память 152 и радиочастотный (Radio Frequency, RF) блок 153. Процессор 151 осуществляет предложенную функцию, процесс и/или способ. Выделение каналов и переключение каналов может выполняться посредством процессора 151. Память 152 при работе подключена к процессору 151 и хранит информацию для работы процессора 151. Радиочастотный блок 153 при работе подключен к процессору 151 и передает и/или принимает радиочастотные сигналы. Станция (STA) 160 включает процессор 161, память 162 и радиочастотный блок 163. Процессор 161 осуществляет предложенную функцию, процесс и/или способ. Упомянутый выше способ доступа к каналам может осуществляться процессором 161. Память 162 при работе подключена к процессору 161 и хранит информацию для работы процессора 161. Радиочастотный блок 163 при работе подключен к процессору 161 и передает и/или принимает радиочастотные сигналы.

[75] Процессоры 151, 161 могут включать интегральную схему для конкретных приложений (application-specific integrated circuit, ASIC), другой набор микросхем, логическую схему и/или устройство обработки данных. Памяти 152, 162 могут включать в себя память только для чтения (read-only memory, ROM), оперативную память (random access memory, RAM), флэш-память, карту памяти, носитель для хранения информации и/или другое устройство хранения информации. Радиочастотные блоки 153, 163 могут включать групповой тракт (baseband circuitry) для обработки радиочастотных сигналов. Когда примеры осуществления изобретения воплощаются в программном обеспечении, технологии, описанные здесь, могут воплощаться с помощью модулей (например, процедур, функций и т.д.), которые выполняют описанные здесь функции. Модули могут храниться в памяти 152, 162 и выполняться посредством процессоров 151, 161. Память 152, 162 может осуществляться в процессорах 151, 161 или вне процессоров 151, 161, в этом случае они могут быть коммуникативно связаны с процессорами 151, 161 с помощью различных средств, известных в технике.

[76] С точки зрения примеров систем, описанных здесь, методологии, которые могут осуществляться в соответствии с раскрытой сущностью, описаны со ссылкой на несколько блок-схем. Хотя для простоты методологии показаны и описаны как последовательности действий или блоков, должно быть понятно и очевидно, что заявленная сущность не ограничивается порядком действий или блоков, поскольку некоторые действия могут происходить в различном порядке или одновременно с другими действиями по сравнению с тем, что изображено и описано здесь. Кроме того, специалист поймет, что действия, иллюстрируемые на блок-схеме, не являются единственно возможными и другие действия могут быть включены, или одно или более действий в примере блок-схемы могут быть удалены без влияния на объем и суть настоящего раскрытия.

[77] То, что было описано выше, включает примеры различных аспектов. Конечно, невозможно описать все мыслимые сочетания компонентов или методологий для описания различных аспектов, но обычный специалист может признать, что возможны многие другие сочетания и перестановки. Соответственно, описание изобретения предназначено для охвата всех таких изменений, модификаций и вариаций, которые входят в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в поддержке широкополосности. Заявлен способ доступа к каналу в локальной сети беспроводной связи, в котором: посредством точки доступа (АР) передают операционный элемент для настройки или переключения нескольких каналов по меньшей мере на одну станцию в базовом комплексе услуг (BSS), при этом операционный элемент включает поле первичного канала, указывающее первичный канал, поле вторичного канала, указывающее вторичный канал, и поле ширины канала, указывающее полосы пропускания первичного канала и вторичного канала; посредством точки доступа (АР) определяют, свободен ли первичный канал в течение первого интервала; если первичный канал свободен, посредством точки доступа (АР) определяют, свободен ли вторичный канал в течение второго интервала; и посредством точки доступа (АР) передают данные путем использования первичного канала и вторичного канала по меньшей мере на одну станцию в базовом комплексе услуг, если первичный канал и вторичный канал свободны. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 ил.

1. Способ доступа к каналу в локальной сети беспроводной связи, в котором:
посредством точки доступа (АР) передают операционный элемент для настройки или переключения нескольких каналов по меньшей мере на одну станцию в базовом комплексе услуг (BSS), при этом операционный элемент включает поле первичного канала, указывающее первичный канал, поле вторичного канала, указывающее вторичный канал, и поле ширины канала, указывающее полосы пропускания первичного канала и вторичного канала;
посредством точки доступа (АР) определяют, свободен ли первичный канал в течение первого интервала;
если первичный канал свободен, посредством точки доступа (АР) определяют, свободен ли вторичный канал в течение второго интервала; и посредством точки доступа (АР) передают данные путем использования первичного канала и вторичного канала по меньшей мере на одну станцию в базовом комплексе услуг, если первичный канал и вторичный канал свободны.

2. Способ по п.1, в котором первичный канал не является смежным с вторичным каналом.

3. Способ по п.2, в котором полоса пропускания первичного канала является той же, что и полоса пропускания вторичного канала.

4. Способ по п.3, в котором операционный элемент включен в кадр объявления о переключении канала, используемый точкой доступа (АР) для объявления о переключении канала.

5. Способ по п.3, в котором операционный элемент включен в маячковый кадр или кадр ответа на зондирование.

6. Способ по п.3, в котором первичный канал включает канал 20 МГц, используемый для настройки базового комплекса услуг (BSS).

7. Устройство для доступа к каналу в локальной сети беспроводной связи, содержащее:
радиочастотный блок, сконфигурированный для передачи радиосигнала; и процессор, соединенный с радиочастотным блоком и сконфигурированный, чтобы:
передавать операционный элемент для настройки или переключения нескольких каналов по меньшей мере на одну станцию в базовом комплексе услуг (BSS), при этом операционный элемент включает поле первичного канала, указывающее первичный канал, поле вторичного канала, указывающее вторичный канал, и поле ширины канала, указывающее полосы пропускания первичного канала и вторичного канала;
определять, свободен ли первичный канал в течение первого интервала;
если первичный канал свободен, то определять, свободен ли вторичный канал в течение второго интервала; и
передавать данные путем использования первичного канала и вторичного канала по меньшей мере на одну станцию в базовом комплексе услуг, если первичный канал и вторичный канал свободны.

8. Устройство по п.7, в котором первичный канал не является смежным с вторичным каналом.

9. Устройство по п.8, в котором полоса пропускания первичного канала является той же, что и полоса пропускания вторичного канала.

10. Устройство по п.9, в котором операционный элемент включен в кадр объявления о переключении канала, используемый точкой доступа (АР) для объявления о переключении канала.

11. Устройство по п.9, в котором операционный элемент включен в маячковый кадр или кадр ответа на зондирование.

12. Устройство по п.9, в котором первичный канал включает канал 20МГц, используемый для настройки базового комплекса услуг (BSS).

13. Устройство для доступа к каналу в локальной сети беспроводной связи, содержащее:
радиочастотный блок, сконфигурированный для передачи радиосигнала; и процессор, соединенный с радиочастотным блоком и сконфигурированный, чтобы:
получать операционный элемент для настройки или переключения нескольких каналов, при этом операционный элемент включает поле первичного канала, указывающее первичный канал, поле вторичного канала, указывающее вторичный канал, и поле ширины канала, указывающее полосы пропускания первичного канала и вторичного канала;
определять, свободен ли первичный канал в течение первого интервала;
если первичный канал свободен, то определять, свободен ли вторичный канал в течение второго интервала; и
передавать данные путем использования первичного канала и вторичного канала на точку доступа или по меньшей мере одну станцию в базовом комплексе услуг, если первичный канал и вторичный канал свободны.

14. Устройство по п.13, в котором первичный канал не является смежным с вторичным каналом.

15. Устройство по п.14, в котором полоса пропускания первичного канала является той же, что и полоса пропускания вторичного канала.