ТЕХНОЛОГИИ ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ Российский патент 2014 года по МПК H04W28/04 

Уровень техники

Беспроводные сети становятся все более распространенными. Многие беспроводные сети такие, как локальные беспроводные сети IEEE 802.11 (БЛС), используют соревновательные технологии доступа к среде для того, чтобы предоставить передающим устройствам доступ к среде беспроводной связи (напр., к каналу). Например, БЛС IEEE 802.11 используют технологии множественного доступа с контролем несущей (CSMA).

Технологии CSMA включают в себя передающее устройство, проверяющее отсутствие другого графика перед осуществлением передачи в общей среде передачи данных. Эта проверка включает в себя использование передающего устройства, которое "слушает" любой сетевой график. После отправления передачи передающее устройство обычно ждет подтверждения (АСК-сообщение) успешного приема сообщения приемным устройством.

Однако стандарты IEEE 802.11 не предполагают отправление приемными устройствами отрицательных подтверждений (NACK-сообщений) в ответ на искаженные передачи, которые были отправлены с использованием технологии CSMA. Вместо этого, если передающее устройство не получает АСК в течение заданного промежутка времени, то оно может совершить повторную передачу после периода ожидания (интервала отсрочки передачи). Хотя и существуют пропиетарные NACK-сообщения, они не оказывают содействия в преодолении отдельных форм помех.

Соревновательные технологии хорошо работают, когда ошибки пакетов возникают вследствие конфликтов между передачами со станций сети. Однако эти технологии не эффективны в случае внутриканальных помех таких, как пиковое внеполосное излучение, шум платформы и/или конфликты скрытых узлов.

Краткое описание чертежей

На чертежах одинаковые ссылочные позиции, как правило, обозначают одинаковые, функционально схожие и/или структурно схожие элементы. Крайняя левая цифра в ссылочной позиции обозначает номер чертежа, в котором впервые появляется элемент. Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

на фиг. 1 показана диаграмма типовой эксплуатационной среды; на фиг.2-4 показаны блок-схемы типовых последовательностей рабочих операций;

на фиг.5 показана диаграмма типовых пакетов;

и на фиг.6 показана диаграмма реализации типового устройства.

Подробное описание изобретения

Варианты осуществления предоставляют совместные технологии повторной передачи. Эти технологии могут быть использованы в сетях, использующих соревновательные схемы доступа такие, как CSMA. Например, устройство может получить от передающего устройства искаженный пакет и определить причину искажения. Если выявленной причиной искажения является внутрисетевой конфликт пакетов, то устройство позволяет передающему устройству осуществить повторную передачу пакета в соответствии с соревновательной схемой доступа. Однако если выявленная причина искажения не является внутрисетевым конфликтом пакетов, то устройство оказывает передающему устройству содействие при повторной передаче. Это содействие при повторной передаче может включать в себя резервирование канала для повторной передачи и/или предложения для передающего устройства по адаптации линий связи.

Таким образом, вместо того, чтобы сохранять молчание, приемное устройство собирает полезную информацию и помогает передающему устройству осуществлять повторную передачу в соответствии с выявленной причиной ошибки. Более конкретно, приемное устройство предоставляет передающему устройству возможность повторной передачи, соответствующую причине ошибки. Как результат, могут быть значительно снижены время соединения и частота возникновения конфликтов при повторной передаче.

Такие технологии могут увеличить производительность в сетях, при использовании обычных технологий соревновательного доступа к среде. Как говорилось выше, в обычных стандартах БЛС (напр., системы IEEE 802.11n, которые не работают в режиме ТХОР (Transmit Opportunity - возможность передачи)) не предполагается отправление NACK-сообщения в случае, если пакет принят с ошибкой. Таким образом, передающее устройство "простаивает" и ожидает в течение случайного количества интервалов времени (т.е. времени отсрочки) перед тем, как начать повторную передачу. Целью этой технологии является предотвращение возникновения конфликта с CSMA-передачей другого устройства.

Однако многие ошибки пакетов могут быть вызваны другими причинами такими, как внутриканальные помехи (напр., пиковое внеполосное излучение, шум платформы и/или конфликты скрытых узлов). В этих случаях использование отсрочки может быть расточительным по отношению к пропускной способности сети. Для того чтобы снизить потери, варианты осуществления предусматривают возможность определения причины возникновения ошибки пакета на приемном устройстве. Исходя из этого определения, приемное устройство может оказать содействие передающему устройству в осуществлении повторной передачи путем предоставления дополнительной информации.

Например, этот процесс определения может включать в себя проверку приемным устройством того, искажены ли необработанные биты искаженного пакета неравномерно, или того, что при приеме искаженного пакета присутствовал другой заголовок и/или настроечный символ канала. Исходя из такого определения, приемное устройство может зарезервировать среду для повторной передачи пакета.

Также приемное устройство может предложить передающему устройству параметр линии связи и/или параметр адаптации конкуренции. Примеры таких адаптаций включают в себя (но не ограничиваются этим) настройки фрагментации пакетов, настройки скорости, настройки пространственных потоков и/или настройки окна конкуренции. В сетях (таких, как БЛС), которые ограничены радиопомехами (напр., из-за плотного размещения и сосуществования множества станций), такое взаимодействие между передающим и принимающим устройствами может значительно увеличить пропускную способность.

Основываясь на описанных ниже возможностях, варианты осуществления подразумевают, что ответные пакеты обладают множеством признаков. Например, ответный пакет может включать в себя запрос на повторную передачу (аналогичный NACK-сообщению), резервирование канала и предложение по адаптации линии связи. Такой ответный пакет может быть реализован различными способами. Например, в вариантах осуществления может использоваться (в качестве ответного пакета) CTS (CTS - clear to send - разрешение на передачу) - пакет, который совместим с существующими беспроводными системами IEEE 802.11. Такой CTS-пакет может включать в себя запрос на повторную передачу и резервирование канала. Однако варианты осуществления не ограничены этими типовыми ответными пакетами.

В рамках этой спецификации ссылка на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, содержится, по меньшей мере, в одном варианте осуществления. Таким образом, при появлении фраз "в одном варианте осуществления" или "в варианте осуществления" в различных местах этой спецификации не обязательно ссылаются на один и тот же вариант осуществления. Более того, отдельные признаки, структуры или характеристики могут быть скомбинированы любым подходящим образом в одном или более варианте осуществления.

На фиг.1 показана диаграмма типовой эксплуатационной среды 100, в которой эксплуатируются описанные в этом документе технологии. Эта среда включает в себя множество устройств. В частности, на фиг.1 показаны точка 102 доступа (ТД), станции 104 a-b (СТА) и внешний источник 106 излучений. Эти устройства могут быть реализованы в виде любой комбинации аппаратных и программных средств.

ТД 102 и СТА 104 а-b могут осуществлять связь друг с другом в соответствии с соревновательной схемой доступа такой, как CSMA, CSMA с предотвращением конфликтов (CSMA/CA) и так далее. Соответственно, эти устройства могут функционировать как БЛС IEEE 802.11 (напр., БЛС IEEE 802.11n). Однако варианты осуществления не ограничены реализациями БЛС IEEE 802.11. Более того, варианты осуществления не ограничены схемами доступа CSMA. Дополнительно, такое осуществление связи может включать в себя отправление СТА 104а-b повторных передач в соответствии с технологиями, описанными в этом документе. Такие повторные передачи могут основываться, например, на ответных пакетах, отправленных ТД 102.

Для целей иллюстрации, на фиг.1 показана СТА 104а, передающая пакет 120 ТД 102. Прием пакета 120 на ТД 102 может быть искажен одной или более другими передачами. Для примера, на фиг.1 показана СТА 104b, передающая конфликтующий пакет 122, и внешний источник 106 излучений, генерирующий помеху 124.

Как сказано выше, шум и помехи могут приводить к ошибкам в пакетах. Помехи могут поступать из источников, находящихся вне сети. Примеры источников, находящихся вне сети, включают в себя следующие: другие радиостанции такие, как Bluetooth, 3G, соседний канал WiFi, WiMAX и микроволновые печи.

Что касается фиг.1, помеха 124 (которая генерируется внешним источником 106 излучений) представляет собой пример помехи из источника, находящегося вне сети. Внешний источник 106 излучений может являться устройством, которое отделено от СТА 104а-b и отлично от них. Как альтернатива, внешний источник 106 излучений может быть расположен внутри (совмещенным с) СТА 104а. В таких случаях недостаток координации между радиостанциями может способствовать внутриканальным помехам, возникающим из-за внеполосного излучения совмещенных источников излучения.

Такие внутриканальные помехи могут случайным образом приводить к перебоям в радиопередачах. Как пример, передачи Bluetooth могут пересекаться с передачами БЛС на 200-300 микросекунд за раз перед скачком на другую частоту (что приводит к сниженной или увеличенной помехе, в зависимости от частотного разделения).

Как альтернатива, помеха может порождаться конфликтующим графиком внутри сети. Примером такого графика является конфликтующий пакет 122, передаваемый СТА 104b. В результате такого конфликта в таких применениях, как БЛС, повторная передача может являться обычным и даже необходимым делом.

Соответственно, в обычных МАС-протоколах БЛС, приемное устройство (напр. ТД 102) отправляет подтверждение (АСК-сообщение) (после истечения промежутка времени SIFS (Short InterFrame Space - короткий межкадровый промежуток)) того, что пакет принят корректно. Таким образом, передающее устройство (напр., СТА 104а) отправляет передачу и ожидает АСК-сообщение от приемного устройства. Если передающее устройство не получает АСК-сообщение в течение заданного промежутка времени (в течение промежутка SIFS), то передающее устройство полагает, что произошел конфликт пакетов, и вступает в конкуренцию за канал для отправления повторной передачи.

Эта конкуренция за канал обычно задействует передающее устройство (напр., СТА 104а), удваивающее размер окна конкуренции, ожидающее в течение случайного количества интервалов времени в рамках этого окна, а затем отправляющее повторную передачу. Такое поведение разработано для эффективного разрешения конфликтов пакетов. Однако относительно таких обычных МАС-протоколов БЛС может быть сделано три замечания. Во-первых, случайное время ожидания увеличивает задержку и снижает пропускную способность. Во-вторых, приемное устройство не оказывает передающему устройству содействия для осуществления повторной передачи. В-третьих, такие соревновательные протоколы не различают потерю пакета из-за конфликта пакетов и потерю пакета из-за других типов помех.

Эти замечания показывают, что существующие процедуры повторной передачи (напр., отсрочка и удвоенный размер окна) не позволяют преодолеть искажения пакетов (также именуемые в этом документе, как потери пакетов) вследствие этих других типов помех. Таким образом, варианты осуществления изобретения позволяют различить причины потери пакетов. Осуществляя такие различения, варианты осуществления преимущественно предоставляют технологии повторной передачи и осведомленные о помехах адаптации линий связи, что может привести к значительному повышению производительности.

Такие технологии могут включать в себя приемное устройство (такое, как ТП 102), определяющее полезную информацию из искаженного пакета. Из этой информации приемное устройство может содействовать передающему устройству в осуществлении последующих передач (особенно повторных передач).

В беспроводных сетях (напр., БЛС) пакеты данных уязвимы по отношению к пиковым помехам, которые могут приводить к коротким ошибочным последовательностям в декодированных пакетах. Такие короткие ошибочные последовательности более очевидны для систем, использующих сверточные коды, исправляющие ошибки (вместо блочных кодов). Пакеты данных включают в себя управляющую информацию MAC такую, как адреса передающего и приемного устройства. Эта информация (которая обычно расположена в МАС-заголовке в начале пакета) обычно занимает только небольшой участок всего пакета. Таким образом, когда в пакете возникает пиковая ошибка, то вероятно, что этот относительно небольшой МАС-заголовок будет принят в неизменном состоянии (неискаженным).

Приемное устройство может подтвердить, был ли успешно декодирован МАС-заголовок в искаженном пакете, путем проверки амплитуд необработанных битов (напр., логарифмического отношения правдоподобия демодулированных битов), соответствующих МАС-заголовку. Более конкретно, когда увеличивается амплитуда необработанных битов, то увеличивается и надежность правильного приема МАС-заголовка. Например, если первые 200-300 битов пакета БЛС имеют большую амплитуду, то с очень большой вероятностью МАС-заголовок может быть декодирован корректно.

Соответственно, используя необработанные биты, приемное устройство может оценивать вероятность обнаружения МАС-заголовка. Такие оценки могут быть выполнены по хорошо известным технологиям. Например, такие технологии применялись при раннем обнаружении МАС-заголовка до того, как был принят весь пакет. Это раннее обнаружение позволяет экономить энергию (напр., если пакет не предназначен для приемного устройства, то прием участка данных пакета может быть пропущен).

МАС-заголовок пакета содержит полезную информацию такую, как адрес отправителя и срок действия пакета. Когда приемное устройство корректно декодирует МАС-заголовок искаженного пакета, приемное устройство может использовать такую информацию для оказания передающему устройству содействия в отправлении повторной передачи. Это содействие может включать в себя резервирование канала для повторной передачи. Более того, это содействие может включать в себя предложения по адаптации линии связи для принятия их во внимание передающим устройством. Такие предложения по адаптации линии связи могут включать в себя (но не ограничиваются) фрагментацию пакета, схему модулирующего кода (MCS) и/или информацию о пространственных потоках.

Далее со ссылкой на следующие фигуры и сопровождающие примеры могут быть описаны операции, осуществляемые в вариантах осуществления изобретения. Некоторые фигуры могут содержать логическую последовательность операций. Хотя такие фигуры, представленные в этом документе, могут включать в себя конкретную логическую последовательность операций, можно отметить, что логическая последовательность операций просто представляет пример того, как, согласно описанному в этом документе, может быть реализована общая функциональность. Более того, данная логическая последовательность операций не обязательно должна выполняться в представленном порядке, если не указано обратное. В дополнение, данная логическая последовательность операций может быть реализована аппаратным элементом, программным элементом, выполняемым процессором, или любым их сочетанием. Варианты осуществления не ограничены этим контекстом.

На фиг.2 показана диаграмма логической последовательности 200 операций, которая может являться образцом операций, выполняемых одним или более описанным в этом документе вариантом осуществления изобретения. Несмотря на то, что на фиг.2 показана конкретная последовательность, могут использоваться и другие последовательности. Также показанные операции могут осуществляться в различных параллельных и/или последовательных сочетаниях.

Последовательность операций на фиг.2 описана в контексте первого и второго устройства. Первое устройство может быть мобильной станцией (напр., СТА 104а на фиг.1), а второе устройство может быть точкой доступа (напр., ТД 102 на фиг.1). Эти устройства могут являться частью БЛС (напр., БЛС IEEE 802.11n). Однако варианты осуществления не ограничены БЛС или контекстом фиг.1.

На шаге 202 первое устройство отправляет передачу второму устройству. Эта передача может представлять собой пакет, отправленный в соответствии с соревновательной схемой доступа такой, как CSMA. Второе устройство принимает эту передачу на шаге 204.

На шаге 206 второе устройство определяет, является ли принятая передача искаженной. Этот процесс может включать в себя осуществление декодирования с обнаружением ошибок, проверку с помощью циклического избыточного кода и/или различные другие технологии. Также этот процесс может включать в себя получение вторым устройством различной информации из МАС-заголовка принятой передачи. Например, второе устройство может определить, что оно является получателем, которому адресован пакет, и что первое устройство является устройством-отправителем пакета. Как описано в этом документе, второе устройство может использовать эту информацию для планирования повторной передачи искаженной передачи. Таким образом, в отличие от обычных БЛС (напр., систем IEEE 8 02.11 a/b/g/n) варианты осуществления предусматривают, чтобы был осуществлен запрос повторной передачи.

Как показано на фиг.2, если второе устройство решает, что передача является неискаженной, то осуществляется переход к шагу 208, на котором второе устройство обрабатывает передачу в соответствии с одним или более уровнями протокола. Дополнительно, если передача была принята корректно, то шаг 208 может включать в себя отправление ответа с подтверждением (АСК-сообщением) передающему устройству.

Однако если второе устройство решает, что передача искажена, то осуществляется переход к шагу 210. На шаге 210 второе устройство определяет вероятную причину искажения. Этот процесс может включать в себя обработку вторым устройством значений необработанных битов. Типовые подробности касательно определения на шаге 210 приведены ниже со ссылкой на фиг.3.

На фиг.2 показано, что если второе устройство определяет, что причиной искажения стал внутрисетевой конфликт пакетов (конфликт нескрытых узлов), то осуществляется переход к шагу 212. Однако если второе устройство определяет, что искажение возникло не вследствие такого конфликта, то осуществляется переход к шагу 214.

На шаге 212 второе устройство функционирует в соответствии с соревновательной схемой доступа. Таким образом, для CSMA-доступа второе устройство не отправляет подтверждение. Исходя из этого, на шаге 213 первое устройство (в свое время) распознает отсутствие подтверждения.

После этого на шаге 215 первое устройство вступает в конкуренцию за доступ к среде для отправления повторной передачи. Эта конкуренция осуществляется в соответствии с используемой соревновательной схемой доступа (напр., CSMA, CSMA/CD и т.д.). В контексте обычной БЛС этот процесс может включать в себя ожидание в течение периода SIFS и начало конкуренции за канал заново. Например, первое устройство может сначала удвоить размер конкурентного окна с 15 до 31 перед началом обратного отсчета. Среднее время ожидания тогда составит 15 интервалов (т.е. 135 микросекунд для сетей 802.11 а).

Как альтернатива, на шаге 214 второе устройство оказывает первому устройству содействие в повторной передаче. Этот процесс может включать в себя резервирование канала для предоставления первому устройству доступа к среде. Дополнительно, этот процесс может включать в себя предоставление первому устройству одного или более предложений по адаптации линии связи. Типовые подробности касательно такого содействия описаны ниже со ссылкой на фиг.4.

На фиг.2 показано, что первое устройство получает содействие на шаге 216. В соответствии с оказываемым содействием, на шаге 218 первое устройство отправляет повторную передачу.

Как описано выше, приемное устройство (напр., второе устройство на фиг.2) может определить причину искажения пакета. Типовая логическая последовательность 300 операций процесса такого определения представлена на фиг.3. Несмотря на то, что на фиг.3 показана конкретная последовательность, могут использоваться и другие последовательности. Также показанные операции могут осуществляться в различных параллельных и/или последовательных сочетаниях.

На шаге 301 приемное устройство анализирует принятую передачу. Как показано на фиг.3, этот процесс может включать в себя шаги 302 и 308. На шаге 302 приемное устройство (напр., одна из множества приемных антенн) в процессе приема пакета осуществляет мониторинг участков принятого сигнала. Это может делаться для того, чтобы выявить, не поступает ли от другого устройства другой заголовок и/или настроечный символ канала. На шаге 304 производится определение, не выявлен ли в процессе детектирования данных принятого пакета другой заголовок и/или настроечный символ канала. Если это так, то приемное устройство на шаге 306 определяет, что возник конфликт (возможно со скрытым узлом).

На шаге 308 приемное устройство проверяет значения необработанных битов принятой передачи. Исходя из этих значений, осуществляется определение (на шаге 310) того, являются ли амплитуды группы последовательных необработанных битов малыми. Если это так, то приемное устройство определяет (на шаге 312), что возникла пиковая помеха.

На фиг.3 показано, что, если не выявлено ни конфликтующего заголовка (и/или настроечного символа канала), ни искажения из-за пиковой помехи, то приемное устройство может определить (на шаге 314), что ошибка пакета возникла из-за теплового шума.

Как описано выше, приемное устройство может оказать передающему устройству содействие при отправлении повторной передачи. Оказание такого содействия может помочь устранить время ожидания, затрачиваемое передающим устройством при функционировании по обычным соревновательным схемам доступа. На фиг.4 представлена примерная логическая последовательность 400 операций такого содействия.

Как показано на фиг.4, приемное устройство определяет (на шаге 401) одно или боле предложений по адаптации линий связи (если таковые есть). В вариантах осуществления могут быть определены различные предложения. Например, приемное устройство может предложить, чтобы передающее устройство фрагментировало пакет повторной передачи, если ошибка возникла вследствие пиковой помехи. Также, если ошибка пакета возникла из-за теплового шума, то приемное устройство может предложить, чтобы передающее устройство снизило скорость своей схемы модуляции/кодирования (MCS). Дополнительно приемное устройство может предложить, чтобы передающее устройство не увеличивало размер конкурентного окна. Также приемное устройство может предложить, чтобы передающее устройство изменило число пространственных потоков, которые оно использует с приемным устройством. Эти предложения приведены в качестве примера, а не в качестве ограничения. Может быть использовано любое сочетание типов этих предложений. Более того, в вариантах осуществления могут использоваться другие типы предложений.

Как описано выше, в вариантах осуществления может быть предложено изменение числа используемых пространственных потоков. Например, ответ (как, например, описанный ниже со ссылкой на фиг.5 пакет) может предложить изменение числа пространственных потоков, используемых передающим устройством. Снижение числа таких пространственных потоков увеличивает возможность приемника аннулировать помехи. Например, помехи (напр., помехи, вызванные источником шума платформы таким, как таймер шины персонального компьютера) воздействуют на антенную решетку приемного устройства с отдельного пространственного направления для каждой поднесущей. Используя множество приемных антенн, для аннулирования помехи приемное устройство может сформировать нуль диаграммы направленности, указывающий в направлении источника помехи. Если передающим устройством отправлено множество потоков данных, то приемное устройство может не иметь достаточно антенн для того, чтобы аннулировать помеху в процессе получения множества потоков данных.

На шаге 402 приемное устройство определяет, доступен ли канал передачи. В вариантах осуществления этот процесс может включать в себя осуществление зондирования канала с помощью CS/CCA. Если на шаге 404 канал доступен, то осуществляется переход к шагу 406. На шаге 406 приемное устройство резервирует канал для повторной передачи. Этот процесс может включать в себя один или более ответов передающему устройству. Например, шаг 406 может включать в себя отправление приемным устройством CTS-пакета передающему устройству.

На шаге 408 передающее устройство принимает ответ от приемного устройства. После определения того, что оно является адресатом, передающее устройство на шаге 410 обрабатывает ответ. Как описано в этом документе, ответ может быть в виде CTS-пакета. Соответственно, обработка на шаге 410 может включать в себя определение того, что перед отправкой CTS в качестве предварительного был отправлен сигнал RTS (Request to Send - запрос на передачу). Если передающее устройство определяет, что оно не отправляло запрос на передачу (RTS) непосредственно перед CTS, то передающее устройство интерпретирует CTS как NACK-сообщение.

Соответственно, на шаге 412 передающее устройство осуществляет повторную передачу изначально отправленного пакета (как описано выше со ссылкой на шаг 216 фиг.2). В контексте сетей IEEE 802.11 это может произойти после истечения интервала времени SIFS.

На шаге 414 приемное устройство определяет, принята ли повторная передача. Этот процесс может включать в себя определение того, обнаружен ли заголовок (напр., по истечении интервала времени SIFS).

Если повторная передача была принята, то приемное устройство обрабатывает повторную передачу на шаге 416. Этот процесс может включать в себя осуществление декодирования с обнаружением ошибок, проверку с помощью циклического избыточного кода, проведение операций в соответствии с одним или более уровнями протокола и/или проведение различных других операций. Дополнительно, если повторная передача была принята корректно, то шаг 416 может включать в себя отправление ответа с подтверждением (АСК-сообщения) передающему устройству.

Однако если повторная передача не была принята, то приемное устройство может заключить, что передающее устройство не может интерпретировать ответ, отправленный на шаге 408. Например, в контексте сетей IEEE 802.11 передающее устройство может являться устаревшим устройством, которое не в состоянии интерпретировать CTS-ответ как NACK-сообщение. Таким образом, на шаге 418 приемное устройство может освободить канал. В контексте сетей IEEE 802.11 это может включать в себя отправление пакета CF-End, если канал свободен. В вариантах осуществления шаг 418 может быть выполнен после того, как было отправлено заданное количество ответов.

Нижеследующее описание показывает, что приемное устройство может определить информацию, касающуюся типа помехи, которая привела к ошибке пакета. Из этой информации приемное устройство может предложить технологию(ии) для противодействия таким помехам, ограничивающим производительность. Как описано выше, такие технологии могут включать в себя (но, не ограничиваясь) предложения по настройкам фрагментирования пакетов, настройки конкурентного окна, настройки пространственных потоков и/или настройки MCS. Также приемное устройство может содействовать повторной передаче (напр., зарезервировать канал).

Приемное устройство может отправить такие предложения и/или резервирования канала передающему устройству в одном или более управляющих сообщениях MAC (напр., на шаге 406 фиг.4). В вариантах осуществления приемное устройство может объединять такую помощь в одном ответном пакете. Пример такого ответного пакета показан на фиг.5.

В частности, на фиг.5 показан искаженный пакет 502, который получает приемное устройство (напр., ТД 102) от передающего устройства (напр., СТА 104а). Искаженный пакет 502 включает в себя участок 504 данных, у которого искажено множество битов 506a-d. В результате участок 504 данных не может быть получен (напр., правильно декодирован). Также на фиг.5 показано, что искаженный пакет 502 имеет участок 507 с МАС-заголовком, который является неискаженным. Этот участок заголовка включает в себя информацию такую, как МАС-адреса передающего и приемного устройств.

Из неискаженного участка 507 МАС-заголовка приемное устройство может определить, для чего предназначался искаженный пакет 502. Как результат, приемное устройство может создать ответный пакет 508 и отправить его передающему устройству. Как описано выше, ответный пакет 508 может включать в себя объединенную информацию. Например, на фиг.5 показан ответный пакет 508, включающий в себя адрес 510 отправителя, запрос 512 на повторную передачу, длительность 514 резерва, индикатор 516 регулировки MCS, индикатор 518 регулировки размера конкурентного окна и индикатор 519 регулировки пространственного потока (для того, чтобы предложить регулировку числа используемых пространственных потоков). Однако варианты осуществления не ограничены этим примером. Таким образом, ответные пакеты могут включать в себя другие сочетания сведений.

Информация в ответном пакете 508 может быть совокупно декодирована и проиндексирована. Например, в вариантах осуществления индикатор 516 регулировки MCS, индикатор 518 регулировки размера конкурентного окна и индикатор 519 регулировки пространственного потока могут принимать три значения каждый (т.е. увеличить, уменьшить и не изменять). Эти два индикатора могут быть совокупно проиндексированы тремя битами, вместо того, чтобы индексировать каждый из них двумя битами. Также в вариантах осуществления адрес 510 отправителя может быть пустым, если в искаженном пакете 502 адрес отправителя не был достоверно декодирован.

В качестве альтернативы ответному пакету, приведенному на фиг.5, в вариантах осуществления могут использоваться пакеты, совместимые с существующими стандартами IEEE 802.11. Например, приемное устройство может отправить передающему устройству CTS-пакет.Этот CTS-пакет может включать в себя NAV для того, чтобы защитить канал для отправления повторной передачи (а также для последующего отправления АСК-сообщения). CTS-пакет путем задания NAV резервирует канал для повторной передачи передающим устройством. Если предыдущая ошибка приема возникла из-за передачи скрытого узла, то CTS-пакет блокирует передачи из скрытого узла, тем самым защищая повторную передачу передающего устройства.

На фиг.6 показана диаграмма реализации 600, которая может использовать описанные в этом документе технологии. Эта реализация может быть включена в беспроводное устройство такое, как ТД 102, СТА 104а и/или СТА 104b на фиг.1. Однако эта реализация может быть также использована в других контекстах. Реализация 600 может включать в себя различные элементы. Например, на фиг.6 показана реализация 600, включающая в себя множество антенн 602а-с, модуль 604 трансивера, модуль 606 хоста, модуль 607 анализа ошибок пакетов и модуль 608 управления повторной передачей. Эти элементы могут быть выполнены в виде аппаратных, программных решений или любого их сочетания.

Антенны 602а-с обеспечивают беспроводной обмен сигналами с удаленными устройствами. Несмотря на то, что изображены три антенны, может использоваться любое их число. Также в вариантах осуществления может использоваться одна или более передающих антенн и одна или более приемных антенн. Такие многоэлементные антенные устройства могут использоваться для формирования диаграммы направленности антенны и/или для использования удаленным устройством множества пространственных потоков.

Как показано на фиг.6, модуль 604 трансивера включает в себя участок 610 передатчика и участок 612 приемника. В процессе функционирования модуль 604 трансивера предоставляет интерфейс между антеннами 602а-с и другими элементами такими, как модуль 606 хоста, модуль 607 анализа ошибок пакетов и/или модуль 608 управления повторной передачей. Например, участок 610 передатчика получает символы от таких элементов и вырабатывает соответствующие сигналы для осуществления беспроводной передачи посредством одной или более антенн 602а-с. Этот процесс может включать в себя проведение таких операций, как модуляция, усиление и/или фильтрование. Тем не менее, могут быть применены и другие операции.

Участок 612 приемника, наоборот, получает сигналы, принятые одной или более антеннами 602а-с, и вырабатывает соответствующие символы. В свою очередь, эти символы могут быть предоставлены элементам таким, как модуль 606 хоста, модуль 607 анализа ошибок пакетов и/или модуль 608 управления повторной передачей. Этот процесс выработки символов 626 может включать в себя проведение операций (но, не ограничиваясь ими) таких, как демодуляция, усиление и/или фильтрование.

Сигналы, вырабатываемые и принимаемые модулем 604 трансивера, могут иметь различные форматы. Например, эти сигналы могут быть модулированы в соответствии со схемой мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM). Однако могут использоваться и другие схемы и форматы (напр., QPSK. (квадратурная модуляция с фазовым сдвигом), BPSK (двоичная фазовая манипуляция), FSK (частотная манипуляция)).

Для обеспечения наличия таких признаков участок 610 передатчика и участок 612 приемника могут каждый включать в себя различные компоненты такие, как демодуляторы, усилители, фильтры, буферные схемы, повышающие преобразователи и/или понижающие преобразователи. Такие компоненты могут быть выполнены в виде аппаратных (напр., электронных), программных решений или любого их сочетания.

Символы, обмен которыми осуществляется между модулем 604 трансивера и другими элементами, могут формировать сообщения или информацию, связанную с одним или более протоколами и/или с одним или более приложениями пользователя. Таким образом, эти элементы могут выполнять операции, соответствующие такому протоколу (таким протоколам) и/или приложению (приложениям) пользователя. Типовые протоколы включают в себя (но не ограничиваются) различные протоколы доступа к среде и протоколы обнаружения. Типовые приложения пользователя включают в себя телефонию, электронную почту, просмотр веб-страниц, распространение/получение контента (напр., видео и аудио) и так далее.

Более того, при передаче сигналов модуль 604 трансивера может использовать различные технологии доступа. Например, модуль 604 трансивера может использовать соревновательную технологию, как, например, CSMA, CSMA/CA и так далее. Тем не менее, варианты осуществления не ограничены такими технологиями.

В вариантах осуществления модуль 607 анализа ошибок пакетов определяет вероятную причину искажения пакета, принятого модулем 604 трансивера. Это определение может осуществляться в соответствии с описанными в этом документе технологиями. Соответственно, модуль 607 анализа ошибок пакетов может получать различную информацию от участка 612 приемника. Например, на фиг.6 показано, что эта информация может включать в себя индикатор 620 ошибки пакета, декодированный искаженный пакет 622 и соответствующие значения 624 необработанных символов пакета.

Из этой информации модуль 607 анализа ошибок пакета может определить вероятную причину ошибки пакета. В вариантах осуществления это определение может осуществляться в соответствии с технологиями, приведенными на фиг.3. Однако варианты осуществления не ограничены этим примером.

После этого определения на фиг.6 показано, что модуль 607 анализа ошибок пакета может отправить индикатор 626 причины ошибки модулю 608 управления повторной передачей.

Модуль 608 управления повторной передачей управляет операциями, проводимыми при осуществлении повторной передачи. Например, исходя из полученного индикатора 626 причины ошибки, модуль 608 управления повторной передачей может совершить операции для обеспечения повторной передачи искаженного пакета. В дополнение, модуль 608 управления повторной передачей, как описано в этом документе, может определить одно или более предложений для удаленного устройства. Соответственно, в сочетании с участком 610 передатчика модуль 608 управления повторной передачей может отправлять ответы удаленному устройству, как описано в этом документе.

Дополнительно или в качестве альтернативы, модуль 608 управления повторной передачей может также предоставлять признаки устройству, которое отправляет ошибочный пакет. Например, модуль 608 управления повторной передачей может управлять такими резервированиями и/или предложениями, полученными от удаленного устройства (напр., посредством участка 612 приемника). В свою очередь, модуль 608 управления повторной передачей может направить участок 610 передатчика функционировать в соответствии с резервированиями и/или ответными передачами.

Модуль 606 хоста может обмениваться с модулем 604 трансивера символами, которые соответствуют сигналам, обмениваемым с удаленным устройством по беспроводному каналу. Эти символы могут формировать сообщения или информацию, связанную с одним или более протоколами и/или с одним или более приложениями пользователя. Таким образом, модуль 606 хоста может выполнять операции, соответствующие такому протоколу (таким протоколам) и/или приложению (приложениям) пользователя. Типовые протоколы включают в себя различные протоколы доступа к среде, сетевые протоколы, протоколы транспортного и/или сеансового уровня. Типовые приложения пользователя включают в себя телефонию, электронную почту, просмотр веб-страниц, распространение/получение контента (напр., видео и аудио) и так далее.

Как описано в этом документе, различные варианты осуществления могут быть реализованы с использованием аппаратных элементов, программных элементов или любого их сочетания. Примеры аппаратных элементов включают в себя процессоры, микропроцессоры, цепи, элементы цепей (напр., транзисторы, резисторы, конденсаторы, индукторы и так далее), интегральные схемы, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические устройства (PLD), процессоры цифровых сигналов (DSP), программируемые логические матрицы (FPGA), логические вентили, регистры, полупроводниковые устройства, чипы, микрочипы, наборы микросхем и так далее.

Примеры программных элементов включают в себя программные компоненты, компьютерные программы, прикладные программы, системные программы, машинные программы, программное обеспечение операционной системы, промежуточное программное обеспечение, встроенное программное обеспечение, программные модули, стандартные программы, подпрограммы, функции, методы, процедуры, программные интерфейсы, прикладные программные интерфейсы (API), наборы инструкций, вычислительный код, машинный код, сегменты кода, машинные сегменты кода, слова, значения, символы или любые их комбинации.

Некоторые варианты осуществления могут быть реализованы с использованием, например, носителя данных или изделия, которое может быть прочитано машиной. Этот носитель данных может хранить инструкции или набор инструкций, которые, будучи выполненными машиной, управляют машиной так, чтобы она осуществила способ и/или операции в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Такая машина может включать в себя, например, любую подходящую технологическую платформу, вычислительную платформу, вычислительное устройство, устройство обработки, компьютерную систему, систему обработки, компьютер, процессор и тому подобное, и может быть выполнена с использованием любого подходящего сочетания аппаратных и/или программных средств.

Носитель данных или изделие могут включать в себя, например, модуль памяти любого подходящего типа, запоминающее устройство, запоминающее изделие, устройство хранения, изделие хранения, носитель данных и/или модуль хранения данных, например, запоминающее устройство, извлекаемое или неизвлекаемое запоминающее устройство, стираемый или нестираемый носитель, записываемый или незаписываемый носитель, цифровой или аналоговый носитель, жесткий диск, флоппи-диск, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), записываемый компакт-диск (CD-R), перезаписываемый компакт-диск (CD-RW), оптический диск, магнитный носитель, магнито-оптический носитель, съемные карты памяти или диски, различные типы цифровых дисков универсального назначения (DVD), лента, кассета и тому подобное. Инструкции могут включать в себя код подходящего типа, как, например, исходный код, компилированный код, интерпретируемый код, выполняемый код, статический код, динамический код, зашифрованный код и тому подобное, выполненный с использованием любого подходящего языка программирования высокого уровня, низкого уровня, объектно-ориентированного, визуального, компилируемого и/или интерпретируемого языка программирования.

Хотя выше были описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, необходимо понимать, что они были представлены только в качестве примера, а не в качестве ограничения. Например, описанные в этом документе технологии не ограничиваются сетями IEEE 802.11. Таким образом, эти технологии могут использоваться в других сетях, как, например, в таких сетях, которые используют любое сочетание технологий направленной передачи, повторного использования и/или запланированного доступа к среде.

Более того, описанные в этом документе технологии не ограничены контекстом осуществления связи между станцией и точкой доступа. Таким образом, эти технологии могут быть использованы в различных контекстах соединения равноправных узлов сети. Может вызвать обеспокоенность тот факт, что в реализациях соединения равноправных узлов сети может возникнуть конфликт одного ответа (напр., NACK-CTS-сообщение) с другим ответом (напр., NACK-CTS-сообщение), что приводит к более длительной задержке, если исходная ошибка пакета возникла вследствие конфликта пакетов. Однако этого не может произойти. Например, если исходные конфликтующие пакеты отправились в одно и то же время, то необработанные биты обоих МАС-заголовков имеют малую амплитуду. Поэтому декодированные МАС-заголовки не используются, a NACK-CTS-сообщение не отправляется. Тем не менее, если исходные конфликтующие пакеты отправлены друг за другом, то корректно принимается только МАС-заголовок более раннего пакета, и поэтому отправляется только одно NACK-CTS-сообщение.

Соответственно, специалистам в этой области техники будет очевидно, что, не отклоняясь от сущности и объема изобретения, могут быть внесены различные изменения в его форму и детали. Таким образом, широта и объем настоящего изобретения не должны быть ограничены любыми из вышеприведенных типовых вариантов осуществления, но должны определяться в соответствии с приведенной ниже формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в обеспечении содействия для преодоления отдельных форм помех. Раскрыты технологии повторной передачи. Эти технологии могут быть использованы в сетях, использующих соревновательные схемы доступа такие, как CSMA. Например, устройство может получить от передающего устройства искаженный пакет и определить причину искажения. Если определенной причиной искажения является внутрисетевой конфликт пакетов, то устройство позволяет передающему устройству осуществить повторную передачу пакета в соответствии с соревновательной схемой доступа. Однако если определенная причина искажения не является внутрисетевым конфликтом пакетов, то устройство оказывает передающему устройству содействие при повторной передаче. Это содействие при повторной передаче может включать в себя резервирование канала для повторной передачи и/или предложения для передающего устройства по адаптации каналов связи. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ повторной передачи пакетов, содержащий следующее:
получают пакет от передающего устройства, пакет, содержащий искажения;
определяют причину искажения;
в котором причиной искажения является внутрисетевой конфликт пакетов, если заголовок и/или настроечный символ канала связан с пакетом, не связанным с передающим устройством; и в котором
причиной искажения является внутриканальная помеха, если заголовок Управления Доступом к Среде (MAC) успешно декодирован, путем проверки амплитуд необработанных битов, соответствующих МАС-заголовку полученного пакета, для подтверждения того, что первая группа последовательных необработанных битов имеет первые амплитуды, которые меньше вторых амплитуд второй группы последовательных необработанных битов; при этом
разрешают передающему устройству совершить повторную передачу пакета в соответствии с соревновательной схемой доступа в случае, если было определено, что причиной искажения является внутрисетевой конфликт пакетов; и
оказывают содействие передающему устройству в повторной передаче в случае, если было определено, что причиной искажения не является внутрисетевой конфликт пакетов;
при этом упомянутое содействие в повторной передаче включает в себя резервирование канала для повторной передачи пакета передающим устройством и/или предоставление передающему устройству одного или более предложений по адаптации линии связи.

2. Способ по п.1, в котором оказание упомянутого содействия в повторной передаче включает в себя отправление ответа передающему устройству.

3. Способ по п.1, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя настройку кодовой схемы модуляции (MCS).

4. Способ по п.1, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя настройку фрагментации пакетов.

5. Способ по п.1, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя настройку конкурентного окна.

6. Способ по п.1, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя регулирование числа пространственных потоков.

7. Способ по п.1, в котором соревновательная схема доступа представляет собой схему множественного доступа с контролем несущей (CSMA).

8. Способ по п.1, в котором процесс определения причины искажения включает в себя анализ необработанных битов принятого пакета.

9. Способ по п.8, в котором процесс определения причины искажения включает в себя принятие решения о том, что возникла пиковая помеха в случае, если группа последовательных необработанных битов имеет малые значения.

10. Способ по п.1, в котором процесс определения причины искажения включает в себя определение того, не выявлен ли в процессе детектирования данных принятого пакета другой заголовок.

11. Способ по п.1, в котором процесс определения причины искажения включает в себя определение того, не выявлен ли в процессе детектирования данных принятого пакета настроечный символ канала.

12. Прибор для повторной передачи пакетов, содержащий:
модуль трансивера, предназначенный для того, чтобы получать пакет от передающего устройства в соответствии с соревновательной схемой доступа, пакет, имеющий искажения;
модуль анализа ошибок пакета, предназначенный для того, чтобы определять причину искажения;
в котором причиной искажения является внутрисетевой конфликт пакетов, если заголовок и/или настроечный символ канала связан с пакетом, не связанным с передающим устройством; и в котором
причиной искажения является внутриканальная помеха, если заголовок Управления Доступом к Среде (MAC) успешно декодирован, путем проверки амплитуд необработанных битов, соответствующих МАС-заголовку полученного пакета, для подтверждения того, что первая группа последовательных необработанных битов имеет первые амплитуды, которые меньше вторых амплитуд второй группы последовательных необработанных битов; и
модуль управления повторной передачей, предназначенный для того, чтобы оказывать содействие передающему устройству при повторной передаче, если выявленная причина искажения отлична от внутрисетевого конфликта пакетов;
при этом упомянутое оказание содействия при повторной передаче включает в себя резервирование канала для повторной передачи пакета передающим устройством и/или одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линий связи.

13. Прибор по п.12, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя настройку кодовой схемы модуляции (MCS).

14. Прибор по п.12, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя настройку фрагментации пакетов.

15. Прибор по п.12, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя регулирование числа пространственных потоков.

16. Прибор по п.12, в котором одно или более предложений для передающего устройства по адаптации линии связи включают в себя настройку конкурентного окна.

17. Прибор по п.12, в котором в случае, если выявленной причиной искажения является внутрисетевой конфликт пакетов, модуль управления повторной передачей должен разрешить передающему устройству отправить повторную передачу пакета в соответствии с соревновательной схемой доступа.

18. Прибор по п.12, в котором соревновательная схема доступа представляет собой схему множественного доступа с контролем несущей (CSMA).

19. Прибор для повторной передачи пакетов, содержащий:
модуль трансивера, предназначенный для того, чтобы отправлять пакет передающему устройству в соответствии с соревновательной схемой доступа и получать ответ на пакет от приемного устройства, где ответ включает в себя резервирование канала для повторной передачи пакета и одно или более предложений по адаптации линий связи, в котором приемное устройство определяет, что пакет по меньшей мере частично искажен внутриканальной помехой от одного или боле источников, не связанных с приемным устройством; и в котором
внутриканальная помеха является причиной искажения, если заголовок Управления Доступом к Среде (MAC) успешно декодирован, путем проверки амплитуд необработанных битов, соответствующих МАС-заголовку полученного пакета, для подтверждения того, что первая группа последовательных необработанных битов имеет первые амплитуды, которые меньше вторых амплитуд второй группы последовательных необработанных битов; и
модуль управления повторной передачей, предназначенный для того, чтобы управлять модулем трансивера так, чтобы он отправлял повторную передачу пакета в соответствии с резервированием канала и одним или более предложением по адаптации линии связи.

20. Прибор по п.19, в котором одно или более предложений по адаптации линии связи включают в себя настройку кодовой схемы модуляции (MCS).

21. Прибор по п.19, в котором одно или более предложений по адаптации линии связи включают в себя настройку фрагментации пакетов.

22. Прибор по п.19, в котором одно или более предложений по адаптации линии связи включают в себя настройку конкурентного окна.

23. Прибор по п.19, в котором соревновательная схема доступа представляет собой схему множественного доступа с контролем несущей (CSMA).