СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ БИКОНОВ В СЕТЯХ НАПРАВЛЕННОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2015 года по МПК H04L1/16 H04B7/26 

Уровень техники

Быстрое увеличение количества мобильных, персональных и карманных устройств привело к резкому увеличению числа использований одноранговой (Р2Р) модели. Модель Р2Р характеризуется тем фактом, что любая станция (STA) может потенциально посылать сообщения беспроводной связи любой другой STA напрямую, без необходимости маршрутизации ее передач через специальную станцию, такую как точка доступа (АР).

Для поддержания таких использований Р2Р на уровне управления доступом к среде (MAC) возможны несколько сетевых архитектур. Например, централизованная архитектура, такая как набор базовых служб (BSS) инфраструктуры или персональный BSS (PBSS), может использовать их соответствующие центральные сетевые координаторы (АР и РСР, соответственно), чтобы организовать эти прямые звенья связи Р2Р. Эти архитектуры являются такими, как определено в стандарте Института инженеров по электротехнике (ШЕЕ) 802.11 для беспроводной локальной сети (WLAN).

Другой подход, обеспечиваемый стандартом IEEE 802.11 WLAN, называется независимым BSS (IBSS). Этот подход обеспечивает распределенную архитектуру, в которой нет никакого центрального координатора. Таким образом, IBSS обеспечивает для любой STA возможность связи напрямую с другой STA.

Существуют последствия, связанные с выбором централизованной или распределенной архитектуры. В централизованной архитектуре, соответствующей IEEE 802.11, только центральный координатор передает кадры биконов (синхрокадры), чтобы синхронизировать все станции STA в сетях. Однако в распределенной архитектуре, соответствующей IEEE 802.11, любая станция STA может передавать кадры биконов.

Растет интерес к сетям в миллиметровом диапазоне (например, 60 ГГц). Такие сети могут привести к широкому применению передач с использованием сформированной диаграммы направленности (направленных передач). Однако использование направленных передач при передаче биконов добавляет проблем. Например, вместо посылки конкретного бикона всего один раз, станции STA может понадобиться повторять бикон как многочисленные направленные передачи, чтобы в полной мере достигнуть покрытия передачей станции STA.

Краткое описание чертежей

На чертежах схожие ссылочные позиции обычно указывают идентичные, функционально схожие и/или структурно схожие элементы. Чертеж, на котором элемент появляется впервые, указывается крайней левой цифрой(-ами) в ссылочной позиции. Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1А и 1В - примеры способов передачи биконов;

фиг.2 - схема повторения передач биконов через многочисленные сектора передачи;

фиг.3 - пример рабочей среды;

фиг.4 - последовательность передач биконов в пределах периода времени, называемого временем бикона (ВТ);

фиг.5 - пример последовательности выполнения операций; и

фиг.6 и 7 - примеры реализации устройства.

Подробное описание

Варианты осуществления обеспечивают способы генерации биконов. Например, варианты осуществления могут установить некоторое время задержки, основываясь по меньшей мере на характеристике направленной передачи бикона устройства беспроводной связи. В свою очередь, варианты осуществления могут определить, принимается ли передача биконов от удаленного устройства в течение этого некоторого периода времени. Этот период времени начинается с запуска интервала бикона в распределенной сети беспроводной связи и имеет длительность времени задержки. Когда передача бикона не принимается от удаленного устройства в течение некоторого периода времени, после завершения такого периода времени могут посылаться одна или более направленных передач биконов.

Повсеместная ссылка в настоящем описании на "один из вариантов осуществления" или на "вариант осуществления" означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в сочетании с вариантом осуществления, вводится по меньшей мере в один вариант осуществления. Таким образом, появление выражений фраз "в одном из вариантов осуществления" или "в варианте осуществления" в различных местах повсеместно в настоящем описании не обязательно полностью относится к одному и тому же варианту осуществления. Дополнительно, конкретные признаки, структуры или характеристики могут объединяться любым соответствующим образом в одном или более вариантах осуществления.

Описанные здесь способы могут использоваться в различных типах сетей. К примерам таких сетей относятся беспроводные персональные сети (WPAN), соответствующие стандарту Института инженеров по электротехнике (ШЕЕ) 802.15, такие как сети Bluetooth. Кроме того, эти способы могут использоваться с беспроводными локальными сетями (WLAN) и сетями WiGig, соответствующими стандарту IEEE 802.11. Сети WiGig являются сетями в диапазоне 60 ГГц, определенными Wireless Gigabit Alliance (таким как редакция 1.0 Технических требований WiGig). К дополнительным примерам сетей относятся городские беспроводные сети по стандарту IEEE 802.16 (WMAN), такие как сети WiMAX. Сети WiMAX могут поддерживать направленные передачи через возможности формирования диаграммы направленности. Кроме того, описанные здесь способы могут использоваться в сетях миллиметрового диапазона (например, 60 ГГц). Эти сети представлены в качестве примеров и не как ограничения. Соответственно, описанные здесь способы могут использоваться с другими типами сетей.

Как описано выше, в централизованной архитектуре центральный координатор передает кадры биконов. Однако в распределенной архитектуре кадры биконов может передавать любая станция STA. Например, в IBSS по стандарту IEEE 802.11 станция STA передает кадр бикона в определенное время в пределах интервала бикона (BI), если она не принимает сначала кадр бикона от другой станции STA. Однако, если станция STA сначала принимает кадр бикона от другой STA в течение BI, станция STA отменяет свою запланированную передачу бикона на время продолжительности интервала бикона.

Примеры этих признаков показаны на фиг.1А и 1В. В частности, на фиг.1А представлен централизованный сетевой подход, в котором устройство 102 центрального координатора (например, РСР/АР) посылает передачи 103а-с биконов в пределах повторяющихся интервалов биконов (BI). Напротив, на фиг.1В представлен распределенный сетевой подход, в котором различные станции STA (STA 104а-с) соответственно посылают передачи 105а-с биконов в пределах повторяющихся интервалов биконов (BI).

Как обсуждалось выше, в сетях, использующих направленные передачи (например, в сетях миллиметрового диапазона или диапазона 60 ГГц), станции STA могут нуждаться в многократном повторении передачи бикона, чтобы покрыть в полной мере область покрытия передачей STA. На фиг.2 представлен пример такого повторения. В частности, на фиг.2 показана станция STA 202, посылающая повторные передачи 204a-f биконов в направлении секторов S1-S6, соответственно. Дополнительно, на схеме показываются эти передачи, отправляемые через сектора S1-S6 в последовательности по часовой стрелке. Фиг.2 предназначен для целей иллюстрации, но не ограничения. Таким образом, варианты осуществления не ограничиваются использованием секторов или показанной последовательностью. Фактически, может использоваться любой тип модели передачи (в любом количестве и/или в любой комбинации). Кроме того, среди таких моделей передачи может использоваться любая последовательность.

Обычно считается более простым принять централизованную архитектуру в сетях, которые используют такие периодически повторяющиеся процедуры передачи биконов. Как обсуждалось выше, в такой централизованной архитектуре только устройство центрального контроллера (например, РСР/АР) посылает передачи биконов. Соответственно, чтобы сохранить простоту разработки по освоению диапазона 60 ГГц, выполненные к настоящему времени, были, главным образом, сосредоточены на централизованной сетевой архитектуре. Однако, несмотря на обеспечение определенной степени упрощенности, централизованная архитектура обладает недостатками. Например, централизованная архитектура требует единой станции STA для координации сети и передачи биконов. Обеспечение такой функциональной возможности может быть затруднительным. Например, многие сценарии для диапазона 60 ГГц влекут за собой связи типа Р2Р, в которых участвуют станции STA с батарейным электропитанием. Таким образом, в таких сценариях потребности в энергии на единой станции STA, выполняющей такие координационные обязанности, могут быть чрезмерно обременительными.

Поэтому существует заинтересованность в улучшении распределенной архитектуры (такой как IBSS), так чтобы она работала в среде связи с формированием диаграммы направленности. Однако это представляет собой проблему, связанную с передачей биконов. Более подробно, использование существующих правил распределенной передачи биконов (смотрите следующий абзац) может заставить многочисленные станции STA передавать биконы в пределах одного и того же интервала бикона. Поэтому станции STA могут быть неспособны обнаруживать биконы друг друга из-за направленности передач.

Как пример, в технических требованиях IBSS IEEE 802.11 станция STA откладывает свою передачу биконов в пределах конкретного интервала биконов на случайное время задержки. Это случайное время задержки равномерно распределяется в диапазоне между нулем и максимальным значением диапазона, выраженным ниже в уравнении (1).

$$М\text{аксимальное}\text{значение }\text{диапазона}=\text{2}\times \text{aCWmin2 õ aCWmin}\times \text{ aSlotTime }\text{(1)}$$

В уравнении (1), aCWmin является минимальным целочисленным значением конкурентного окна (например, 31), и aSlotTime имеет порядок нескольких микросекунд (например, 9 мкс в IEEE 802.11а). В результате, в сетях по IEEE 802.11а станция STA делает в среднем задержку на 279 мкс, прежде чем передаст свой бикон (если она не приняла бикон от другой STA во время интервала бикона).

Однако в сетях диапазона 60 ГГц такие правила передачи биконов хорошо не работают. Это происходит потому, что STA может посылать многочисленные направленные передачи биконов (например, целых 64 направленных передач биконов в примерах реализаций). В результате, эти существующие способы не гарантируют, что в пределах каждого интервала бикона посылается только бикон одиночной станции STA в пределах каждого интервала бикона.

Таким образом, существуют недостатки, связанные со временами передачи биконов, основанными на длительности параметра времени слота (такого как параметр aSlotTime сети по IEEE 802.11а). Варианты осуществления обеспечивают способы генерации биконов для архитектур распределенных сетей, которые могут преодолевать такие недостатки. Например, варианты осуществления могут обеспечивать процедуры генерации биконов IBSS в миллиметровом диапазоне, которые основаны на времени бикона (ВТ). Эти способы могут использоваться в сетях, которые используют связь со сформированной диаграммой направленности. Пример такой сети показан на фиг.3. В частности, на фиг.3 показан пример рабочей среды 300. Эта среда содержит многочисленные равноправные устройства (также называемые STA) 302a-d. Хотя на фиг.3 показаны четыре станции STA, варианты осуществления могут содержать сети или среды, имеющие любое количество станций STA.

Устройства 302a-d вместе участвуют в распределенной сети 304. В вариантах осуществления распределенной сетью 304 может быть IBSS. Дополнительно, устройства 302a-d могут использовать направленные передачи беспроводной связи при осуществлении связи друг с другом. Например, на фиг.3 показано устройство 302b, посылающее направленные передачи 320a-f. Эти передачи могут содержать сигналы в миллиметровом диапазоне (например, 60 ГГц). Кроме того, направленные передачи 320a-f могут передавать одиночный бикон или единую последовательность данных.

Варианты осуществления, однако, этим не ограничиваются. Например, направленные передачи 320a-f могут передавать любую комбинацию одного или более биконов или последовательностей данных.

Как описано выше, варианты осуществления могут обеспечивать процедуры генерации биконов, основанные на времени бикона (ВТ). ВТ является временем, в течение которого станция STA (например, STA миллиметрового диапазона) передает свои многочисленные направленные передачи биконов. Например, ВТ является временным интервалом между началом первой направленной (например, в миллиметровом диапазоне) передачи биконов станцией STA в конкретном BI и концом последней передачи направленной передачи станцией STA биконов в том же самом BI.

Пример времени бикона показан на фиг.4. В частности, на фиг.4 показана последовательность направленных передач 402а-n биконов, передаваемых станцией STA 401. Как показано на фиг.4, начало первой передачи 402а биконов и конец последней передачи 402n биконов устанавливают границы ВТ.

Таким образом, при планировании передачи биконов станцией STA варианты осуществления могут учитывать многочисленные направленные передачи биконов. Сюда может входить определение временного параметра, называемого BTJLength (длина ВТ). BT_Length может генерироваться различными способами. Например, BT_Length может основываться на максимальном количестве направленных передач биконов, которое станция STA способна посылать. Альтернативно или дополнительно, BT_Length может основываться на том, сколько передач биконов будет передаваться станцией STA во время предстоящего ВТ. Ниже приводятся примеры подробностей, относящихся к генерации BT_Length.

Основываясь на BT_Length, может быть определено время задержки, которое указывает, когда STA имеет право отправить свои многочисленные направленные передачи биконов. Это время задержки может генерироваться случайным образом, так чтобы оно распределялось (например, равномерно) между нулем и максимальным значением диапазона, выраженным ниже в уравнении (2).

$$\text{Range Maximum}=\text{2 }\times \text{ aCWminMMwaveIBSS }\times \text{ BT\_Length}\text{ (2)}$$

В уравнении (2) aCWminMMwavelBSS является минимальным целочисленным значением конкурентного окна. Варианты осуществления, однако, не ограничиваются этим примером.

Как описано выше, BT_Length может основываться на максимальном количестве направленных передач биконов, которые могут посылаться станцией STA. Этот подход подходит для сценария наихудшего случая. Например, BT_Length может быть вычислена в соответствии с приведенным ниже уравнением (3).

$$\text{BT\_Length}=\text{MaxDirTransmissions (B\_Time}+\text{SBIFS) }\text{(3)}$$

В уравнении (3) MaxDirTransmissions является максимальным количеством направленных передач биконов станцией STA (например, количеством ее антенных элементов), B_Time является продолжительностью времени, которую занимает каждая направленная передача биконов и SBIFS является используемым межкадровым пространственным интервалом.

Как описано выше, время задержки может быть распределено случайным образом между нулем и максимальным значением, выраженным уравнением (2). Когда BT_Length определяется в соответствии с уравнением (3), может возникнуть поведение, подобное IBSS по стандарту 802.11а. Это происходит потому, что за длительный период времени каждая STA может передать одно и то же количество биконов и, следовательно, достигнуть равнодоступности с точки зрения, например, потребления энергии во время ВТ.

Однако, в качестве оборотной стороны, подход с определением BT_Length согласно уравнению (3) (при использовании параметров ШЕЕ 802.11а) может привести к времени задержки, которое будет неприемлемо длинным в большинстве ситуаций. Например, когда B_Time=80 мкс (250 байт при скорости 25 Мбит/с), MaxDirTransmissions=64, SBIFS=0 и aCWminMMwavelBSS=31, время средней задержки STA составит 159 миллисекунд.

Как описано выше, BT_Length может быть основана на том, сколько передач биконов станцией STA будет послано во время приходящего ВТ. Таким образом, максимальное число передач (например, количество направленных антенн) при этом подходе не рассматривается. Другими словами, если станция STA планирует передавать 4 направленных бикона в следующем ВТ (независимо от того, сколько элементов антенны она имеет), тогда (при этим подходе), ее BT_Length может вычисляться в соответствии с приведенным ниже уравнением 4.

$$\text{ÂÒ\_ Length}=\text{PlannedDirTransmissions }\times \text{ (B\_Time}+\text{SBIFS)}\text{ (4)}$$

В уравнении (4) PlannedDirTransmissions является запланированным количеством направленных передач биконов станцией STA для следующего ВТ, B_Time является продолжительностью времени, которое занимает каждая направленная передача бикона и SBIFS является используемым межкадровым пространственным интервалом.

При подходе согласно уравнению (4) (например, когда B_Time=80 мкс, PlannedDirTransmissions=4, SBIFS=0 и aCWminMMwaveIBSS=31) достигается время средней задержки или задержка 9.92 миллисекунд.

Таким образом, подход с определением BTJLength согласно уравнению (4) может быть более чем в 10 раз эффективнее, чем подход согласно уравнению (3). Однако, вопреки подходу уравнения (3), подход уравнения (4) не создает такое же поведение, как в IBSS по ШЕЕ 802.11а. Другими словами, он не создает такой же равнодоступности с точки зрения потребления энергии, поскольку STA, которая выполняет меньшее количество передач в течение ВТ, имеет более высокую вероятность передачи бикона первой. Следовательно, STA, которая передает 4 бикона за время ВТ, будет наиболее вероятно всегда передавать бикон раньше, чем STA, которая передает, например, 32 бикона.

Как выражено выше в уравнении (2), варианты осуществления случайным образом генерируют времена задержки, которые должны распределяться в пределах некоторого диапазона. Этот диапазон основан на минимальном параметре конкурентного окна, aCWminMMwaveIBSS. В вариантах осуществления этот параметр может равняться параметру aCWmin (то есть, 31), который используется в сетях по IEEE 802.11а. Однако это значение может давать в итоге средние времена задержки, которые довольно велики (например, 10 миллисекунд).

Стандарт IEEE 802.11а использует одно и то же минимальное значение конкурентного окна как для генерации биконов, так и для доступа к среде (например, для передач данных). Однако варианты осуществления могут использовать различное минимальное значение конкурентного окна (aCWminMMwaveIBSS) для генерации биконов. В вариантах осуществления минимальное значение конкурентного окна для генерации биконов (aCWminMMwaveIBBSS) может быть меньше, чем минимальное конкурентное окно, используемое для доступа к среде (aCWmin). В вариантах осуществления у aCWminMMwave и aCWmin могут иметь равные значения (например, 31). Альтернативно, aCWminMMwave и aCWmin могут иметь разные значения. Например, aCWminMMwave может составлять приблизительно одну шестую от aCWmin (например, aCWmin=31 и aCWminMMwave=5). Варианты осуществления, однако, не ограничиваются этими значениями или соотношениями.

Используя различные минимальные значения конкурентного окна для генерации биконов и доступа к среде, время задержки для IBSS в миллиметровом диапазоне можно быть значительно снижено (например, до нескольких миллисекунд или даже до микросекунд, когда требуется агрессивный подход). Кроме того, этот подход не наносит ущерба рабочим характеристикам. Это происходит потому, что равноправность не является главной целью в сетях миллиметрового диапазона, благодаря передачам со сформированной диаграммой направленности. Кроме того, в сетях миллиметрового диапазона может использоваться, главным образом, доступ с временным разделением. Дополнительно, количество устройств при использованиях в миллиметровом диапазоне обычно может быть относительно малым (приводя, таким образом, к низкой частоте конфликтов).

На фиг.5 представлен вариант осуществления блок-схемы последовательности выполнения операций логического потока. В частности, на фиг.5 представлен логический поток 500, который может представлять операции, выполняемые одним или более вариантами осуществления, описанными здесь. Эти операции описываются в контексте устройства (STA) беспроводной связи, работающего в IBSS миллиметрового диапазона. Варианты осуществления, однако, не ограничиваются этим контекстом. Хотя на фиг.5 показана конкретная последовательность, могут использоваться и другие последовательности. Кроме того, показанные операции могут выполняться в различных параллельных и/или последовательных комбинациях.

На этапе 502 STA устанавливает случайное время задержки для интервала бикона. Это случайное время задержки распределяется (например, распределяется равномерно) между нулем и максимальным значением диапазона. Максимальное значение диапазона может быть вычислено в соответствии с приведенным выше уравнением (2). Таким образом, максимальное значение диапазона может быть основано на параметре B_Time. Как описано выше, B_Time может генерироваться в соответствии с различными подходами.

При одном подходе, B_Time основано на максимальном количестве направленных передач биконов, которые может послать станция STA. Например, B_Time может быть основано на приведенном выше уравнении (3). При другом подходе, B_Time основано на количестве направленных передач, которые станция STA планирует послать в своем следующем биконе. Например, B_Time может быть определено на основе приведенного выше уравнения (4).

На этапе 504 начинается интервал бикона. В контексте сетей IEEE 802.11 это происходит в целевое время передачи бикона (ТВТТ). Основываясь на этом, на этапе 506, STA в IBSS миллиметрового диапазона приостанавливает обратный отсчет таймера(-ов) отсрочки передачи возврата для любых ожидающих передачи биконов немиллиметрового диапазона.

На этапе 508 станция STA ждет в течение случайного времени задержки. Сюда может входить обратный отсчет счетчика на STA, который устанавливается на время задержки, определенное на этапе 502.

На этапе 510 STA определяет, приняла ли она кадр бикона от другой STA в сети (например, от другой STA в той же самом IBSS, в которой STA является элементом) прежде, чем истекло случайное время задержки. В противном случае, процедура переходит к этапу 512. На этом этапе STA отправляет свой кадр бикона в миллиметровом диапазоне в форме одной или более направленных передач.

Однако, если на этапе 510 определено, что STA приняла такой кадр бикона до того, как истекло случайное время задержки, то тогда процедура переходит на этап 514. На этом этапе STA задерживает любые планы передачи биконов до последующего интервала бикона (например, следующего ТВТТ). Таким образом, фиг.5 указывает, что после блока 514 процедура может вернуться к этапу 502.

На фиг.6 представлена схема реализации 600, которая может быть введена в устройство беспроводной связи, такое как STA. Как показано на фиг.6, реализация 600 может содержать модуль 602 антенны, модуль 604 приемопередатчика, хост-модуль 606 и модуль 607 генерации бикона. Эти элементы могут быть реализованы как аппаратурное обеспечение, программное обеспечение или любая их комбинация.

Модуль 602 антенны предусматривает обмен сигналами беспроводной связи с удаленными устройствами. Кроме того, модуль 602 антенны может передавать сигналы беспроводной связи посредством одной или более диаграмм направленности излучения. Таким образом, модуль 602 антенны может содержать многочисленные антенны и/или многочисленные излучающие элементы (например, элементы излучения фазированной антенной решетки).

Подробности примеров реализации модуля 602 антенны описываются ниже со ссылкой на фиг.7.

На фиг.6 показано, что модуль 604 приемопередатчика содержит участок 608 передатчика, участок 610 приемника, управляющий модуль 612 и модуль 16 управления направлением. Эти элементы могут быть реализованы аппаратурным обеспечением, программным обеспечением или любой их комбинацией.

Модуль 604 приемопередатчика обеспечивает интерфейс между модулем 602 антенны и хост-модулем 606. Например, участок 608 передатчика внутри модуля 604 приемопередатчика принимает символы 620 от хост-модуля 606 и генерирует соответствующие сигналы 622 для беспроводной передачи модулем 602 антенны. Он может содержать такие операции, как модуляция, усиление и/или фильтрация. Однако могут использоваться и другие операции.

В отличие от передатчика участок 610 приемника внутри модуля 604 приемопередатчика получает сигналы 624, принятые модулем 602 антенны, и создает соответствующие символы 626. В свою очередь, участок 610 приемника подает символы 626 на хост-модуль 606 и модуль 607 генерации бикона. Эта генерация символов 626 может содержать такие операции, как (в частности) демодуляция, усиление и/или фильтрация.

Символы, которыми обмениваются хост-модуль 606 и модуль 604 приемопередатчика, могут формировать сообщения или информацию, связанную с одним или более протоколами и/или одним или более пользовательскими приложениями. Таким образом, хост-модуль 606 может выполнять операции, соответствующие такому протоколу(-ам) и/или пользовательскому приложению(-ям). К примерам протоколов относятся различные протоколы доступа к среде, сетевые протоколы, транспортные протоколы и/или протоколы сеансового уровня. Примерами пользовательских приложений являются телефония, обмен сообщениями, электронная почта, просмотр веб-страниц, прием/распределение контента (например, видео и аудио) и т.д.

Например, при посылке трафика, не связанного с биконами (например, данные), хост-модуль 606 может выполнять способы доступа сред, которые используют времена задержки или интервалы обратного отсчета. Эти времена или интервалы могут основываться по меньшей мере на минимальном значении конкурентного окна. Как описано здесь, это минимальное значение конкурентного окна (например, aCWmin) может отличаться от минимального конкурентного окна, используемого для передач биконов (например, aCWminMMwaveIBSS). Варианты осуществления, однако, не ограничиваются таким построением.

Кроме того, хост-модуль 606 может обмениваться информацией 640 с модулем 604 приемопередатчика. Эта управляющая информация может относиться к процедуре и состоянию модуля 604 приемопередатчика. Например, управляющая информация 640 может содержать директивы, которые хост-модуль 606 посылает модулю 604 приемопередатчика. Такие директивы могут устанавливать рабочие параметры/характеристики для модуля 604 приемопередатчика. Кроме того, управляющая информация 640 может содержать данные (например, оперативная информация о состоянии), которые хост-модуль 606 принимает от модуля 604 приемопередатчика.

Как описано выше, участок 608 передатчика генерирует сигналы 622 из символов 620, а участок 610 приемника генерирует символы 626 из принятых сигналов 624. Чтобы обеспечить такие функции, участок 608 передатчика и участок 610 приемника могут каждый содержать различные компоненты, такие как модуляторы, демодуляторы, усилители, фильтры, буферы, преобразователи вверх по частоте и/или преобразователи вниз по частоте. Такие компоненты могут быть реализованы как аппаратурное обеспечение (например, электронные устройства), программное обеспечение или любая их комбинация.

Сигналы 622 и 624 могут иметь различные форматы. Например, эти сигналы могут быть форматированы для передачи в сетях по стандартам IEEE 802.11, IEEE 802.15, WiGig и/или ШЕЕ 802.16. Однако могут использоваться варианты осуществления, которые не ограничиваются этими примерами сетей.

Управляющий модуль 612 управляет различными операциями модуля 604 приемопередатчика. Например, управляющий модуль 612 может устанавливать рабочие характеристики участка 608 передатчика и участка 610 приемника. Такие характеристики могут содержать (в частности) синхронизацию, усиление, свойства модуляции/демодуляции и т.д. Как показано на фиг.6, установление таких характеристик может быть осуществлено в директивах 628 и 630, которые посылаются на участок 608 передачи и на участок 610 приемника, соответственно. Кроме того, управляющий модуль 612 управляет использованием функций направленной передачи. В частности, на фиг.6 показан управляющий модуль 612, создающий директивы 634, посылаемые модулю 616 управления направлением. Основываясь на директивах 634, модуль 616 управления направлением создает параметры 642 конфигурации, которые посылаются на модуль 602 антенны.

Параметры 642 конфигурации могут определять конкретные параметры, которые должны применяться к каждой антенне и/или излучающему элементу внутри модуля 602 антенны. Примерами таких параметров являются (в частности) коэффициенты усиления, коэффициенты затухания и/или величины сдвига фаз. В вариантах осуществления параметры 642 конфигурации содержат многочисленные наборы параметров. Каждый из этих наборов содержит один или более параметров для модели направленной передачи, определенной в последовательности направленных передач. В координации с этим, участок 608 передатчика может создавать (в сигналах 622) многократные передачи (например, один раз для каждой направленной передачи). Это создание передач может синхронизироваться с использованием модулем 602 антенны параметров 642 конфигурации.

Модуль 607 генерации бикона генерирует биконы в соответствии с описанными здесь способами. Как показано на фиг.6, модуль 607 генерации бикона содержит модуль 614 определения интервала задержки, модуль 617 таймера, модуль 618 принятия решения и модуль 619 создания биконов. Эти элементы могут быть осуществлены в любой комбинации аппаратурного обеспечения и/или программного обеспечения.

Модуль 614 определения интервала задержки определяет время задержки, которое должно использоваться во время интервала бикона. Это время задержки может создаваться в соответствии с описанными здесь способами. В свою очередь, модуль 617 таймера устанавливает период времени с продолжительностью времени задержки. Этот период времени начинается в начале интервала бикона (например, в ТВТТ).

Как описано выше, модуль 607 генерации бикона принимает символы 626. Поскольку эти символы соответствуют сигналам, принятым модулем 602 антенны, модуль 618 принятия решения определяет из этих символов, был ли бикон от другого устройства (например, от устройства в той же самой IBSS) принят во время периода времени, установленного модулем 617 таймера. Таким образом, модуль 618 принятия решения может содержать логику управления для идентификации биконов. Такая логика управления может быть осуществлена в любой комбинации аппаратурного обеспечения (например, электрическая схема) и/или программного обеспечения.

Если модуль 618 принятия решения определяет, что никакой бикон не был принят в течение этого периода времени, то модуль 619 создания бикона создает бикон 650 после завершения периода времени. В свою очередь, бикон посылается на участок 608 передатчика для беспроводной передачи (как сигналы 622) через модуль 602 антенны. Как описано здесь, эта беспроводная передача может содержать многочисленные направленные передачи. Такие многочисленные передачи могут координироваться через модуль 616 управления направлением и участок 608 передатчика.

Однако, если бикон принимается в течение этого периода времени, то модуль 607 создания бикона задерживает любые усилия по передаче биконов до последующего (например, следующего) интервала бикона.

На фиг.7 представлен пример реализации модуля 602 антенны. Как показано на фиг.7, эта реализация содержит многочисленные излучающие элементы 702а-n, многочисленные узлы 704а-n обработки, модуль 706 разделителя и интерфейсный модуль 708.

Эти элементы могут быть осуществлены аппаратурным обеспечением, программным обеспечением или любой их комбинацией.

Каждый элемент 702 излучения может быть отдельной антенной. Альтернативно или дополнительно, каждый излучающий элемент 702 может быть излучающим элементом внутри фазированной антенной решетки или антенной с коммутируемым лучом. Таким образом, вместе излучающие элементы 702а-n могут сформировать любую комбинацию одной или более различных антенн, одну или более фазированных антенных решеток и/или одну или более антенн с коммутацией луча. Как показано на фиг.7, каждый из излучающих элементов 702а-n связываются с соответствующим узлом 704а-n обработки.

Как показано в фиг.7, модуль 706 разделителя принимает сигнал 622 (который создается модулем 604 приемопередатчика, показанным на фиг.6). После приема модуль 706 разделителя "разделяет" сигнал 622, по существу, на идентичные входные сигналы 720а-n. Это разделение может происходить с определенной степенью вносимых потерь. Кроме того, модуль 706 разделителя может выполнять определенные операции, такие как усиление и/или фильтрация. Входные сигналы 720а-n посылаются на узлы 704а-n обработки, соответственно.

Узлы 704а-n обработки создают обработанные сигналы 722а-n из входных сигналов 720а-n, соответственно. В свою очередь, обработанные сигналы 722а-n посылаются на излучающие элементы 702а-n, соответственно. В создании обработанных сигналов 722а-n узлы 704а-n обработки могут выполнять различные операции над входными сигналами 720а-n.

Примеры таких операций, выполняемых узлами 704а-n обработки, содержат (в частности), затухание, усиление и/или фазовое смещение. Коммутация является примером дополнительной операции. Например, один или больше узлов 704а-n обработки может выборочно пропускать или блокировать прохождение своего соответствующего входного сигнала(-ов) 720. Таким образом, когда входной сигнал 720 блокируется, его соответствующий выходной сигнал 722 может быть сигналом с нулевой энергией (нулевым). Способ, при котором узлы 704а-n обработки создают обработанные сигналы 722а-n, определяется, соответственно, управляющими сигналами 724а-n. Таким образом, эти сигналы могут транспортировать коэффициенты затухания, коэффициенты усиления, величины фазового сдвига, переключения директив и т.д.

В вариантах осуществления управляющие сигналы 724а-n вводятся в параметры 642 конфигурации, которые принимаются интерфейсным модулем 708. Эти параметры могут приниматься в различных форматах (например, аналоговый, цифровой, последовательный, параллельный и т.д.). Интерфейсный модуль 708 извлекает эти параметры и форматирует их в качестве управляющих сигналов 724а-n. Как описано выше, управляющие сигналы 724а-n посылаются на узлы 704а-n обработки, соответственно.

Реализация, приведенная на фиг.7, показана для целей иллюстрации и не создает ограничений. Соответственно, реализации модуля 702 антенны могут содержать другие элементы. Например, реализации могут содержать один или более усилителей и/или фильтров. Такой усилитель(-и) и/или фильтры могут связываться друг с другом и вставляться между узлами 704а-n обработки и излучающими элементами 702а-n.

Широковещательный сценарий теперь описывается со ссылкой на фиг.6 и 7. В этом сценарии каждый из излучающих элементов 702а-n является антенной со своей конкретной диаграммой направленности излучения. Например, диаграммы направленности излучающих элементов 702а-n могут должным образом соответствовать многочисленным секторам передачи, таким как сектора S1-S6 на фиг.2.

Соответственно, в этом сценарии, узлы 704а-n обработки действуют как коммутирующие узлы, которые могут пропускать или блокировать прохождение входных сигналов 720а-n, соответственно. Как описано выше, узлы 704а-n обработки управляются управляющими сигналами 724а-n, соответственно. В этом случае, эти управляющие сигналы транспортируют двоичные коммутирующие команды (например, переключая в открытое или закрытое состояние).

Так как каждому из излучающих элементов 702а-n соответствует своя диаграмма направленности излучения, управляющие сигналы 724а-n могут последовательно выбрать один из узлов 704а-n обработки для открывания, оставляя остальные узлы обработки закрытыми. Таким образом, посредством этого примера способа выбора только один из излучающих элементов 702а-n излучает сигнал в данный момент.

Как здесь описано, различные варианты осуществления могут быть осуществлены используя элементы аппаратурного обеспечения, элементы программного обеспечения или любую их комбинацию. К примерам элементов аппаратурного обеспечения относятся процессоры, микропроцессоры, схемы, элементы схем (например, транзисторы, резисторы, конденсаторы, индуктивности и т.д.), интегральные схемы, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические устройства (PLD), цифровые сигнальные процессоры (DSP), программируемая потребителем логическая матрица (FPGA), логические вентили, регистры, полупроводниковое устройство, чипы, микрокристаллы, чипсеты и т.д.

К примерам программного обеспечения могут относиться компоненты программного обеспечения, программы, приложения, компьютерные программы, программы приложений, системные программы, машинные программы, программное обеспечение операционной системы, промежуточное программное обеспечение, встроенные программы, программные модули, стандартные программы, подпрограммы, функции, способы, процедуры, интерфейсы программного обеспечения, программные интерфейсы приложений (API), наборы команд, управляющая программа, компьютерная управляющая программа, сегменты кода, сегменты управляющей программы, слова, значения, символы или любая их комбинация.

Некоторые варианты осуществления могут быть осуществлены, используя, например, машиночитаемую среду или изделие, которое может хранить команду или набор команд, которые, если исполняются машиной, могут заставить машину выполнять способ и/или операцию в соответствии с вариантами осуществления. К таким машинам может, например, относиться любая соответствующая процессорная платформа, вычислительная платформа, вычислительное устройство, устройство обработки, вычислительная система, система обработки, компьютер, процессор и т.п., и такая машина может быть осуществлена, используя любую соответствующую комбинацию аппаратурного обеспечения и/или программного обеспечения.

Считываемый машиной носитель или изделие может содержать, например, любой соответствующий тип блока памяти, запоминающего устройства, запоминающее изделие, носитель памяти, устройство хранения данных, изделие для хранения данных, носитель данных и/или блок запоминающего устройства, например память, съемный или несъемный носитель, стираемый или нестираемый носитель, записываемый или перезаписываемый носитель, цифровой или аналоговый носитель, жесткий диск, дискета, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), записываемый компакт-диск (CD-R), перезаписываемый компакт-диск (CD-RW), оптический диск, магнитные материалы, магнитооптические носители, съемные карты памяти или диски, различные типы цифрового универсального диска (DVD), лента, кассета и т.п. Команды могут содержать любой соответствующий тип кода, такой как исходный код, компилированный код, интерпретированный код, исполняемый код, статический код, динамический код, зашифрованный код и т.п., осуществляемый путем использования любого соответствующего высокоуровневого, низкоуровневого, объектно-ориентированного, визуального, компилированного и/или интерпретированного языка программирования.

Хотя выше были описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что они были представлены только для примера, а не для создания ограничений.

Соответственно, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что здесь могут произведены различные изменения в форме и деталях, не отступая от сущности и объема изобретения. Таким образом, сущность и объем настоящего изобретения не должны ограничиваться ни одним из описанных выше примеров вариантов осуществления, а должны определяться только в соответствии со следующей формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат - повышение точности при направленной передаче биконов. Для этого в способах генерации биконов устанавливают время задержки, основываясь, по меньшей мере, на характеристике направленной передачи бикона устройства беспроводной связи. Кроме того, в способах генерации биконов определяют, принята ли передача бикона от удаленного устройства в течение некоторого периода времени. Этот период времени начинается в начале интервала бикона в распределенной сети беспроводной связи и имеет продолжительность времени задержки. Когда передача бикона не принимается от удаленного устройства в течение определенного периода времени, после завершения определенного периода времени могут быть посланы одна или более направленных передач биконов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ для передачи биконов в сетях направленной беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
устанавливают время задержки, причем время задержки основывается по меньшей мере на характеристике направленной передачи бикона устройства беспроводной связи;
определяют, принята ли передача бикона от удаленного устройства во время некоторого периода времени, причем период времени начинается в начале интервала бикона в распределенной сети беспроводной связи и такой период времени имеет продолжительность, равную времени задержки,
в котором максимальное значение основано по меньшей мере на максимальном количестве направленных передач биконов, которое устройство беспроводной связи способно отправить или
в котором максимальное значение основано по меньшей мере на некотором количестве направленных передач биконов, которые устройство беспроводной связи планирует послать в пределах интервала бикона; и
когда передача бикона не принята от удаленного устройства в течение такого периода времени, то после завершения такого периода времени устройство беспроводной связи посылает одну или более направленных передач биконов.

2. Способ по п.1, в котором установка времени задержки содержит случайно генерируемое время задержки, значение которого должно быть между нулем и максимальным значением.

3. Способ по п.2:
в котором максимальное значение основано по меньшей мере на первом минимальном значении конкурентного окна, которое является первым минимальным значением конкурентного окна для биконов; и
в котором первое минимальное значение конкурентного окна отличается от второго минимального значения конкурентного окна, второго минимального значения конкурентного окна для доступа к среде не на основе биконов.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
устройство беспроводной связи воздерживается от посылки любых передач биконов во время интервала бикона, когда передача бикона принимается от удаленного устройства во время определенного периода времени.

5. Способ по п.1, в котором одна или более направленных передач биконов являются передачами беспроводной связи в миллиметровом диапазоне.

6. Способ по п.1, в котором начало интервала бикона является целевым временем передачи бикона (ТВТТ).

7. Способ по п.1, в котором распределенная сеть беспроводной связи является независимым набором базовых служб (Independent Basic Service Set, IBSS).

8. Устройство для передачи биконов в сетях направленной беспроводной связи, содержащее:
модуль генерации бикона для установки времени задержки, основываясь по меньшей мере на характеристике направленной передачи устройства, и создания бикона, когда передача бикона не принимается от удаленного устройства в течение некоторого периода времени, в котором период времени начинается в начале интервала бикона в распределенной сети беспроводной связи и имеет продолжительность, равную времени задержки,
в котором максимальное значение основывается по меньшей мере на максимальном количестве направленных передач биконов, которое устройство способно послать или
в котором максимальное значение основывается по меньшей мере на нескольких направленных передачах биконов, которые устройство планирует посылать в пределах интервала бикона; и
множество излучающих элементов, чтобы посредством беспроводных технологий передавать бикон в двух или более направленных передачах в пределах интервала бикона.

9. Устройство по п.8, в котором модуль генерации бикона должен случайным образом генерировать время задержки, которое должно быть между нулем и максимальным значением.

10. Устройство по п.8, в котором начало интервала бикона является целевым временем передачи бикона (ТВТТ).

11. Устройство по п.8, в котором распределенная сеть беспроводной связи является независимым набором основных служб (IBSS).

12. Устройство по п.8:
в котором модуль генерации бикона должен генерировать время задержки, основываясь по меньшей мере на первом минимальном значении конкурентного окна, первом минимальном значении конкурентного окна для биконов; и
в котором первое минимальное значение конкурентного окна отличается от второго минимального значения конкурентного окна, второго минимального значения конкурентного окна для среды доступа, не связанной с биконом.

13. Изделие для передачи биконов в сетях направленной беспроводной связи, содержащее машинодоступную среду, на которой хранятся команды, которые при их исполнении машиной заставляют машину:
установить время задержки, определенное время задержки, основываясь по меньшей мере на характеристике передачи направленного бикона устройства беспроводной связи;
случайным образом генерировать время задержки, которое должно быть между нулем и максимальным значением, причем максимальное значение основывается по меньшей мере на максимально возможном количестве направленных передач биконов, или случайным образом генерировать время задержки, которое должно быть между нулем и максимальным значением, причем максимальное значение основывается по меньшей мере на планируемом количестве направленных передач биконов;
определить, принята ли передача бикона от удаленного устройства в течение некоторого периода времени, причем такой период времени начинается в начале интервала бикона в распределенной сети беспроводной связи и такой период времени имеет продолжительность, равную времени задержки; и
когда передача бикона не принимается от удаленного устройства во время такого периода времени, отправить одну или более направленных передач биконов после завершения такого периода времени.

14. Изделие по п.13, дополнительно содержащее команды, которые при их исполнении заставляют машину:
воздержаться от посылки любых передач биконов в течение интервала бикона, когда передача бикона принята от удаленного устройства в течение определенного периода времени.