СВОЙСТВЕННАЯ УПРАВЛЕНИЮ ДОСТУПОМ К СРЕДЕ ПОДДЕРЖКА ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ Российский патент 2015 года по МПК H04B7/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Варианты осуществления в данном документе нацелены на область техники связи. Более конкретно, варианты осуществления относятся к способам, устройствам и системам, которые обеспечивают поддержку в управлении доступом к среде (MAC) для действий по формированию диаграммы направленности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Аспекты вариантов осуществления станут очевидными после прочтения последующего подробного описания и при обращении к прилагаемым чертежам, на которых аналогичные условные обозначения могут указывать аналогичные элементы:

Фиг.1A иллюстрирует вариант осуществления беспроводной локальной сети (WLAN), которая может обеспечивать свойственную MAC поддержку для действий по формированию диаграммы направленности;

Фиг.1B показывает блок-схему устройства, которое может обеспечивать свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности;

Фиг.1С показывает систему беспроводной связи, которая может обеспечивать свойственную МАС поддержку формирования диаграммы направленности;

Фиг.2A иллюстрирует множество антенных секторов, обеспечиваемых антенной решеткой станции;

Фиг.2B иллюстрирует часть антенной решетки;

Фиг.3 иллюстрирует то, из чего может состоять типичный обмен кадрами между станциями для протокола формирования диаграммы направленности в традиционной системе;

Фиг.4 иллюстрирует одну возможную структуру или компоновку поля формирования диаграммы направленности;

Фиг.5A иллюстрирует один функциональный пример того, как вариант осуществления может передавать кадр SIFS ответа управления после конца развертки кадров ответа проверки;

Фиг.5B иллюстрирует другой функциональный пример, когда передачей кадров ответа управления являются RTS/CTS кадры; и

Фиг.6 иллюстрирует способ для обеспечения свойственной MAC поддержки формирования диаграммы направленности.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приводится подробное описание вариантов осуществления, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах. Подробное описание приводится с такими подробностями, чтобы безусловно передать варианты осуществления. Тем не менее, предлагаемое количество подробностей не предназначено ограничивать возможные вариации вариантов осуществления. Наоборот, оно предназначено для того, чтобы охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы соответствующие сущности и объему вариантов осуществления, задаваемые прилагаемой формулой изобретения.

Электронные устройства, такие как персональные компьютеры, сотовые телефоны, персональные цифровые секретари (PDA) могут использовать стандарты беспроводной персональной сети (WPAN) и беспроводной локальной сети (WLAN) для связи друг с другом и с периферийными устройствами. Некоторые стандарты задают то, как WPAN и WLAN могут быть структурированы и как они могут работать. Примерными стандартами являются Bluetooth® (BT) 1.2, спецификации Союза гигабитных беспроводных технологий, и стандарты Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) Std 802.15.3 и IEEE 802.11.

Во всем нижеприведенном подробном описании используется термин "формирование диаграммы направленности (BF)". Формирование диаграммы направленности может, в общем, интерпретироваться как технология использования нескольких антенных элементов, чтобы придать пространственную форму излученным электромагнитным волнам, передаваемым из устройства беспроводной связи. Устройство связи может использовать любой из множества различных способов для того, чтобы фокусировать, концентрировать или "излучать по диаграмме направленности" энергию в приемное устройство. Устройство связи может фокусировать передаваемую энергию, например, посредством регулирования или управления абсолютной величиной и фазой сигналов, передаваемых из отдельных антенных элементов антенной решетки. Аналогично, приемное устройство также может управлять одним или более из различных антенных элементов антенной решетки, чтобы концентрировать принимаемый сигнал. Такие действия по формированию диаграммы направленности могут требовать от передающих и приемных устройств выполнения зондирования канала, чтобы оптимизировать форму и направление диаграммы направленности.

В целом, рассматриваются способы, устройства и системы, которые обеспечивают свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности. Вариантом осуществления системы может быть мобильное вычислительное устройство, к примеру, переносной компьютер с поддержкой беспроводной связи, такой как интегрированная беспроводная сетевая карта. Сетевая карта переносного компьютера может передавать и принимать различные типы данных кадров с использованием одной или более технологий формирования диаграммы направленности.

После установления линии связи с другим устройством беспроводной связи и регулирования одного или более параметров линии связи с использованием технологий формирования диаграммы направленности, переносной компьютер может распознавать то, что качество линии связи ухудшается. Вместо необходимости повторно устанавливать новую линию связи с использованием выделенных BF кадров и традиционного (предшествующего уровня техники) BF протокола, варианты осуществления, описанные в данном документе, могут взамен передавать информацию формирования диаграммы направленности в различных типах кадров, что обеспечивает возможность устройствам беспроводной связи более эффективно регулировать параметры формирования диаграммы направленности. Например, устройства могут включать информацию формирования диаграммы направленности в кадры управления и кадры данных и передавать эти кадры способом секторной развертки. Приемник может выяснить, что передатчик запрашивает изменение одного или более значений формирования диаграммы направленности, и отреагировать соответствующим образом.

Вариант осуществления способа может включать в себя определение, посредством первого устройства беспроводной связи, к примеру, станции, значения обратного отсчета, связанного с числом кадров, которые должны быть переданы из множества антенн. Посредством передачи нескольких кадров, к примеру, посредством передачи нескольких кадров управления или нескольких кадров данных способом секторной развертки, станция может обеспечивать регулирование одного или более параметров или значений формирования диаграммы направленности. Параметры формирования диаграммы направленности могут быть предназначены для первой станции и/или для второй станции беспроводной сети. При передаче нескольких кадров первая станция может компоновать несколько значений для поля формирования диаграммы направленности кадра. Значения могут быть связаны с регулированием и включать в себя значение обратного отсчета. Первая станция может передавать кадр из первой станции, включающий в себя несколько значений поля формирования диаграммы направленности.

Вариант осуществления устройства может содержать передатчик, антенную решетку и модуль формирования кадров. Антенная решетка может быть выполнена с возможностью избирательно передавать кадры управления в секторах рядом с устройством. Модуль формирования кадров может быть коммуникативно соединен с передатчиком и формировать кадры управления. Кадры управления могут иметь поле формирования диаграммы направленности со значениями формирования диаграммы направленности. Значения формирования диаграммы направленности могут обеспечивать возможность устройству выполнять действия по формированию диаграммы направленности.

Другой вариант осуществления устройства может содержать антенные элементы, выполненные с возможностью передавать данные, через формирование диаграммы направленности, во множество секторов рядом с устройством. Устройство включает в себя модуль формирования диаграммы направленности, соединенный с множеством антенных элементов. Модуль формирования диаграммы направленности может управлять одним или более антенными элементами таким образом, чтобы избирательно передавать данные в отдельные секторы. Модуль формирования кадров устройства может формировать кадры данных, кадры администрирования и кадры управления. Такие кадры могут формировать данные, которые должны быть переданы. В случае кадров, модуль формирования кадров может быть выполнен с возможностью включать поле формирования диаграммы направленности во множество кадров.

Альтернативный вариант осуществления системы может содержать антенную решетку, модуль формирования диаграммы направленности, передатчик, приемник и процессор. Модуль формирования диаграммы направленности может быть соединен с антенной решеткой и управлять антенной решеткой, чтобы передавать кадры во множество секторов около системы. Модуль формирования диаграммы направленности также может управлять антенной решеткой, чтобы передавать кадры в один сектор из множества. Процессор может быть соединен с приемником и передатчиком. Процессор может принимать кадры, передаваемые по меньшей мере в одну антенну антенной решетки, или передавать кадры в передатчик для передачи. Процессор включает в себя модуль формирования кадров, который формирует кадры. Модуль формирования кадров вставляет значения формирования диаграммы направленности в поля кадров. Значения формирования диаграммы направленности обеспечивают возможность устройству, которое принимает кадры, выполнять обучающие действия, связанные с формированием диаграммы направленности.

Различные варианты осуществления, раскрытые в данном документе, могут быть использованы во множестве вариантов применения. Некоторые варианты осуществления могут быть использованы в сочетании с различными устройствами и системами, например, передатчиком, приемником, приемопередатчиком, приемным/передающим устройством, станцией беспроводной связи, устройством беспроводной связи, беспроводной точкой доступа (AP), центральной точкой (PCP), модемом, беспроводным модемом, персональным компьютером (PC), настольным компьютером, мобильным компьютером, переносным компьютером, ноутбуком, планшетным компьютером, серверным компьютером, карманным компьютером, карманным устройством, персональным цифровым секретарем (PDA), карманным PDA-устройством, сетью, беспроводной сетью, локальной сетью (LAN), беспроводной LAN (WLAN), общегородской сетью (MAN), беспроводной MAN (WMAN), глобальной сетью (WAN), беспроводной WAN (WWAN), устройствами и/или сетями, работающими в соответствии с существующими стандартом IEEE 802.16e, 802.20, стандартом долгосрочного развития (LTE) 3GPP и т.д. и/или будущими версиями и/или усовершенствованиями стандарта долгосрочного развития (LTE) для вышеупомянутых стандартов, персональной вычислительной сетью (PAN), беспроводной PAN (WPAN), модулями и/или устройствами, которые являются частью вышеуказанных WLAN- и/или PAN- и/или WPAN-сетей, системами односторонней и/или двусторонней радиосвязи, системами сотовой радиотелефонной связи, сотовым телефоном, беспроводным телефоном, устройством по стандарту системы персональной связи (PCS), PDA-устройством, которое включает в себя устройство беспроводной связи, приемопередатчиком или устройством со многими входами и многими выходами (MIMO), приемо-передатчиком или устройством с одним входом и многими выходами (SIMO), приемо-передатчиком или устройством со многими входами и одним выходом (MISO), приемо-передатчиком или устройством на основе цепочки из нескольких приемных устройств (MRC), приемо-передатчиком или устройством, имеющим технологию "интеллектуальной антенны" или многоантенную технологию, и т.п.

Некоторые варианты осуществления могут быть использованы в сочетании с одним или более типами сигналов и/или систем беспроводной связи, например, радиочастотным (RF) сигналом, инфракрасным (IR) сигналом, мультиплексированием с частотным разделением (FDM), ортогональным FDM (OFDM), множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFDMA), мультиплексированием с временным разделением (TDM), множественным доступом с временным разделением (TDMA), расширенным TDMA (E-TDMA), множественным доступом с кодовым разделением (CDMA), модуляцией с несколькими несущими (MDM), дискретной многотональной модуляцией (DMT), технологией Bluetooth (RTM), ZigBee (TM) и т.п. Варианты осуществления могут быть использованы и в различных других установках, устройствах, системах и/или сетях.

Обращаясь теперь к чертежам, Фиг.1A иллюстрирует вариант осуществления беспроводной локальной сети (WLAN 100), которая может обеспечивать свойственную MAC поддержку для действий по формированию диаграммы направленности в различных типах устройств связи. Например, одна или более станций WLAN 100 могут осуществлять связь через полосу 60 гигагерц (ГГц) и использовать одну или более технологий формирования диаграммы направленности. Следует принимать во внимание, что в различных примерных вариантах осуществления могут использоваться различные типы локальных вычислительных сетей для передачи данных и приема данных из сетевых станций с использованием технологий формирования диаграммы направленности. Например, в альтернативном варианте осуществления, WLAN может вместо этого содержать сеть по стандарту IEEE 802.11, беспроводную персональную сеть (WPAN), сеть по стандарту общей службы пакетной радиопередачи (GPRS), сеть по стандарту глобальной системы мобильной связи (GSM), сеть со множественным доступом с кодовым разделением (CDMA), сеть Bluetooth® или другую подходящую беспроводную сеть.

Как показано на Фиг.1A, WLAN 100 включает в себя систему 102 распространения, станции 104 и 110, предоставляемые в первом базовом наборе служб (BSS) 112, имеющие идентичную базовую службу, и станции 106, 120 и 1300, предоставляемые во втором базовом наборе служб (BSS) 122, имеющие идентичную базовую службу. Например, станции 110 и 104 могут содержать сетевые станции, предоставляемые в соте под общей координирующей функцией, причем одна из станций предоставляет доступ к системе 102 распространения, являющейся точкой доступа (AP) к базовому набору служб. Аналогично, станции 106, 120 и 130 могут содержать сетевые станции, предоставляемые в соте под общей координирующей функцией, причем одна из станций предоставляет доступ к системе 102 распространения, являющейся точкой доступа (AP) ко второму базовому набору служб. Станции 104, 110, 106, 120 и 130 вместе с системой 102 распространения могут формировать расширенный набор служб (ESS), причем все эти станции могут осуществлять связь друг с другом без участия объектов за рамками MAC архитектуры 802.11. Следует принимать во внимание, что любая из станций WLAN 100, которые не являются точками доступа, может содержать мобильные станции.

Дополнительно, следует принимать во внимание, что станции 104, 110, 106, 120 и 130 могут подключаться к другим устройствам и/или сетям, с которыми станции могут осуществлять связь. Например, BSS 112 и/или BSS 122 могут содержать периферийные устройства и дополнительные сетевые устройства в альтернативных вариантах осуществления. Кроме того, хотя Фиг.1A показывает только пять станций в WLAN 100, следует принимать во внимание, что альтернативный вариант осуществления может включать в себя более пяти станций. Т.е. следует принимать во внимание, что в альтернативных вариантах осуществления BSS 112 или BSS 122 могут включать в себя больше число станций. Как проиллюстрировано, одна или более станций в BSS 122 могут обеспечивать свойственную MAC поддержку для формирования диаграммы направленности и отслеживания диаграммы направленности для повышения рабочих характеристик WLAN 100.

Как показано на Фиг.1A, станции 104 и 106 также являются точками доступа (AP), которые предоставляют доступ к системе 102 распространения посредством базовых наборов служб, BSS 112 и BSS 122, соответственно. Система 102 распространения обеспечивает возможность поддержки мобильной сетевой станции для мобильных сетевых станций 110 и 120 посредством предоставления логических услуг, необходимых для того, чтобы обрабатывать отображение адресов в пункты назначения и для плавной интеграции нескольких базовых наборов служб. Данные могут перемещаться между базовыми наборами служб, BSS 112 и BSS 122, и системой 102 распространения через точки доступа. В соответствии с этими вариантами осуществления, поскольку точки доступа также являются станциями (104 и 106), они являются адресуемыми объектами. Следует принимать во внимание, что, хотя Фиг.1A показывает базовые наборы служб BSS 112 и BSS 122 как два отдельных набора, в соответствии с различными примерными вариантами осуществления базовые наборы служб могут частично перекрываться, физически разделяться или физически совмещаться.

Станция 106 может использовать антенную решетку 107 для связи в одной или более станций, к примеру, в станции 120 или станции 130, через один или более антенных секторов. Например, станция 106 может использовать антенную решетку 107 для связи со станцией 120 через антенную решетку 119 или для связи со станцией 130 через антенную решетку 129. Одна из станций, к примеру, станция 106 может выступать в качестве сетевого координатора (к примеру, персональной центральной точки BSS или PCP), чтобы координировать обмен данными между станциями 106, 120 и 130 и управлять доступом к беспроводной среде. При функционировании в качестве сетевого координатора станция 106 может передавать в широковещательном режиме кадр маякового сигнала, который указывает длину интервала маякового сигнала, в течение которого должна осуществляться связь. Кадр маякового сигнала может приниматься различными станциями BSS 122, тем самым сообщая станциям о том, когда должен иметь место следующий интервал маякового сигнала. В некоторых вариантах осуществления, следующий интервал маякового сигнала может быть идентифицирован посредством передачи маяковых сигналов.

Различные станции BSS 122 могут поддерживать одну или более технологий формирования диаграммы направленности (BF), которые передают фокус энергии во множестве различных направлений или секторов. BF дает возможность паре станций достигать требуемого энергетического потенциала линии связи для последующей связи. Например, станция 106 и станция 120 могут использовать формирование диаграммы направленности через антенные решетки, чтобы устанавливать и настраивать линию связи между этими двумя станциями. Чтобы подробнее проиллюстрировать принцип формирования диаграммы направленности и подготовить к описанию того, как вариант осуществления может обеспечивать свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности, вкратце обратимся к Фиг.2A и 2B.

Фиг.2A иллюстрирует множество антенных секторов 201-212, обеспечиваемых антенной решеткой станции, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Например, антенная решетка 107 может быть выполнена с возможностью избирательно передавать сигнал в одном из антенных секторов. Другими словами, антенная решетка 107 может фокусировать или направлять передаваемую энергию во время передачи в одном направлении, к примеру, в направлении антенного сектора 203 и затем управлять антенным элементом, чтобы принудительно фокусировать или направлять передаваемую энергию в другом направлении, к примеру, в направлении антенного сектора 204.

Хотя Фиг.2A показывает только двенадцать антенных секторов (201-212) для одного варианта осуществления, альтернативные варианты осуществления могут поддерживать формирование диаграммы направленности с меньшим или большим числом антенных секторов. Например, в некоторых вариантах осуществления антенная решетка может иметь возможность фокусировать энергию передачи в 24 различных секторах, в 48 секторах или даже большем числе антенных секторов.

Фиг.2B иллюстрирует часть 222 антенной решетки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В этих вариантах осуществления, часть 222 может быть частью антенной решетки, такой как антенная решетка 107 для станции 106, антенная решетка 119 для станции 120 или антенная решетка 129 станции 130. Часть 222 может содержать множество антенных элементов (224-239), выполненных с возможностью передавать и принимать сигналы миллиметрового диапазона в антенных секторах 201-212 по Фиг.2A с помощью одной или более технологий формирования диаграммы направленности. Множество антенных элементов 224-239 может обеспечивать более высокое усиление и давать возможность управления шириной луча (диаграммы направленности) и направлением луча передаваемой энергии посредством технологий обработки сигналов в аналоговой или в цифровой области. В этих вариантах осуществления, антенные решетки могут работать в качестве фазированной антенной решетки с предварительно определенным разнесением между антенными элементами 224-239.

В некоторых вариантах осуществления, станция 106, 120 или 130 может использовать одну или более антенных решеток, которые могут быть выполнены с возможностью избирательно передавать в каждом антенном секторе из антенных секторов 201-212. Число антенных элементов, используемых для того, чтобы избирательно передавать данные в один или более секторов, может отличаться на основе направления и варианта осуществления. Например, в некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, два антенных элемента могут использоваться для каждого антенного сектора. Другие варианты осуществления могут использовать четыре или более антенных элементов, чтобы передавать в каждом из антенных секторов.

Хотя часть 222 проиллюстрирована как расположенная в квадрате площадью 1 сантиметр (см), альтернативные варианты осуществления могут использовать антенные решетки, имеющие другие формы и другие размерности. Например, один альтернативный вариант осуществления станции 120 может использовать четыре антенных решетки 119 с одной антенной решеткой на каждой стороне станции 120. В альтернативном варианте осуществления, каждая из антенных решеток 119 может содержать девять антенных элементов, в общем, размещаемых в форме круга и выполненных с возможностью передавать данные во множестве секторов, к примеру, каждая в пяти различных секторах от соответствующей стороны станции 120, ассоциированной с конкретной антенной решеткой. Дополнительно, в альтернативном варианте осуществления, станция 120 может использовать одну антенную решетку 119 для связи со станцией 106, и при этом использовать другую антенную решетку 119, расположенную на другой стороне станции 120 для связи со станцией 130.

Возвращаясь к Фиг.1A, одна или более станций 106, 120 и 130 могут предоставлять унаследованную поддержку формирования диаграммы направленности. Станции могут предоставлять унаследованную поддержку посредством, в общем, использования конкретного стандарта, например, стандарта Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.15.3c. Другими словами, одна или более станций 106, 120 и 130 могут соответствовать стандартам, принятых такими союзами, организациями или группами, как Союз гигабитных беспроводных технологий (иначе называемый WiGig или WGA), WirelessHD®, Европейская ассоциация производителей компьютеров (ECMA), чтобы выполнять BF через передачу выделенных BF кадров, используемых BF протоколом.

При обеспечении унаследованной поддержки формирования диаграммы направленности некоторая станция с BSS 122 может выступать в качестве инициирующей станции, чтобы инициировать BFT с другими станциями в BSS 122. Например, станция 106 может выступать в качестве инициирующей станции, чтобы инициировать BFT со станцией 120 и/или станцией 130. Когда станция 106 является инициатором, станция 120 или 130 может упоминаться как отвечающая станция или ответчик. Инициирующая станция 106 может сообщать число слотов секторной развертки (SS) BFT-периода и формировать некоторое число SS кадров в каждом SS слоте. Инициирующая станция 106 может принимать один или более SS кадров от одной или более отвечающих станций в одном или более SS слотов BFT-периода. Дополнительно, станция 106 может передавать один или более кадров обратной связи SS в отвечающие станции, чтобы указывать требуемую или предпочтительную конфигурацию антенн, которую отвечающая станция(и) должна использовать при связи со станцией 106. Указываемая конфигурация антенн может относится к конкретному антенному сектору.

Фиг.3 иллюстрирует то, в чем может состоять типичный обмен 300 кадрами для BF протокола в традиционной (известной) системе между станциями, к примеру, между станцией 106 и станцией 120, причем BF кадры могут содержать кадры передачи с секторной разверткой (TxSS), кадры секторной развертки (SS), кадры маякового сигнала, кадры обратной связи SS и кадры подтверждения приема секторной развертки (SS-ACK). Кадры 302 SS, TxSS и маякового сигнала переносят информацию, которая дает возможность инициирующей станции или инициатору 301 сообщать в приемную станцию или ответчик 315 момент времени, когда разрешено начинать ответ из ответчика 315. Сообщение разрешенного начального времени для ответчика 315 может быть обязательным, поскольку кадры, передаваемые как из инициатора 301, так и из ответчика 315, могут быть переданы в режиме развертки через несколько направлений (более чем одно), доступных для инициатора 301 или ответчика 315.

Как проиллюстрировано на Фиг.1, каждая из фазы 304 прямой TXSS (F-TXSS) и фазы 320 обратной TXSS (R-TXSS) может содержать несколько передач кадров. Вследствие нескольких передач кадров, ответчик 315, возможно, в общем, должен знать, когда F-TXSS фаза 304 будет завершена, чтобы ответчик 315 мог начать R-TXSS фазу 320. Аналогично, инициатор 301, возможно, в общем, должен знать, когда ответчик 315 завершает R-TXSS фазу 320, чтобы инициатор 301 мог предоставить обратную связь SS 330. Традиционно, инициатор 301 и ответчик 315 могут осуществлять связь, когда соответствующие фазы должны быть завершены с помощью поля обратного отсчета (CDOWN). По существу, кадры маякового сигнала и TxSS кадры могут переносить значение CDOWN, которое уменьшается после каждой передачи кадра. Посредством уменьшения значения CDOWN другая станция может определять то, когда она может инициировать собственную передачу. Другими словами, другая станция может инициировать свою передачу после того, как поле CDOWN предположительно достигает 0.

В качестве иллюстративного примера с использованием ссылки на Фиг.1A и Фиг.2A, станция 106 может передавать BF кадр 306 в первом направлении, к примеру, в направлении антенного сектора 201. BF кадр 306 может иметь значение CDOWN 11. Станция 106 затем может передавать BF кадр 308, имеющий уменьшенное значение CDOWN равное 10, в направлении антенного сектора 202. Станция 106 может продолжать передавать несколько BF кадров в течение F-TXSS фазы 304, до передачи BF кадра 310 в направлении антенного сектора 212, со значением CDOWN равным 0. После выяснения того, что значение CDOWN достигает 0, станция 120 может начинать R-TXSS фазу 320 после интервала 312 межкадровой задержки передачи (BIFS).

Станции, которые поддерживают только традиционные подходы к формированию диаграммы направленности, к примеру, подход, проиллюстрированный на Фиг.3, могут иметь несколько ограничений. Во-первых, традиционные системы в настоящее время реализуют формирование диаграммы направленности с использованием отдельного и независимого протокола. Другими словами, традиционные системы реализуют формирование диаграммы направленности с использованием только специальных для варианта использования кадров, только в течение специальных периодов времени. После того, как две станции завершают формирование диаграммы направленности, другие передачи кадров между этими двумя станциями не переносят специальную BF информацию. Иначе говоря, кадры данных, кадры администрирования и большинство кадров управления (например, RTS, CTS, CF-End и т.д.), в общем, остаются неизменными. Следовательно, традиционные системы не предоставляют средств для отправки кадров данных, кадров администрирования и других кадров управления в режиме развертки.

Во-вторых, тот факт, что, в общем, только назначенные для этого кадры переносят информацию BF, приводит к значительным проблемам при обеспечении возможности существующим спецификациям для 60 ГГц работать с другими протоколами. Важными примерами являются спецификации технологии WFA для сетей с равноправными узлами (P2P) и защищенного установления Wi-Fi-соединения (WPS). В таких спецификациях WFA обмен кадрами, в общем, осуществляется перед ассоциированием станций, причем кадры являются главным образом кадрами администрирования/кадрами данных. Тем не менее, поскольку отправка кадров администрирования и кадров данных осуществляется перед формированием маяковых сигналов и ассоциированием, основная проблема связана с обеспечением возможности отправки кадров администрирования и кадров данных во всенаправленном режиме, в том числе в 60 ГГц сетях.

Как следствие осуществления обмена кадрами, в общем, перед ассоциированием станций, возникает главная проблема с доступом к среде передачи, причем эта проблема связана с передачей кадров ответа управления (например, ACK, CTS и блочного ACK). Согласно традиционным спецификациям, ответчик передает кадр ответа управления после периода короткого межкадрового интервала (SIFS) после приема запрашивающего кадра, передаваемого через одноадресную передачу.

Ссылаясь на Фиг.3 для иллюстрации, допустим, что ответчик 315 принимает кадр ответа проверки из инициатора 301, но инициатор 301 по-прежнему имеет некоторое число ответов проверки для передачи в качестве части процесса секторной развертки. При использовании традиционных способов, ответчик 315 отправляет ACK кадр (кадр ответа управления в этом примере) через SIFS время после приема ответа проверки. Тем не менее, поскольку инициатор 301 по-прежнему передает ответ проверки, он не примет ACK. Передача такого кадра, как ACK кадра, в то время когда намеченная приемная станция по-прежнему передает кадры, является большой проблемой для протокола доступа к каналу вследствие направленной связи на 60 ГГц. Соответственно, варианты осуществления изобретения могут обеспечить возможность свойственной MAC поддержки формирования диаграммы направленности, чтобы решить вышеуказанные проблемы. Другими словами, варианты осуществления могут реализовать формирование диаграммы направленности таким образом, что оно обеспечивает возможность передачи различных кадров данных, кадров администрирования и других кадров управления в режиме развертки. Дополнительно, варианты осуществления могут обеспечить возможность переносить информацию формирования диаграммы направленности в различных типах кадров.

Согласно нескольким вариантам осуществления, устройства беспроводной связи, к примеру, станции 106, 120 и 130, могут реализовать формирование диаграммы направленности в качестве свойственной части MAC протокола. Другими словами, варианты осуществления могут отступать от идей традиционной технологии и давать возможность интеграции информации формирования диаграммы направленности в кадры данных, кадры администрирования и кадры управления. Варианты осуществления могут интегрировать информацию формирования диаграммы направленности в кадры данных, кадры администрирования и кадры управления с использованием специального поля управления. Специальное поле управления может называться полем управления формированием диаграммы направленности или, альтернативно, полем формирования диаграммы направленности или полем управления mmWave. Дополнительно, варианты осуществления изобретения также могут изменять правило доступа к каналу для кадров ответа, таких как ACK, немедленное блочное ACK и CTS, в системах на 60 ГГц. Как интеграция информации формирования диаграммы направленности, так и изменение правила доступа к каналу для кадров ответа могут быть проиллюстрированы со ссылкой на Фиг.1A и 4.

При реализации свойственной MAC поддержки формирования диаграммы направленности в кадрах данных, кадрах администрирования и кадрах управления, варианты осуществления сетей на 60 ГГц могут использовать поле управления mmWave, к примеру, поле 400 формирования диаграммы направленности. Для понимания идеи и только в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения, поле 400 формирования диаграммы направленности может быть аналогичным по обозначению полю управления режимом с высокой пропускной способностью (HT) 802.11n. Тем не менее, содержимое, применение и цель поля 400 формирования диаграммы направленности могут существенно отличаться от поля управления HT.

Фиг.4 иллюстрирует одну возможную структуру или компоновку поля формирования диаграммы направленности. Альтернативные варианты осуществления могут изменять компоновку подполей поля 400 формирования диаграммы направленности. Дополнительно, альтернативные варианты осуществления могут добавлять дополнительные поля, не включать одно или более полей или заменять одно или более других полей, отличных от полей, показанных на Фиг.4. Многие варианты осуществления могут реализовывать поле 400 формирования диаграммы направленности во всех типах кадров управления, кадров администрирования и кадров расширения. Другими словами, многие варианты осуществления могут задавать, что поле 400 формирования диаграммы направленности всегда должно присутствовать в кадрах управления, кадрах администрирования и кадрах расширения. Очевидно, альтернативные варианты осуществления могут устанавливать, что поле 400 формирования диаграммы направленности или изменение поля не всегда должно присутствовать во всех кадрах управления, кадрах администрирования и кадрах расширения. Дополнительно, различные варианты осуществления могут реализовывать поле 400 формирования диаграммы направленности с использованием 32 битов, как проиллюстрировано на Фиг.4. Альтернативные варианты осуществления могут использовать больше или меньшее число битов.

Многие варианты осуществления также могут обеспечивать присутствие поля 400 формирования диаграммы направленности в кадрах данных и кадрах управления. Например, варианты осуществления могут включать в себя поле 400 формирования диаграммы направленности, определенное посредством состояния бита порядка поля управления кадрами, к примеру, когда бит порядка задается равным единице. Поскольку может не быть требования по обратной совместимости с предыдущими или традиционными беспроводными системами, которые работают исключительно в полосе 60 ГГц, использование упаковщика управления 802.11n может быть необязательным. Следовательно, поле 400 формирования диаграммы направленности может присутствовать во всех кадрах, передаваемых в полосе 60 ГГц, которые могут предоставлять информацию формирования диаграммы направленности в качестве свойственной для MAC особенности. С другой стороны, альтернативные варианты осуществления не обязательно могут обеспечивать присутствие поля 400 формирования диаграммы направленности в кадрах данных и кадрах управления. Например, некоторые варианты осуществления могут обеспечивать присутствие поля 400 формирования диаграммы направленности в кадрах администрирования, но не в кадрах данных, и наоборот. Дополнительно, другие варианты осуществления могут обеспечивать присутствие поля формирования диаграммы направленности только в некоторых, но не всех, кадрах данных или кадрах администрирования.

Как описано выше в пояснении к Фиг.3, поле 400 формирования диаграммы направленности может включать в себя подполе/поле 402 CDOWN. Поле 402 CDOWN может указывать, сколько передач кадров остается до конца развертки. Длина 420 поля 402 CDOWN может составлять шесть битов. Можно отметить, что поле длительности в MAC заголовке, например, в MAC заголовке 802.11, может не использоваться для передачи того, сколько передач остается в развертке. Поле длительности используется для того, чтобы задавать возможность передачи (TXOP), которая имеет функцию, отличную от CDOWN. Например, CDOWN может заканчиваться перед концом TXOP.

Поле 400 формирования диаграммы направленности также содержит поле 404 идентификации (ID) сектора, которое также имеет длину 422 в шесть битов. Поле 404 ID сектора может идентифицировать сектор передающей станции, через которую передан кадр. Поле 400 формирования диаграммы направленности также содержит длину поля 410 обучения при приеме (L-RX) и длину поля 412 обучения при передаче (L-TX), каждое из которых имеет длину (428, 430) в пять битов. Поле 410 L-RX и поле 412 L-TX могут указывать длину обучающих последовательностей для обучения при приеме и обучения при передаче, соответственно.

Поле 400 формирования диаграммы направленности также содержит поле 406 обратной связи сектора, которое имеет длину 424 в шесть битов. Поле 406 обратной связи сектора может переносить информацию обратной связи по лучшему сектору из одной станции в ассоциированную равноправную станцию. Ответчик может задавать поле 406 обратной связи сектора равным значению поля ID сектора, принимаемого в "лучшем" BF кадре из инициатора. Например, станции 120 и 130, возможно, до этого выполнили действия по формированию диаграммы направленности и установили направленное соединение между каждой станцией. Станция 130 может представлять собой переносной компьютер, причем пользователь немного повернуть переносной компьютер и принудительно разорвать направленную линию связи между станциями в то время, когда станция 130 находится в процессе передачи потока видеоданных. Если не принято ACK или блочное ACK из станции 120 при последней передаче, станция 130 может передавать упомянутое число RTS кадров способом секторной развертки, к примеру, в каждый из антенных секторов, проиллюстрированных на Фиг.2A. Станция 120 может отвечать посредством передачи упомянутого числа CTS кадров способом секторной развертки, которые включают в себя ID номер, в поле 406 обратной связи сектора, передаваемого сектора, который станция 120 воспринимает как самый сильный, имеющий наилучшее качество или имеющий наименьшую частоту ошибок в данных. Аналогично, станция 130, инициатор, может задавать поле 406 обратной связи сектора равным значению поля ID сектора, принимаемого в "лучшем" BF кадре из станции 120, ответчика.

Поле 400 формирования диаграммы направленности также содержит поле 408 отслеживания диаграммы направленности. Поле 408 отслеживания диаграммы направленности может представлять собой уникальное поле, не поддерживаемое в традиционных протоколах. Отслеживание диаграммы направленности может описывать процесс, который станции могут использовать для того, чтобы непрерывно уточнять диаграммы направленности или линии связи в ходе фактической передачи данных. В нескольких вариантах осуществления, отслеживание диаграммы направленности может осуществляться после того, как начальный процесс формирования диаграммы направленности завершен. Посредством включения поля 408 отслеживания диаграммы направленности в качестве части поля 400 формирования диаграммы направленности (например, поля управления mmWave), станция может быстро передавать в служебных сигналах необходимость повышения качества линии BF связи посредством изменения значения поля 408 отслеживания диаграммы направленности, к примеру, посредством задания одного бита 426 от нуля до единицы. Поле 408 отслеживания диаграммы направленности также может давать возможность станции, которая передает ACK кадры, передавать в служебных сигналах необходимость в отслеживании диаграммы направленности, что в ином случае невозможно для ACK кадров традиционных систем, к примеру, систем, которые работают в соответствии с такими спецификациями, как 802.11.

В варианте осуществления, проиллюстрированном посредством Фиг.4, поле 408 отслеживания диаграммы направленности имеет длину в один бит 426. Альтернативные варианты осуществления могут иметь поле отслеживания диаграммы направленности, которое является более длинным. Например, альтернативный вариант осуществления может иметь длину в три бита. Когда станция передает значение "000", станция может указывать, что качество линии BF связи имеет достаточную интенсивность или качество и не должно регулироваться. Тем не менее, если станция обнаруживает, что качество линии связи является недостаточным, станция может задавать значение отслеживания диаграммы направленности равным значению, которое соответствует показателю ухудшения качества. В качестве конкретного примера со ссылкой на Фиг.2A, если станция обнаруживает 5%-ное ухудшение качества в передаваемом сигнале, станция может вставлять "010" в поле 408 отслеживания диаграммы направленности кадра. При приеме кадра со значением отслеживания диаграммы направленности, равным "010", приемная станция может выполнить относительно небольшую развертку сектора. Например, приемная станция, возможно, установила линию BF связи с равноправной станцией с использованием антенного сектора 205. Поскольку значение поля 408 отслеживания диаграммы направленности является относительно небольшим, приемная станция может осуществлять развертку только в кадрах 204, 205 и 206. В отличие от этого, если станция обнаружила 20%-ное ухудшение качества, станция может вместо этого вставить значение "100" в поле 408 отслеживания диаграммы направленности, что, в свою очередь, должно обеспечивать возможность приемной станции осуществлять развертку большего числа секторов для ответа.

Другой аспект, заслуживающий акцентирования внимания, относящийся к полю 400 формирования диаграммы направленности, заключается в том, как поле может обеспечивать возможность устройствам, которые поддерживают различные спецификации 60 ГГц, более эффективно поддерживать другие технологии, к примеру, WFA P2P и WPS. Кадры запроса/ответа проверки широко используются во многих спецификациях 60 ГГц в качестве средства для обнаружения устройства, и передаются во всенаправленном режиме. В системах на 60 ГГц кадр запроса/ответа проверки может быть передан с полем 400 формирования диаграммы направленности, чтобы разрешить или обеспечить возможность ответчику определять лучший сектор для передачи, через поле 404 ID сектора, инициатора, когда ответчик принимает запрос проверки. Аналогично, поле 400 формирования диаграммы направленности может давать возможность инициатору обнаруживать лучший сектор для передачи у ответчика, когда он принимает ответ проверки.

Например, ответчик может использовать поле 404 ID сектора, чтобы предоставлять обратную связь по лучшему сектору в инициатор, когда ответчик передает кадр ответа проверки. При приеме ответа проверки со значением в поле 404 ID сектора, инициатор может отправлять ACK кадр обратно в ответчик. В ACK кадре инициатор также может отправлять обратную связь по лучшему сектору в ответчик через поле 404 обратной связи сектора. После такого обмена обратной связью между ответчиком и инициатором, все другие кадры в качестве части спецификаций WFA P2P и WPS могут использовать информацию лучшего сектора, чтобы передавать одиночный и направленный кадр в целевое устройство. Другими словами, более может не быть необходимости во всенаправленной передаче, что может обеспечивать значительно большую эффективность протокола.

Альтернативные варианты осуществления могут выполнять формирование диаграммы направленности перед передачей кадров запроса/ответа проверки. Тем не менее, выполнение формирования диаграммы направленности до передачи кадра запроса/ответа проверки может иметь проблему того, что устройство, возможно, потенциально должно завершить формирование диаграммы направленности для нескольких других устройств, поскольку запрос проверки является широковещательным кадром. Такой режим работы может быть нежелательным, поскольку основой целью может быть просто обнаружение устройства. Дополнительные нежелательные эффекты могут являться следствием других причин, таких как чрезмерное потребление мощности. Другие альтернативные варианты осуществления могут передавать все кадры в режиме всенаправленной развертки. Тем не менее, это, безусловно, может быть очень неэффективным, поскольку это может требовать передачи всех кадров всегда в режиме всенаправленной развертки.

Как описано выше, несколько вариантов осуществления могут включать поле формирования диаграммы направленности (поле управления mmWave) в каждый кадр управления. Дополнительно, многие варианты осуществления также могут включать поля формирования диаграммы направленности в кадры администрирования и кадры данных. Включение полей формирования диаграммы направленности в кадры администрирования и кадры данных может давать возможность изменения правил доступа для кадров ответа управления для различных спецификаций полосы 60 ГГц. Например, включение полей формирования диаграммы направленности может давать возможность изменения передач ACK кадров, CTS кадров и кадров немедленного блочного ACK (Imm-BA).

Что касается изменения правила доступа к каналу для кадров ответа, варианты осуществления могут использовать значения данных, предоставляемые в полях для поля 400 формирования диаграммы направленности. Например, вместо передачи кадров ответа управления через SIFS прием запрашиваемого кадра (данных, администрирования, RTS), вариант осуществления может передавать кадр SIFS ответа управления после конца развертки запрашиваемого кадра. Станция может оценивать конец развертки посредством анализа или оценки поля 402 CDOWN поля 400 формирования диаграммы направленности, поскольку поле должно присутствовать в передаваемом кадре(ах). Например, если станция принимает кадр, будь он кадром данных, кадром администрирования, кадром расширения или кадром управления, с CDOWN=3, станция может ожидать в течение определенного периода времени, эквивалентного еще 3 передачам идентичного кадра плюс SIFS до того, как станция передает ответные кадры управления.

Возвращаясь к проблеме, описанной ранее, допустим, что ответчик 315 принимает кадр ответа проверки из инициатора 301, но инициатор 301 по-прежнему имеет упомянутое число ответов проверки, которые следует передавать в качестве части процесса секторной развертки. Ответчик 315, возможно, должен отправить ACK кадр после приема ответа проверки. Поскольку инициатор 301 по-прежнему передает ответ проверки, инициатор 301 может включать различные значения в поле 402 CDOWN, уменьшая значение для каждого последовательно передаваемого кадра ответа проверки. Ответчик 315 может определять то, что инициатор 301 находится в процессе развертки, посредством анализа значения поля 402 CDOWN. Следовательно, ответчик 315 может задерживать кадр передачи ACK до окончания периода развертки, который может быть определен через значение поля 402 CDOWN.

Фиг.5A иллюстрирует один функциональный пример того, как вариант осуществления может передавать кадр SIFS ответа управления после конца развертки кадров ответа проверки. Для этой иллюстрации, ответчик 505 может не знать местоположение инициатора 520, но инициатор 520 может уже знать местоположение или направление передачи для ответчика 505. Как иллюстрирует Фиг.5A, ответчик 505 может быть в процессе передачи последовательности кадров 510 ответа проверки в качестве части секторной развертки. В этом сценарии, инициатор 520 может принимать один из передаваемых кадров (525) и передавать ACK кадр 535 только один раз через лучший сектор, поскольку ID номер лучшего сектора предоставлен ответчиком 505 через поле ID сектора поля формирования диаграммы направленности в принимаемом кадре 525 ответа проверки.

Фиг.5B иллюстрирует другой функциональный пример, когда средством передачи кадров ответа управления являются RTS/CTS кадры. В этом случае, предполагается, что ни ответчик 580, ни инициатор 540 не имеют какой-либо информации о лучшем секторе для равноправной станции. Следовательно, каждая станция может передавать кадры управления в режиме развертки (545 и 595). Тем не менее, поскольку ответчик 580 принимает значение CDOWN в поле CDOWN из RTS кадра, принимаемого из инициатора (585), ответчик 580 может иметь возможность определять момент времени (590), чтобы инициировать свои CTS передачи (595).

Фиг.1B является блок-схемой устройства 135 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Например, устройство 135 может представлять собой станцию или, по меньшей мере, часть станции, к примеру, станции 106, 120 или 130, проиллюстрированные на Фиг.1A. Устройство 135 может быть выполнено с возможностью передавать и принимать кадры информации в полосе 60 ГГц во многих вариантах осуществления. Тем не менее, в альтернативных вариантах осуществления, устройство 135 может работать в полосах частот, отличных от полосы 60 ГГц. Устройство 135 может включать в себя, в числе прочего, антенную решетку 131, модуль 132 формирования диаграммы направленности, передатчик 134, приемник 136 и схему 138 обработки. Как показано, схема 138 обработки может содержать модуль 140 формирования кадров.

Антенная решетка 131 может включать в себя множество антенных элементов и может быть выполнена с возможностью осуществлять связь во множестве антенных секторов, к примеру, в антенных секторах 201-212 на Фиг.2A. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, устройство 135 может использовать антенну с переключаемыми диаграммами направленности, хотя объем вариантов осуществления не ограничен в этом отношении. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, устройство 135 может использовать один антенный элемент, хотя объем вариантов осуществления не ограничен в этом отношении.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, модуль 132 формирования диаграммы направленности может конфигурировать антенную решетку 131 так, что она передает SS кадр (например, кадр управления /кадр администрирования/кадр данных) отдельно в каждом из антенных секторов 201-212. Например, модуль 132 формирования диаграммы направленности может конфигурировать антенную решетку 131 так, что она передает кадры 510 ответа проверки, проиллюстрированные на Фиг.5A. Модуль 132 формирования диаграммы направленности также может конфигурировать антенную решетку 131 так, что она принимает обратные или "входящие" кадры секторной развертки, к примеру, CTS кадры 595, проиллюстрированные на Фиг.5B.

Модуль 140 формирования кадров может работать в сочетании со схемой 138 обработки и компоновать значения данных для поля формирования диаграммы направленности. Например, устройство 135 может содержать элемент или устройство в станции 120, причем станция 120 представляет собой настольный компьютер, передающий информацию в станцию 130, представляющую собой беспроводной принтер с поддержкой беспроводной связи. Схема 138 обработки может принимать информацию, которая должна быть передана в станцию 130, такую как страницы документа, созданного в текстовом процессоре. Схема 138 обработки может предоставлять данные в модуль 140 формирования кадров, который формирует или создает различные поля кадров данных, передаваемых в станцию 130, содержащие поле управления кадрами, адреса источника и назначения, поле управления последовательностью, поля данных и поле формирования диаграммы направленности. Периодически, когда приемник 136 и схема 138 обработки обнаруживают ухудшение качества обратной связи из станции 130, схема 138 обработки и модуль 140 формирования кадров могут задавать бит отслеживания диаграммы направленности равным единице в одном или более передаваемых кадров и тем самым сообщать о необходимости регулирования одного или более параметров формирования диаграммы направленности.

Устройство 135 может включать в себя другую схему для передачи сигналов беспроводной связи миллиметрового диапазона, включающую в себя беспроводные технологии 60 ГГц. В некоторых вариантах осуществления, устройство 135 может быть использовано для того, чтобы предоставлять гибкий интерфейс, который может эффективно встраиваться в свойственные мультимедийные шлюзы, сотовые телефоны, смартфоны, плоскопанельные телевизионные приемники (телевизоры), абонентские приставки, Blu-Ray-проигрыватели, цифровые камеры, персональные компьютеры (PC), переносные компьютеры, нетбуки и многие другие мультимедийные устройства и устройства связи. Хотя устройство 135 проиллюстрировано как имеющее несколько отдельных функциональных элементов, один или более функциональных элементов могут быть скомбинированы и могут быть реализованы посредством комбинаций программно-конфигурируемых элементов, таких как обрабатывающие элементы, включающие в себя процессоры цифровых сигналов (DSP) и/или другие аппаратные элементы. Например, некоторые элементы могут содержать один или более микропроцессоров, DSP, специализированных интегральных схем (ASIC), радиочастотных интегральных схем (RFIC) и комбинации различных аппаратных и логических схем для выполнения, по меньшей мере, функций, описанных в данном документе. В некоторых вариантах осуществления, функциональные элементы устройства 135 могут означать один или более процессов, выполняемых в одном или более обрабатывающих элементов.

Фиг.1C показывает систему 150 беспроводной связи, которая может обеспечивать свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности. Например, система 150 беспроводной связи может содержать более конкретный вариант осуществления устройства 135, который так же может содержать станцию 106, 120 или 130, проиллюстрированную на Фиг.1A. В некоторых вариантах осуществления, система 150 беспроводной связи может содержать часть компьютерной системы, к примеру, карту беспроводного доступа ноутбука или настольного компьютера. В других вариантах осуществления, система 150 беспроводной связи может содержать сетевое устройство, к примеру, маршрутизатор, который имеет интегрированную точку доступа. В еще одних дополнительных вариантах осуществления, система 150 беспроводной связи может содержать часть вычислительного устройства другого типа, такого как, например, карманный компьютер, персональное цифровое устройство (PDA) или мобильное вычислительное устройство.

Система 150 беспроводной связи включает в себя интерфейс 151 физического уровня (PHY), который включает в себя несколько антенн 152 и 153, обеспечивающих возможность выполнения действий по формированию диаграммы направленности в полосе 60 ГГц, переключатель 154 передачи/приема (T/R) для полудуплексного режима работы и беспроводной приемо-передатчик 155, которое включает в себя малошумящий усилитель (LNA) 156, усилитель 158 мощности (PA) и другие компоненты 160 радиочастотного (RF) приемо-передатчика (не показаны). Физический уровень также включает в себя модем 162 данных. Система 150 беспроводной связи дополнительно включает в себя контроллер 164 доступа к среде для обработки уровня 2. Обеспечивается и шина 168 данных компьютерной системы. Могут присутствовать интерфейсы, например, один или более интерфейсов, которые соответствуют стандартизированному протоколу международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров (PCMCIA), стандарту взаимодействия периферийных компонентов (PCI), стандарту универсальной последовательной шины (USB) и т.д.

Вариант осуществления по Фиг.1B содержит процессор 165. Некоторые варианты осуществления могут, в частности, не содержать отдельный процессор 165. Например, в одном или более вариантов осуществления, функция хост-процессора может быть включена в контроллер 164 доступа к среде. Оперативное запоминающее устройство (RAM) 166 включается в состав для буферизации данных и хранения команд. RAM 166 может быть непосредственно соединено с процессором 165, с контроллером 164 доступа к среде или и с тем, и с другим.

В дополнение к данным радиосвязи между модемом 162, приемо-передатчиком 155 и контроллером 164 доступа к среде, между процессором 165 (если включен), контроллером 164 доступа к среде, модемом 162 и беспроводным приемо-передатчиком 155 может передаваться управляющая информация, такая как настройки усиления для радиоприемного устройства из модуля автоматической регулировки усиления в модеме 162 и другие данные.

Система 150 беспроводной связи может быть совместимой с различными стандартами IEEE 802.11 для вариантов применения WLAN. RF приемо-передатчик 160 и модем 162 могут составлять беспроводной механизм для осуществления функций физического уровня (PHY) на уровне 1 OSI в широкополосных беспроводных LAN. Контроллер 164 доступа к среде может быть совместимым со стандартом IEEE 802.11 для обработки уровня 2. Система 150 беспроводной связи может обеспечивать свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности через PHY 151 и контроллер 164 доступа к среде. Например, контроллер 164 доступа к среде может формировать или компоновать значения поля формирования диаграммы направленности и включать поле формирования диаграммы направленности в кадры данных, кадры администрирования и кадры управления, которые должны быть переданы системой 150 беспроводной связи. Дополнительно, контроллер 164 доступа к среде может расформировывать или интерпретировать кадры, принятые системой 150 беспроводной связи, которые включают в себя поля формирования диаграммы направленности. Дополнительно, PHY 151 может быть выполнен с возможностью ответа на управляющие сигналы из процессора 165, чтобы управлять элементами антенны для антенн 152 и 153, с тем чтобы выполнять развертку сектора и другие действия по формированию диаграммы направленности, к примеру, регулирование усиления и фазы для передаваемых сигналов из антенн 152 и 153.

Многие альтернативные варианты осуществления системы 150 беспроводной связи могут содержать дополнительные компоненты, в то время как другие альтернативные варианты осуществления системы 150 беспроводной связи могут содержать меньше компонентов. Например, многие варианты осуществления системы 150 беспроводной связи могут содержать контроллер-концентратор запоминающего устройства (MCH) и контроллер-концентратор ввода-вывода (ICH). В некоторых вариантах осуществления, процессор 165 может иметь одно или более ядер, соединенных с кэшем и одним или более запоминающих элементов. Типы запоминающих элементов могут варьироваться в различных вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления, запоминающее устройство может содержать элементы энергозависимого запоминающего устройства, к примеру, два модуля динамического оперативного запоминающего устройств (DRAM) на 1 гигабайт (Гбайт). В других вариантах осуществления, запоминающее устройство может содержать энергонезависимое запоминающее устройство. Например, в некоторых вариантах осуществления, запоминающее устройство может содержать модуль флэш-памяти, к примеру, карту флэш-памяти на 4 Гбайт. Такое запоминающее устройство может обеспечивать возможность обновления устройства 150 беспроводной связи, к примеру, посредством процедуры сверхбыстрого обновления. Альтернативно, RAM 166 может быть использовано для того, чтобы буферизовать принятые данные или данные, которые должны быть переданы.

В некоторых вариантах осуществления, система 150 беспроводной связи может взаимодействовать с внешними периферийными устройствами, к примеру, клавиатурами, сканерами и устройствами хранения данных. Различные варианты осуществления системы 150 беспроводной связи могут представлять информацию пользователю через устройство отображения. Различные варианты осуществления системы 150 беспроводной связи также могут взаимодействовать с устройствами согласно интерфейсу ATA, к примеру, жесткими дисками ATA, накопителями на компакт-дисках (CD) и накопителями на цифровых универсальных дисках (DVD).

В некоторых вариантах осуществления, конфигурационное программное обеспечение и/или операционная система системы 150 беспроводной связи могут иметь выбираемый параметр, который обеспечивает или отключает свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности на основе, например, рабочего режима системы или аппаратной совместимости. Например, при установке карты связи, содержащей элементы системы 150 беспроводной связи, в настольный компьютер пользователь может запускать конфигурационное программное обеспечение, которое устанавливает драйверы и другое низкоуровневое программное обеспечение, которое обеспечивает возможность карте связи взаимодействовать с операционной системой и/или аппаратными средствами настольного компьютера. В ходе выполнения конфигурационного программного обеспечения, вариант использования может обеспечивать возможность принудительно отключать свойственную MAC поддержку формирования диаграммы направленности или обеспечивать поддержку посредством системы 150 беспроводной связи, или отключать некоторую другую необязательную опцию, которая может затруднять поддержку формирования диаграммы направленности. В зависимости от варианта осуществления конфигурационное программное обеспечение может обеспечивать пользователю возможность полностью отключать свойство свойственной MAC поддержки формирования диаграммы направленности, что может быть необходимым, если система 150 беспроводной связи имеет проблему несовместимости с одним или более устройств в локальной сети.

Как отмечено выше, система 150 включает в себя несколько антенн 152 и 153, обеспечивающих возможность выполнения формирования диаграммы направленности. В альтернативных вариантах осуществления, антенны 152 и 153 могут содержать отдельные антенны для отдельных полос частот. Например, устройство 135 может представлять станцию 106 и/или станцию 130. Станция 106 может иметь несколько антенных устройств, к примеру, антенну 107 и антенну 108. Как описано выше, антенна 107 может быть выполнена с возможностью работать в полосе 60 ГГц. Антенна 108 может быть выполнена с возможностью работать в другой полосе частот, к примеру, одной из полос частот от 2-7 ГГц. Например, антенна 107 может обеспечивать возможность связи станции 106 со станцией 120 в полосе 60 ГГц, и при этом использовать антенну 108 для связи с антенной 128 станции 130 с использованием полосы частот в диапазоне 2-7 ГГц при работе в режиме обратной совместимости или "унаследованном" режиме.

Фиг.6 иллюстрирует блок-схему 600 последовательности операций способа, которая иллюстрирует способ для предоставления свойственной MAC поддержки формирования диаграммы направленности. Блок-схема 600 последовательности операций способа начинается с определения значения обратного отсчета, связанного с числом кадров, которые должны быть переданы (элемент 610). Например, станция 120 по Фиг.1A, возможно, должна передавать двенадцать RTS кадров 545 в станцию 130 в качестве части секторной развертки 12 различных секторов, аналогично антенным секторам по Фиг.2A.

После определения того, что значение обратного отсчета равно 11 (элемент 610), что представляет двенадцать кадров, включающих в себя значение CDOWN равное 0, вариант осуществления согласно блок-схеме 600 последовательности операций способа может продолжаться посредством компоновки множества значений поля формирования диаграммы направленности кадра (элемент 620). Продолжая предыдущий пример, станция 120 может использовать модуль формирования кадров, чтобы компоновать значение обратного отсчета, значение идентификации сектора, значение обратной связи сектора, значение отслеживания диаграммы направленности и другие значения для поля формирования диаграммы направленности. Модуль формирования кадров может компоновать эти значения в первый RTS кадр из упомянутого числа кадров, которые должны быть переданы в качестве части секторной развертки при прямой передаче, к примеру, RTS кадров 545, показанных на Фиг.5B. После того, как станция 120 передает упомянутое число RTS кадров 545 при развертке (элемент 630), станция 130 может выбирать номер ID сектора (элемент 640) одного из передаваемых кадров, к примеру, принимаемого RTS кадра 585 на Фиг.5B. В ответ на прямую развертку посредством станции 120, станция 130 может передавать упомянутое число кадров в качестве части обратной развертки (элемент 650), к примеру, число CTS кадров 595, показанных на Фиг.5B.

Станция 120 может принимать один или более кадров в обратной развертке (элемент 650, элемент 595). На основе наилучшего качества одного из принимаемых кадров, станция 120 может выбирать ID сектора кадра (элемент 660). Например, станция 130, возможно, передает двенадцать CTS кадров, причем каждый кадр содержит уникальный номер ID сектора на основе антенного сектора, в котором кадр передается из станции 130. Станция 120 может принимать, по меньшей мере, два из кадров и выбирать номер ID сектора кадра с наилучшим качеством и передавать номер ID сектора в последующем кадре, передаваемом обратно в станцию 130.

Как отмечено выше в пояснениях, связанных с Фиг.1B и Фиг.1C, одна или более частей некоторых вариантов осуществления могут быть реализованы как программный продукт, сохраненный на материальном носителе для использования с процессом, чтобы выполнять операции для процессов, таких как процессы, описанные в связи с фиг 6. Программа(ы) программного продукта определяет функции вариантов осуществления (включающих в себя способы, описанные в данном документе) и может содержаться во множестве носителей передачи данных. Иллюстративные носители передачи данных включают в себя, но не только: (i) информацию, постоянно сохраненную на неперезаписываемых носителях хранения данных (например, в постоянных запоминающих устройствах в станции); и (ii) изменяемую информацию, сохраненную на записываемых носителях хранения данных (например, во флэш-памяти). Такие носители передачи данных, при передаче машиночитаемых инструкций, которые управляют функциями устройств или систем, представляют собой элементы некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

В общем, процедуры, выполняемые для того, чтобы реализовывать варианты осуществления, могут быть частью операционной системы или конкретного варианта применения, компонента, программы, модуля, объекта или последовательности инструкций. Компьютерная программа в варианте осуществления может состоять из множества инструкций, которые должны транслироваться посредством компьютера в машиночитаемый формат, и, следовательно, являются исполняемыми инструкциями. Кроме того, программы могут состоять из переменных и структур данных, которые либо постоянно размещаются локально в программе, либо находятся в запоминающем устройстве или на устройствах хранения данных. Помимо этого, различные программы, описанные ниже, могут быть идентифицированы на основе варианта применения, для которого они реализуются в конкретном варианте осуществления изобретения. Тем не менее, следует принимать во внимание, что любой конкретный перечень программ, который приведен ниже, используется просто для удобства, и тем самым конкретный вариант осуществления не должен быть ограничен использованием исключительно в любом конкретном варианте применения, идентифицированном и/или подразумеваемом посредством такого перечня.

Специалистам в данной области техники, пользующимся этим раскрытием сущности изобретения, должно быть очевидно, что варианты осуществления изобретения в данном документе рассматривают системы, устройства и способы для обеспечения свойственной MAC поддержки формирования диаграммы направленности. Следует понимать, что форма вариантов осуществления, показанных и описанных в подробном описании осуществления изобретения и чертежах, должна приниматься просто в качестве примеров. Подразумевается, что прилагаемая формула изобретения должна интерпретироваться в широком смысле как охватывающая любые изменения раскрытых вариантов осуществления.

Хотя некоторые аспекты описаны подробно для конкретных вариантов осуществления, следует понимать, что различные изменения, подстановки и изменения могут выполняться без отступления от сущности и объема вариантов осуществления, заданных посредством прилагаемой формулы изобретения. Хотя один вариант осуществления может достигать нескольких целей, не каждый вариант осуществления, попадающий в пределы объема прилагаемой формулы изобретения, должен достигать каждой из этих цели. Кроме того, объем настоящей заявки не должен ограничиваться конкретными вариантами осуществления процесса, машины, изделия, композиции, средства, способов и этапов, описанных в подробном описании осуществления изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно из раскрытия сущности вариантов осуществления, что процессы, машины, изделия, композиции, средства, способы или этапы, существующие в настоящий момент или разработанные впоследствии, которые выполняют практически ту же функцию или достигают практически того же результата, что и соответствующие варианты осуществления, описанные в данном документе, могут использоваться согласно вариантам осуществления из данного документа. Соответственно, прилагаемая формула изобретения должна включать в свой объем такие процессы, машины, изделия, композиции, средства, способы или этапы.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов передачи. Для этого сетевая карта переносного компьютера передает и принимает различные типы данных кадров с использованием одной или более технологий формирования диаграммы направленности. После установления линии связи с другим беспроводным устройством переносной компьютер распознает то, что качество линии связи ухудшается. Исключается необходимость повторно устанавливать новую линию связи с использованием выделенных BF кадров и традиционного BF протокола. Кроме того, передают информацию формирования диаграммы направленности в различных типах кадров, которая обеспечивает возможность устройствам беспроводной связи более эффективно регулировать параметры формирования диаграммы направленности. Например, устройства включают информацию формирования диаграммы направленности в кадры управления и кадры данных и передают кадры способом секторной развертки. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ передачи множества значений поля формирования диаграммы направленности, содержащий этапы, на которых:
определяют, посредством контроллера доступа к среде первой станции, значение обратного отсчета, связанное с числом кадров, чтобы избирательно передавать из множества антенн во множестве секторов рядом с первой станцией, причем передача кадров обеспечивает возможность регулирования параметра формирования диаграммы направленности первой станции и второй станции беспроводной сети;
компонуют, посредством контроллера доступа к среде, множество значений поля формирования диаграммы направленности кадра, причем множество значений связано с регулированием и содержит значение обратного отсчета, чтобы указывать, сколько передач кадров остается для избирательной передачи во множестве секторов; и
передают через интерфейс физического уровня кадр из первой станции, причем первая станция выполнена с возможностью передавать множество значений поля формирования диаграммы направленности, и биты поля управления кадрами упомянутого кадра задают тип кадра, как кадр управления или кадр данных.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют значение сектора, связанное с сектором антенной решетки первой станции, причем компоновка множества значений содержит компоновку значения сектора.

3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют значение отслеживания диаграммы направленности, которое должно быть включено в упомянутое множество значений, причем значение отслеживания диаграммы направленности связано с определением выполнять формирование диаграммы направленности.

4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают, посредством первой станции, кадры данных в качестве части развертки секторов для формирования диаграммы направленности через множество антенн антенной решетки первой станции.

5. Способ по п. 3, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают, посредством первой станции, кадры
администрирования в качестве части развертки секторов для формирования диаграммы направленности через антенную решетку первой станции, причем передача кадров администрирования содержит передачу кадров ответа проверки.

6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий этап, на котором:
выбирают, посредством первой станции, значение сектора на основе интенсивности приема сигнала относительно интенсивности приема других сигналов из различных передач кадров, переданных через различающиеся сектора посредством второй станции и принятые посредством первой станции.

7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этап, на котором:
принимают от второй станции кадр подтверждения приема, который включает выбранное значение сектора второй станции в поле обратной связи сектора поля формирования диаграммы направленности кадра подтверждения приема.

8. Способ по п. 3, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают посредством первой станции кадры запроса на отправку (RTS) в качестве части развертки секторов для формирования диаграммы направленности через множество антенн антенной решетки первой станции.

9. Способ по п. 8, дополнительно содержащий этап, на котором:
принимают от второй станции число кадров готовности к отправке (CTS) в качестве части второй развертки секторов для формирования диаграммы направленности через множество антенн антенной решетки первой станции.

10. Устройство передачи множества значений поля формирования диаграммы направленности, содержащее:
передатчик с возможностью соединения с антенной решеткой, чтобы избирательно передавать кадры управления контроллера доступа к среде (MAC) во множестве секторов рядом с периферией устройства, причем кадры управления контроллера доступа к среде (MAC), передаваемые из передатчика, обозначаются как кадры управления на основе поля управления кадрами в кадрах управления контроллера доступа к среде (MAC); и
модуль формирования кадров контроллера доступа к среде (MAC), коммуникативно соединенный с передатчиком, причем модуль формирования кадров выполнен с возможностью формировать кадры управления контроллера доступа к среде (MAC), при этом дополнительно каждый из кадров управления контроллера доступа к среде (MAC) содержит поле формирования диаграммы направленности, содержащее значения формирования диаграммы направленности, которые обеспечивают возможность устройству выполнять действия по формированию диаграммы направленности, причем значения формирования диаграммы направленности содержат значение обратного отсчета, чтобы указывать, сколько передач кадров остается для избирательной передачи во множестве секторов.

11. Устройство по п. 10, в котором передатчик передает кадры управления в полосе 60 гигагерц (ГГц).

12. Устройство по п. 11, дополнительно содержащее приемник, соединенный с антенной решеткой, причем модуль формирования кадров выполнен с возможностью формировать кадр подтверждения приема, содержащий одно значение из множества значений идентификации сектора, передаваемых в качестве части ассоциированного множества ответов проверки, причем ассоциированное множество ответов проверки составляет развертку сектора для устройства беспроводной связи.

13. Устройство по п. 11, в котором модуль формирования кадров формирует, по меньшей мере, одно из кадров администрирования, кадров данных и кадров расширения, при этом дополнительно, по меньшей мере, один из кадров администрирования, кадров данных и кадров расширения содержит поле формирования диаграммы направленности каждый.

14. Устройство по п. 13, в котором значения формирования диаграммы направленности содержат значение обратного отсчета, значение идентификации (ID) сектора, значение обратной связи сектора, значение отслеживания диаграммы направленности, длину значения обучения при приеме и длину значения обучения при передаче, при этом значение отслеживания диаграммы направленности связано с определением выполнять формирование диаграммы направленности.

15. Устройство по п. 14, в котором поле формирования диаграммы направленности имеет длину 32 бита, причем значение ID сектора и значение обратной связи сектора имеют длину 6 битов каждый, и значение отслеживания диаграммы направленности состоит из одного бита.

16. Устройство передачи множества значений поля формирования диаграммы направленности, содержащее:
множество антенных элементов, выполненных с возможностью передавать данные через формирование диаграммы направленности во множество секторов рядом с устройством;
модуль формирования диаграммы направленности, соединенный с множеством антенных элементов, причем модуль формирования диаграммы направленности управляет множеством антенных элементов таким образом, чтобы избирательно передавать данные через отдельные секторы множества секторов; и
модуль формирования кадров, который формирует кадры типа данных, администрирования и управления в качестве части протокола MAC, которые образуют данные, подлежащие передаче, причем модуль формирования кадров выполнен с возможностью включать поле формирования диаграммы направленности во множество кадров MAC, при этом дополнительно каждый из кадров MAC содержит поле формирования диаграммы направленности, содержащее значения формирования диаграммы направленности, которые обеспечивают возможность устройству выполнять действия по формированию диаграммы направленности, причем значения формирования диаграммы направленности содержат значение обратного отсчета, чтобы указывать, сколько передач кадров остается для избирательной передачи во множестве секторов.

17. Устройство по п. 16, в котором модуль формирования диаграммы направленности выполнен с возможностью управлять несколькими элементами из множества антенных элементов таким образом, чтобы принимать передаваемые сигналы в однонаправленном режиме работы.

18. Устройство по п. 17, в котором модуль формирования диаграммы направленности выполнен с возможностью управлять одним антенным элементом таким образом, чтобы принимать передаваемые сигналы во всенаправленном режиме работы.

19. Устройство по п. 18, в котором модуль формирования диаграммы направленности выполнен с возможностью переключения из однонаправленного во всенаправленный режим работы, когда устройство обнаруживает потери в ранее установленной линии связи с другим устройством связи.

20. Устройство по п. 19, в котором модуль формирования диаграммы направленности выполнен с возможностью обеспечивать возможность устройству принимать один кадр из множества кадров запроса на отправку (RTS) при работе во всенаправленном режиме, причем кадры из множества RTS кадров содержат различные номера идентификации (ID) секторов в поле формирования диаграммы направленности, при этом дополнительно модуль формирования кадров выполнен с возможностью формировать множество кадров ответа готовности к отправке (CTS), причем каждый кадр из множества ответных CTS кадров содержит отличающийся Номер ID сектора, а также Номер ID сектора одного принятого RTS кадра в поле обратной связи сектора.

21. Устройство по п. 16, в котором множество антенных элементов содержит антенну с переключаемыми лучами.

22. Система передачи множества значений поля формирования диаграммы направленности, содержащая:
антенную решетку;
модуль формирования диаграммы направленности, соединенный с антенной решеткой, причем модуль формирования диаграммы направленности управляет антенной решеткой, чтобы передавать кадры управления во множество секторов около системы, при этом дополнительно модуль формирования диаграммы направленности выполнен с возможностью управлять антенной решеткой, чтобы передавать кадры контроллера доступа к среде (MAC) в один сектор из упомянутого множества;
передатчик и приемник, соединенные с модулем формирования диаграммы направленности; и
процессор, соединенный с приемником и передатчиком, причем процессор выполнен с возможностью принимать кадры, передаваемые, по меньшей мере, в одну антенну антенной решетки, при этом дополнительно процессор выполнен с возможностью отправлять кадры управления в передатчик для передачи, при этом дополнительно процессор содержит модуль формирования кадров, который формирует кадры управления в качестве части протокола MAC, при этом дополнительно модуль формирования кадров включает значения формирования диаграммы направленности в поля кадров MAC, причем значения формирования диаграммы направленности обеспечивают возможность устройству, которое принимает кадры MAC, выполнять обучающие действия, связанные с формированием диаграммы направленности, причем значения формирования диаграммы направленности содержат значение обратного отсчета, чтобы указывать, сколько передач кадров остается для избирательной передачи во множестве секторов.

23. Система по п. 22, дополнительно содержащая оперативное запоминающее устройство (RAM), соединенное с процессором, причем RAM обеспечивает буферизацию данных, принимаемых через приемник.

24. Система по п. 23, дополнительно содержащая плоскопанельное устройство отображения, связанное с процессором, причем процессор выполнен с возможностью декодировать мультимедийные данные из принимаемых данных и формировать видеопоток для отображения через плоскопанельное устройство отображения.

25. Система по п. 23, дополнительно содержащая оптическое устройство декодирования, соединенное с процессором, причем оптическое устройство выполнено с возможностью считывать данные из Blu-Ray-диска, при этом процессор дополнительно выполнен с возможностью создавать декодированные данные из считанных данных и передавать декодированные данные через передатчик.