СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ БЕСПРОВОДНОЙ МНОГОАДРЕСНОЙ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 2016 года по МПК H04W4/06 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электронные устройства, например компьютеры, часто передают сигналы на приемные станции, например дисплеи или громкоговорители. Такая передача часто осуществляется по проводам или кабелям. Беспроводная передача избавляет от необходимости в проводах и кабелях. Для совместимости между продуктами от различных производителей эти устройства могут осуществлять связь согласно стандарту, например стандарту Wireless Gigabit Alliance (WGA или WiGig), описанному в одной или более спецификациях, готовящихся к публикации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Раскрытый в этой заявке предмет изобретения конкретно указан и отчетливо заявлен в заключительной части описания изобретения. Варианты осуществления изобретения, однако, в отношении как организации, так и способа эксплуатации, совместно с его задачами, признаками и преимуществами, можно лучше всего понять, обратившись к нижеследующему подробному описанию, приведенному совместно с прилагаемыми чертежами, в которых:

фиг. 1А - концептуальная иллюстрация беспроводной сети согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 1B - концептуальная иллюстрация исходной станции или станции назначения в беспроводной сети согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 2 - концептуальная иллюстрация модели управления уровнями для беспроводного протокола согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 3 - концептуальная иллюстрация процедуры формирования или присоединения согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 4 - концептуальная иллюстрация процедуры поддержания согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 5 - концептуальная иллюстрация процедуры выхода согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 6А-6B - концептуальные иллюстрации процедур аннулирования согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 7 - концептуальная диаграмма состояний протокольных процедур согласно вариантам осуществления изобретения;

фиг. 8 - логическая блок-схема, иллюстрирующая такие протокольные процедуры согласно вариантам осуществления изобретения.

Очевидно, что для простоты и ясности иллюстрации элементы, показанные на чертежах, не всегда изображены точно или в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть преувеличены относительно других элементов для упрощения или несколько физических компонентов может быть включено в один функциональный блок или элемент. Дополнительно, когда это считается уместным, ссылочные позиции могут повторяться на разных чертежах для указания соответствующих или аналогичных элементов. Кроме того, некоторые блоки, изображенные на чертежах, могут быть объединены в одну функцию.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В нижеследующем подробном описании многочисленные конкретные детали изложены для обеспечения полного понимания вариантов осуществления изобретения. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть осуществлены на практике без этих конкретных деталей. В других случаях общеизвестные способы, процедуры, компоненты и схемы не описаны подробно, дабы не затемнять настоящее изобретение.

Если особо не указано обратное, как следует из нижеприведенного рассмотрения, предполагается, что термины, используемые в описании изобретения, такие как "обработка", "расчет", "вычисление", "определение" и т.п., могут относиться к действию и/или процессам компьютера или вычислительной системы, или аналогичного электронного вычислительного устройства, которое обрабатывает и/или преобразует данные, представленные в виде физических, например электронных, величин в регистрах вычислительной системы и/или блоков памяти, в другие данные, аналогично представленные в виде физических величин в блоках памяти, регистрах или других подобных устройствах хранения, передачи или отображения информации вычислительной системы. Кроме того, термин "множество" может использоваться на протяжении описания изобретения для описания двух или более компонентов, устройств, элементов, параметров и пр.

Варианты осуществления настоящего изобретения можно использовать в различных приложениях. Хотя настоящее изобретение не ограничено в этом отношении, раскрытые здесь схемы и подходы можно использовать во многих устройствах, например персональных компьютерах (ПК), беспроводных устройствах или станциях, видео- или цифровых игровых устройствах или системах, системах сбора изображений, системах обработки, системах визуализации или отображения, цифровых системах отображения, системах связи и пр.

Рассмотрим фиг. 1А, где показана концептуальная иллюстрация беспроводной сети 10, действующей согласно вариантам осуществления изобретения. Сетью 10 может быть беспроводная сеть, беспроводная локальная сеть (WLAN) или беспроводная персональная сеть (WPAN), которая может действовать согласно Wireless Gigabit Alliance (WGA или WiGig) или другому стандарту беспроводной связи. WiGig предназначен для работы, по существу, в полосе (или спектре) 60 ГГц и передачи (в общем случае) сжатых данных со скоростью от сотен мегабит в секунду (Мбит/с) до нескольких гигабит в секунду (Гбит/с). (Полоса 60 ГГц может включать в себя передачи в диапазоне от около 56 ГГц до около 66 ГГц.) Хотя изобретение не ограничено в этом отношении, сеть 10 может включать в себя источник (или исходную станцию) 100 и множество пунктов назначения или получателей 201, 202, 203 (или большего или меньшего количества станций), которые способны осуществлять беспроводную связь друг с другом. Источник 100 и пункты назначения 201, 202, 203 можно называть беспроводными станциями (иногда обозначаемыми "STA" в различных беспроводных стандартах). Примерами источника 100 могут быть телевизионная приставка (STB), портативный или персональный компьютер (ПК), устройство воспроизведения DVD, устройство воспроизведения CD, устройство воспроизведения МР3, устройство цифровой видеозаписи (DVR), фотоаппарат или видеокамера, игровая консоль, сотовый телефон или смартфон, карманный персональный компьютер (КПК) и другие устройства. Примерами пунктов назначения 201, 202, 203 могут быть телевизоры, приемники, дисплеи, мониторы, громкоговорители, принтеры, портативные или персональные компьютеры, сотовые телефоны или смартфоны, карманные персональные компьютеры (КПК), проекторы и другие устройства. В состав сети 10 могут входить и другие сетевые устройства. На фиг. 1А показан источник 100, осуществляющий беспроводную передачу на пункты назначения 201, 202, 203, и такой передачей могут быть сообщения данных и передачи, как описано ниже. В свою очередь, пункты назначения 201, 202, 203 могут осуществлять беспроводную передачу сообщений обратно на источник 100 (хотя это не показано графически на фиг. 1А).

Рассмотрим фиг. 1B, которая является концептуальной иллюстрацией исходной станции 100 или станции 200 назначения (одного или более пунктов назначения 201, 202, 203) в сети 10, согласно вариантам осуществления изобретения. Такая станция может включать в себя блок 102 беспроводной связи (подключенный к антенне 103), вход 104, выход 106, процессор 108 и память 110. Хотя на фиг. 1B показаны исходная станция 100 и станция 200 назначения, не каждый источник и пункт назначения обязан включать в себя все вышеперечисленные блоки, и в сети исходная станция и станция назначения не обязаны быть одинаковыми или даже аналогичными. Используя такие блоки, источник 100 и/или пункт назначения 200 могут осуществлять связь друг с другом и другими беспроводными устройствами согласно вариантам осуществления изобретения, например, с использованием процессора 108 и блока 102 беспроводной связи (и, возможно, антенны 103) для передачи и/или приема сигналов (включающих в себя данные). Вход 104 и выход 106 также можно использовать для связи с другими устройствами. Память 110 может представлять собой компьютерно- или процессорно-считываемый носитель или компьютерный или процессорный носитель данных, например ОЗУ или ОЗУ, дисковод или флэш-память USB.

Рассмотрим фиг. 2, где показана концептуальная иллюстрация модели управления уровнями для беспроводного протокола. Различные протоколы компьютерных сетей моделируются такими моделями управления уровнями, как базовая модель OSI (взаимодействие открытых систем) (семиуровневая модель) и модель TCP/IP. Модель управления уровнями, представленная на фиг.2, включает в себя уровень 50 PHY (физический) и уровень 60 MAC (управления доступом к среде) (иногда считающийся "подуровнем") модели OSI и PAL (уровень адаптации протокола) 70, который используется согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для взаимодействия с уровнем MAC 60.

Согласно вариантам осуществления изобретения источник 100 осуществляет беспроводную передачу сигналов на один или более пунктов назначения 201, 202, 203 в формате множественной адресации (также именуемом "групповой адресацией"). Многоадресная передача может включать в себя передачу одного и того же потока данных на множественные пункты назначения. Протокол может управлять формированием, поддержанием и аннулированием группы многоадресной рассылки, состоящей из источника и пунктов назначения. В частности, такой протокол действует на уровне 70 адаптации протокола (PAL), который в некоторых вариантах осуществления может представлять собой аудио/визуальный (A/V) PAL. Ввиду потенциально тяжелых требований к ширине полосы, многоадресная передача может иметь пропускную способность в сотни мегабит в секунду (предпочтительно, по меньшей мере, 700 Мбит/с) или даже несколько гигабит в секунду (предпочтительно, по меньшей мере, 5 Гбит/с) и может подвергаться сжатию. Многоадресная доставка согласно вариантам осуществления изобретения предназначена учитывать то, что для беспроводных каналов связи характерны потери, но, ввиду отсутствия необходимости построения дерева множественной адресации между разными маршрутизаторами, ее конструкция упрощается. Также можно добиться различных других преимуществ.

Варианты осуществления способа могут использоваться или могут быть реализованы, например, источником 100 и пунктами назначения 201, 202, 203 в сети 10, или вычислительными системами и другими подходящими системами, или другими подходящими устройствами, станциями, узлами, системами и/или сетями беспроводной связи. Сеть 10 может включать в себя более трех пунктов назначения, но для простоты показано три.

Рассмотрим фиг. 3, которая является концептуальной иллюстрацией процедуры формирования или присоединения согласно вариантам осуществления изобретения. Источник 100 такой же, как описано выше; пункт назначения 200 представляет один или более пунктов назначения 201, 202, 203 с учетом того, что варианты осуществления протокола можно использовать для многоадресной передачи. В начале процедуры присоединения источник 100, также именуемый узлом-источником или владельцем группы многоадресной рассылки (MGO), может передавать сообщение управления PAL, именуемое приглашением 305 к присоединению к группе многоадресной рассылки ("сообщение приглашения"), либо в одноадресном режиме, либо в широковещательном режиме. Группу многоадресной рассылки можно однозначно идентифицировать в сообщении приглашения групповым MAC-адресом и ID PAL. Приняв сообщение 305 приглашения, пункт назначения (или узел назначения) 200 может отправить сообщение управления PAL, именуемое запросом 310 присоединения к группе многоадресной рассылки, на источник 100, который может в ответ отправить сообщение управления PAL, именуемое ответом 315 на запрос присоединения к группе многоадресной рассылки, который указывает, успешно ли завершилась процедура присоединения, и если нет, причины неудачи, например неверный групповой адрес или недоступность ресурса.

Рассмотрим фиг. 4, которая является концептуальной иллюстрацией процедуры поддержания согласно вариантам осуществления изобретения. После присоединения пункта назначения 200 к группе многоадресной рассылки он может периодически передавать сообщение 405 запроса подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки на источник 100. Источник 100 может в ответ отправлять сообщение 410 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки. Источник 100 также может периодически передавать данные 415 (или кадры данных) на пункт назначения 200. Если данные 415, переданные группе многоадресной рассылки (т.е. пункту назначения 200), приняты, но сообщение 410 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки не принято, пункт назначения 200 все еще считает себя частью группы многоадресной рассылки. Пункт назначения 200 перестанет 435 считать себя принадлежащим к группе многоадресной рассылки, если в течение периода простоя 425 от владельца группы многоадресной рассылки не будут приняты ни сообщение 410 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки, ни данные 415.

Рассмотрим фиг. 5, которая является концептуальной иллюстрацией процедуры выхода согласно вариантам осуществления изобретения. В ходе процедуры выхода из группы многоадресной рассылки пункт назначения 200 может передавать сообщение 505 запроса на выход из группы многоадресной рассылки на источник 100. Приняв сообщение 505 запроса на выход из группы многоадресной рассылки, источник 100 может в ответ отправлять сообщение 510 ответа на запрос выхода из группы многоадресной рассылки. Пункт назначения 200 прекращает принимать многоадресные пакеты 525 после приема сообщения 510 ответа на запрос выхода из группы многоадресной рассылки или по истечении периода простоя (не показан). Источник 100 может делать вывод о выходе пункта назначения 200 из группы 520 многоадресной рассылки после передачи сообщения 510 ответа на запрос выхода из группы многоадресной рассылки.

Рассмотрим фиг. 6А-6B, которые являются концептуальными иллюстрациями процедур аннулирования согласно вариантам осуществления изобретения. Источник 100 может прекращать участие одного или более пунктов назначения (фиг. 6А) или аннулировать всю группу многоадресной рассылки (фиг. 6B). Согласно фиг. 6А источник 100 может передавать сообщение 605 аннулирования группы многоадресной рассылки, которое может включать в себя индивидуальный МАС-адрес (например, D201), и этот пункт назначения (пункт назначения 201) аннулируется. Затем пункт назначения 201 делает вывод о своем аннулировании 535. На фиг. 6А также показано, что источник 100 может аннулировать пункт назначения 202 путем передачи сообщения 615 аннулирования группы многоадресной рассылки, которое может включать в себя индивидуальный МАС-адрес (например, D202). Затем пункт назначения 202 делает вывод о своем аннулировании 545. Согласно фиг. 6В источник 100 может передавать сообщение 625 аннулирования группы многоадресной рассылки, которое может включать в себя групповой МАС-адрес (например, D201/D202/D203), и эти пункты назначения (пункты назначения 201, 202, 203) делают вывод о своем аннулировании 555. Варианты осуществления, показанные на фиг. 6А и 6B, можно объединять, например, в сети пяти пунктов назначения, аннулируя отдельно два пункта назначения (как на фиг. 6А) и затем аннулируя оставшиеся три пункта назначения совместно (как на фиг. 6B). Кроме того, процедуры выхода и аннулирования аналогичны друг другу, но инициируются разными станциями.

Рассмотрим фиг. 7, которая является концептуальной диаграммой состояний протокольных процедур согласно вариантам осуществления изобретения. Пункт назначения 200, первоначально не являющийся 710 членом, выполняет процедуру 725 присоединения и, в случае успеха, становится 720 членом. Чтобы оставаться 720 членом, пункт назначения 200 может принимать данные или принимать сообщение 735 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки в течение периода простоя. В противном случае пункт назначения 200 может выйти из группы 745 или аннулироваться 745, или не принимать данные 745, или сообщение 745 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки в течение периода простоя.

Рассмотрим фиг. 8, где показана логическая блок-схема, иллюстрирующая протокольные процедуры согласно вариантам осуществления изобретения. Варианты осуществления способа могут использоваться или могут быть реализованы, например, вычислительной системой 100 или другой подходящей системой. В операции 802 источник 100 может передавать сообщение 305 приглашения к присоединению к группе многоадресной рассылки, и в операции 804 пункт назначения 200 может передавать сообщение 310 запроса присоединения к группе многоадресной рассылки. Операция 806 спрашивает, успешно ли завершилась процедура присоединения. Если нет, в операции 808 источник 100 может передавать ответ 315 на запрос присоединения к группе многоадресной рассылки, который указывает причину неудачи. Если процедура присоединения завершилась успешно, операция 810 может передавать ответ 315 на запрос присоединения к группе многоадресной рассылки, который указывает успех, и в операции 812 пункт назначения 200 может становиться членом группы многоадресной рассылки.

Чтобы оставаться членом группы многоадресной рассылки, в операции 814 источник 100 может определять, передает ли пункт назначения 200 сообщение 405 запроса подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки в течение определенного периода простоя. Если нет, в операции 830 пункт назначения 200 перестает принадлежать группе многоадресной рассылки. Если пункт назначения 200 передает сообщение 405 запроса подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки в течение определенного периода простоя, в операции 816 пункт назначения 200 может определять, принимает ли он сообщение 410 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки или данные 415 в течение периода простоя. Если нет, в операции 830 пункт назначения 200 перестает принадлежать группе многоадресной рассылки. Если пункт назначения 200 принимает сообщение 410 ответа на запрос подтверждения принадлежности к группе многоадресной рассылки или данные 415 в течение периода простоя, в операции 818 источник 100 может определять, передает ли пункт назначения 200 сообщение 505 запроса на выход из группы многоадресной рассылки. Если да, в операции 820 источник 100 может в ответ отправлять сообщение 510 ответа на запрос выхода из группы многоадресной рассылки, и в операции 830 пункт назначения 200 перестает принадлежать группе многоадресной рассылки. Если пункт назначения 200 не передает сообщение 505 запроса на выход из группы многоадресной рассылки, в операции 822 пункт назначения 200 может определять, передает ли источник 100 сообщение 605, 615 аннулирования группы многоадресной рассылки с индивидуальным MAC-адресом пункта назначения или сообщение 625 аннулирования группы многоадресной рассылки с групповым MAC-адресом. Если да, в операции 830 пункт назначения 200 перестает принадлежать группе многоадресной рассылки. Если нет, пункт назначения 200 остается в группе многоадресной рассылки, и цикл возвращается к операции 814. Хотя, согласно описанию, принятие решений в блоках 806, 814, 816, 818 и 822 принятия решения осуществляется либо источником 100, либо пунктом назначения 200, решение может приниматься любой другой станцией или совместно, в зависимости от контекста принятия решения, какая станция передает и какая принимает, и необходимости ответа на передаваемые сообщения (например, некоторые сообщения требуют ответа, тогда как другие, например, сообщение 605, 615 аннулирования группы многоадресной рассылки, нет). Помимо логической блок-схемы, включенной в фиг. 8, можно использовать другие операции последовательности операций. Кроме того, фактический порядок выполнения операций может не играть решающую роль.

Возвращаясь к фиг. 1B, в соответствии с вариантами осуществления изобретения процессор 108 и блок 102 беспроводной связи (и, возможно, антенна 103) в источнике 100 и/или пункте назначения 200 могут передавать и принимать беспроводные многоадресные сигналы согласно протоколу управления множественной адресацией уровня адаптации протокола. Уровень адаптации протокола может представлять собой аудио/визуальный уровень адаптации протокола, который располагается над уровнем MAC. Протокол управления множественной адресацией может включать в себя процедуры формирования, поддержания и аннулирования. Действуя в качестве исходной станции, процессор 108 может предписывать блоку 102 беспроводной связи передавать данные и различные сообщения группы многоадресной рассылки, например, приглашающие пункт назначения 200 присоединиться к группе многоадресной рассылки, сигнализирующие успех в случае успешного завершения процедуры присоединения, подтверждающие членство в группе в ходе поддержания, подтверждающие выход станции назначения из группы или аннулирующие членство в группе. Действуя в качестве станции назначения, процессор 108 может предписывать блоку 102 беспроводной связи передавать различные сообщения, например, отвечающие на приглашение присоединиться к группе многоадресной рассылки, подтверждающие членство в группе в ходе поддержания и запрашивающие выход из группы. На станциях обоих типов процессор 108 может обрабатывать сообщения и/или данные, принятые через блок 102 беспроводной связи, и может взаимодействовать с памятью 110, входом 104 и выходом 106.

Варианты осуществления изобретения могут включать в себя изделие, например компьютерно- или процессорно-считываемый носитель, или компьютерный, или процессорный носитель данных, например память, дисковод или флэш-память USB, где закодированы, заключены или сохранены инструкции, которые при выполнении на процессоре или контроллере осуществляют раскрытые здесь способы. Такие варианты осуществления также могут доставляться и/или переноситься на компьютер через сеть, например Интернет.

Хотя изобретение описано в отношении ограниченного количества вариантов осуществления, очевидно, что возможны многочисленные вариации, модификации и другие применения изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя другие устройства для осуществления описанных здесь операций. Такие устройства могут объединять в себе рассмотренные элементы или могут содержать альтернативные компоненты того же назначения. Специалистам в данной области техники очевидно, что нижеследующая формула изобретения призвана охватывать все подобные модификации и изменения, если они соответствуют истинной сущности изобретения.

Изобретение относится к средствам поддержки беспроводной многоадресной передачи. Технический результат заключается в обеспечении управления связью с помощью процедур формирования, поддержания и аннулирования PAL, обеспечивая возможность сообщения, в качестве обратной связи, причин неудачи процедуры формирования и/или обеспечивая возможность определения продолжающегося существования потока данных. Способ и система включают в себя исходную станцию для обеспечения беспроводной многоадресной передачи на множество станций назначения согласно протоколу управления множественной адресацией уровня адаптации протокола. Уровень адаптации протокола может располагаться над уровнем MAC. Протокол управления множественной адресацией включает в себя процедуры формирования, поддержания и ликвидации. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ осуществления связи в соответствии с протоколом управления уровнем адаптации протокола (PAL), содержащий:
осуществление связи посредством сигналов беспроводной связи с помощью устройства беспроводной связи согласно протоколу управления уровнем адаптации протокола (PAL), причем PAL находится над уровнем управления доступом к среде (MAC), протокол управления PAL включает в себя процедуры формирования, поддержания и аннулирования, при этом процедура формирования включает в себя:
осуществление связи с помощью устройства беспроводной связи посредством сообщения запроса и
осуществление связи с помощью устройства беспроводной связи посредством сообщения ответа, причем сообщение ответа является ответным на сообщение запроса, при этом сообщение ответа включает в себя указание того, является ли процедура формирования успешной, и, если процедура формирования не является успешной, указание одной или более причин неудачи процедуры формирования,
при этом осуществление связи посредством сигналов беспроводной связи согласно протоколу управления PAL содержит вхождение в процедуру поддержания PAL путем определения продолжающегося существования потока данных, основываясь, по меньшей мере, на том, было ли принято сообщение от удаленного устройства в течение заранее заданного периода времени.

2. Способ по п. 1, в котором осуществление связи посредством сообщения запроса содержит передачу сообщения запроса и осуществление связи посредством сообщения ответа содержит прием сообщения ответа.

3. Способ по п. 1, в котором осуществление связи посредством сообщения запроса содержит прием сообщения запроса, и осуществление связи посредством сообщения ответа содержит передачу сообщения ответа.

4. Способ по п. 1, в котором указание одной или более причин неудачи процедуры формирования включает в себя, по меньшей мере, указание неудачи из-за недоступности ресурса.

5. Способ по п. 1, в котором уровень адаптации протокола содержит аудио/визуальный уровень адаптации протокола.

6. Способ по п. 1, в котором процедура аннулирования включает в себя передачу сообщения аннулирования PAL.

7. Способ по п. 1, в котором определение продолжающегося существования потока данных дополнительно основывается на том, были ли приняты данные от удаленного устройства в течение упомянутого заранее заданного периода времени.

8. Способ по п. 1, содержащий осуществление связи посредством сигналов беспроводной связи в спектре 60 ГГц.

9. Способ по п. 1, содержащий осуществление связи посредством сигналов беспроводной связи с пропускной способностью, по меньшей мере, 700 Мбит/с.

10. Способ по п. 9, содержащий осуществление связи посредством сигналов беспроводной связи с пропускной способностью, по меньшей мере, приблизительно 5 Гбит/с.

11. Способ по п. 1, содержащий беспроводную передачу данных потока данных, основываясь на процедуре формирования.

12. Устройство, содержащее блок беспроводной связи, выполненный с возможностью осуществлять связь в соответствии с протоколом управления уровнем адаптации протокола (PAL), при этом устройство содержит средства, сконфигурированные для выполнения способа по любому из пп. 1-11.

13. Устройство по п. 12, дополнительно содержащее антенну для беспроводного обмена сигналами беспроводной связи с по меньшей мере одним удаленным устройством.

14. Машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, которые при их исполнении одним или более процессорами приводят к выполнению действий способа по любому из пп. 1-11.