Способ и устройство передачи и приема данных унаследованных форматов в беспроводной сети с высокой пропускной способностью

Изобретение относится к способам и устройствам для передачи и приема данных унаследованного формата в беспроводной сети с высокой пропускной способностью. Технический результат заключается в повышении производительности использования сети. Способ передачи данных унаследованного формата в беспроводной сети с высокой пропускной способностью (НТ) содержит этапы, на которых осуществляют доступ к беспроводной сети; принимают первые данные, совместимые с первым протоколом, причем первые данные передаются первой станцией, осуществившей доступ к беспроводной сети; и передают вторые данные, совместимые со вторым протоколом, первой станции, при этом первый протокол обратно совместим со вторым протоколом. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к беспроводной сети и, более конкретно, к способам и устройствам передачи и приема данных унаследованных форматов в беспроводной сети с высокой пропускной способностью.

Уровень техники

В последнее время все возрастает спрос на сверхскоростные сети связи благодаря широкому распространению публичного использования Интернета и быстрому возрастанию объемов мультимедийных данных. С тех пор, как локальные вычислительные сети (далее упоминаемые как ЛВС) появились в конце 80-х гг., скорость передачи данных существенно возросла с примерно 1 Мбит/с до примерно 100 Мбит/с. Таким образом, высокоскоростная передача по сетям Ethernet приобрела популярность и повсеместное распространение. В настоящее время проводятся интенсивные исследования по гигабитным сетям Ethernet. Все возрастающий интерес к беспроводным сетевым соединениям и связи послужил причиной исследования и развития беспроводных ЛВС (далее упоминаемых как БЛВС) и существенно повысил доступность БЛВС для потребителей. Хотя применение БЛВС может снижать производительность вследствие более низкой скорости передачи данных и меньшей стабильности в сравнении с проводными ЛВС, БЛВС имеют различные преимущества, в том числе возможность работы в беспроводных сетях, большую мобильность и т.п. Следовательно, рынки БЛВС постепенно растут.

Вследствие потребности в большей скорости передачи данных и развития беспроводных технологий первоначальный стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.11, который задает скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с, развился в усовершенствованные стандарты, в том числе IEEE 802.11a, 802.11b и 802.11g. Стандарт IEEE 802.11g, который использует скорость передачи данных 6-54 Мбит/с в частотном диапазоне Национальной информационной инфраструктуры 5 ГГц (NII), применяет мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) в качестве технологии передачи. С возрастанием публичного интереса к передаче OFDM и использованию 5-гигагерцовой полосы частот гораздо большее внимание уделяется стандарту IEEE 802.11g и технологии передачи OFDM, чем другим беспроводным стандартам.

Недавно появились беспроводные Интернет-услуги, использующие БЛВС, так называемая Nespot, предложенные корейской корпорацией Korea Telecommunication (KT). Услуги Nespot предоставляют доступ в Интернет с помощью БЛВС согласно стандарту IEEE 802.11b, часто называемому Wi-Fi (высокое качество беспроводной связи). Стандарты связи для систем беспроводной передачи данных подготовлены и опубликованы, либо исследуются и обсуждаются, в том числе широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA), IEEE 802.11x, Bluetooth, IEEE 802.15.3 и т.д., которые известны как стандарты связи третьего поколения (3G). Наиболее широко известным и самым экономичным стандартом беспроводной передачи данных является IEEE 802.11b, из серии IEEE 802.11x. Стандарт БЛВС IEEE 802.11b обеспечивает передачу данных на максимальной скорости 11 Мбит/с и применяет промышленный, научный и медицинский частотный диапазон 2,4 ГГц (ISM), который может быть использован ниже заранее определенного электрического поля без разрешения. С учетом широкого применения в последнее время стандарта БЛВС IEEE 802.11a, который предоставляет максимальную скорость передачи данных в 54 Мбит/с в 5-гигагерцовом частотном диапазоне посредством использования OFDM, IEEE 802.11g разработан как расширение стандарта IEEE 802.11a для передачи данных в 2,4-гигагерцовом частотном диапазоне с помощью OFDM, и он интенсивно исследуется.

Ethernet и БЛВС, которые широко используются в настоящее время, применяют метод множественного доступа с контролем несущей (CSMA). Согласно методу CSMA определяется, используется ли канал. Если канал не используется, т.е. если канал свободен, то данные передаются. Если канал занят, повторная передача данных осуществляется после того, как истек заранее определенный период времени. Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD), который является усовершенствованием метода CSMA, используется в проводной ЛВС, тогда как метод множественного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA) используется в беспроводной пакетной передаче данных. В методе CSMA/CD станция приостанавливает передачу сигналов, если обнаружен конфликт в ходе передачи. В сравнении со способом CSMA, который предварительно проверяет, занят ли канал, перед передачей данных, в методе CSMA/CD станция приостанавливает передачу сигналов, когда обнаружен конфликт в ходе передачи сигналов, и передает сигнал наличия конфликта другой станции, чтобы сообщить ей о возникновении конфликта. После передачи сигнала наличия конфликта станция имеет случайный период задержки на отсрочку передачи и повторно запускает передачу сигналов. В методе CSMA/CD станция не передает данные сразу после того, как канал освобождается, и имеет случайный период задержки на отсрочку передачи заранее определенной длительности до передачи, чтобы избежать конфликтов по сигналам. Если в ходе передачи возникает конфликт по сигналам, продолжительность периода задержки на отсрочку передачи увеличивается в два раза, тем самым, дополнительно снижая вероятность конфликтов.

Метод CSMA/CA классифицируется на физический контроль несущей и виртуальный контроль несущей. Физический контроль несущей означает физический контроль активных сигналов в беспроводной среде. Виртуальный контроль несущей осуществляется таким образом, чтобы информация, касающаяся продолжительности занятости среды, задавалась модулю данных протокола уровня доступа к среде (MAC)/модулю служебных данных физического (PHY) уровня (MPDU/PSDU), и передача данных в таком случае начиналась после того, как истек оцененный период. Тем не менее, если MPDU/PSDU не может быть интерпретирован, механизм виртуального контроля несущих не может быть применен.

IEEE 802.11n предоставляет покрытие сетей IEEE 802.11 при 5 ГГц и сетей IEEE 802.11g при 2,4 ГГц и обеспечивает возможность совместного использования станций с различными скоростями передачи данных. Для работы станций с различными скоростями передачи данных с использованием метода CSMA/CA станции должны интерпретировать MPDU/PSDU. Тем не менее, некоторые станции, т.е. устаревшие станции, зачастую не могут обрабатывать передаваемые и принимаемые данные на высоких скоростях. В этом случае устаревшие станции не могут выполнять виртуальный контроль несущей.

Фиг.1 - это структура данных модуля данных протокола конвергенции физического уровня (PLCP) (PPDU) формата предшествующего уровня техники, заданного протоколом IEEE 802.11a. PPDU включает в себя PLCP-заголовок и модуль служебных данных физического уровня (PSDU). Поле 3 скорости передачи данных и поле 4 длины данных используются для того, чтобы определять длину поля данных, которое соответствует PLCP-заголовку PPDU. Поле 3 скорости передачи данных и поле 4 длины данных также используются для того, чтобы определять время приема или передачи данных, тем самым, осуществляя виртуальный контроль несущей. Помимо этого, в случае, когда модуль данных протокола обмена сообщениями (MPDU) точно фильтруется от принимаемого PPDU, поле Dur/ID, которое является одним из полей заголовков MPDU, интерпретируется, и среда виртуально определяется как занятая в течение предполагаемого периода времени использования среды. В случае, когда ошибочно интерпретируется только поле преамбулы и поле сигнала принимаемого кадра PPDU, среда может попытаться осуществить передачу данных посредством отсрочки передачи на заранее определенный расширенный межкадровый интервал (EIFS), который больше межкадрового интервала функции распределенной координации (DCF) (DIFS), поэтому равнодоступность для доступа к среде всех станций, имеющихся в DCF, не обеспечивается.

В сети, где совместно используются существующая станция, применяющая традиционный протокол (или устаревшая станция), и станция с высокой пропускной способностью (HT), устаревшая станция может быть модернизирована для передачи и приема HT-данных. Тем не менее, устаревшая станция, или традиционная станция, не может осуществлять виртуальный контроль несущей, поскольку эта станция не может интерпретировать поле Dur/ID, присутствующее в данных, которые переданы и приняты посредством HT-станции.

Фиг.2 - это схема, иллюстрирующая то, что устаревшая станция с низкой скоростью передачи данных не допускает выполнение виртуального контроля несущей, когда совместно используется множество станций, имеющих различные возможности передачи.

Станция 101 с высокой пропускной способностью в передающем устройстве (обозначенная HT STA передающего устройства) - это станция, соответствующая протоколам IEEE 802.11n и работающая с помощью методики связывания каналов или методики с многоканальным входом и многоканальным выходом (MIMO). Связывание каналов - это механизм, в котором кадры данных одновременно передаются по двум соседним каналам. Другими словами, согласно методике связывания каналов, поскольку два соседних канала связываются в ходе передачи данных, создается расширение каналов. MIMO-методика - это один тип технологии адаптивной антенной решетки, которая электронно контролирует направленность с помощью множества антенн. Конкретно, в MIMO-системе направленность улучшается с помощью множества антенн посредством сужения диаграммы направленности антенны, тем самым, формируя множество трактов передачи, которые независимы друг от друга. Следовательно, скорость передачи данных устройства, которое применяет MIMO-систему, увеличивается во столько раз, сколько имеется антенн в MIMO-системе. В этом отношении, когда данные передаются/принимаются с помощью методики связывания каналов или MIMO, поддерживающие ее станции могут считывать передаваемые/принимаемые данные, но не поддерживающие ее станции, т.е. устаревшие станции, не могут считывать передаваемые/принимаемые данные. Физический контроль несущей дает возможность физическому уровню сообщать MAC-уровню о том, занят или свободен канал, посредством обнаружения того, принял ли физический уровень заранее определенный уровень мощности приема. Таким образом, физический контроль несущей ассоциативно связан с интерпретированием передаваемых и принимаемых данных.

Если HT STA 101 передающего устройства передает HT-данные, HT STA 102 приемного устройства принимает HT-данные и передает HT-подтверждение приема (ACK) HT STA 101 передающего устройства в ответ на принятые HT-данные. Дополнительная HT STA 103 может интерпретировать HT-данные и HT ACK. В период, в течение которого HT-данные и HT ACK передаются и принимаются, равный вектору резервирования сети (NAV), среда считается занятой. Затем дополнительная HT STA 103 ожидает DIFS по истечению периода времени NAV, после чего выполняет случайную отсрочку передачи и, в заключение, передает данные.

Между тем, устаревшая станция 201 - это станция, соответствующая протоколам IEEE 802.11a, 802.11b или 802.11g, но не имеющая возможности интерпретировать HT-данные. Таким образом, после того как период HT ACK проверен посредством физического контроля несущей, устаревшая станция 201 ждет период EIFS и затем выполняет отсрочку передачи. Таким образом, устаревшая станция 201 ждет дольше других станций, т.е. HT STA 101 передающего устройства, HT STA 102 приемного устройства и дополнительной HT STA 103 до резервирования среды, тем самым, негативно влияя на эффективность передачи данных.

Стандарт IEEE 802.11 задает, что активный управляющий кадр, такой как ACK, кадр готовности передачи (RTS) или кадр готовности приема (CTS), передается на той же скорости передачи, что и непосредственно предшествующий ему кадр. Тем не менее, если активный управляющий кадр не может быть передан на той же скорости передачи, что и непосредственно предшествующий ему кадр, он должен быть передан на наивысшей скорости в базовом наборе служб (BSS), как определено в стандарте IEEE 802.11. Помимо этого, в отличие от унаследованного формата данных, HT-данные имеют дополнительные поля HT-преамбулы и HT-сигналов, что приводит к увеличению передачи служебных сигналов PPDU, что может привести к тому, что ACK-кадр ухудшит производительность в сравнении с PPDU унаследованного формата. Т.е. длина PPDU унаследованного формата, соответствующего стандарту IEEE 802.11a, составляет примерно 20 мкс, тогда как длина нового HT PPDU составляет примерно 40 мкс и более.

Следовательно, существует потребность в повышении производительности использования сети посредством передачи данных унаследованного формата, к примеру, ACK-кадра, без HT-преамбулы, когда устаревшая станция не может интерпретировать данные, передаваемые от HT-станции, что может нарушить корректность выполнения виртуального контроля несущей.

Описание чертежей

Фиг.1 - это схематичное представление PPDU формата предшествующего уровня техники, задаваемого протоколом IEEE 802.11.

Фиг.2 - это схема, иллюстрирующая то, что устаревшая станция с низкой скоростью передачи данных не допускает выполнение виртуального контроля несущей, когда в сети совместно используется множество станций, имеющих различные возможности передачи.

Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая способ передачи активного кадра посредством применения устаревшего способа, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - это схема, иллюстрирующая структуры данных PPDU, передаваемых и принимаемых посредством HT-станции.

Фиг.5 - это схема, иллюстрирующая процедуру, в которой приемное устройство передает унаследованный активный кадр, когда передающее устройство передает HT-данные с помощью связывания каналов, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - это схема, иллюстрирующая процедуру, в которой приемное устройство передает унаследованный активный кадр, когда передающее устройство передает HT-данные с помощью связывания каналов, согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 - это схема, показывающая процедуру, в которой приемное устройство передает унаследованный активный кадр, когда передающее устройство передает HT-данные без использования связывания каналов.

Фиг.8 - это схема, иллюстрирующая HT-станцию передачи данных унаследованного формата согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 - это блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру, при которой HT-станция принимает HT-кадр и передает унаследованный кадр в качестве ответа, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Техническая задача

Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство обеспечения возможности устаревшей станции осуществлять виртуальный контроль несущей, когда множество станций с разнородными возможностями совместно используются в беспроводной сети.

Настоящее изобретение также предоставляет способ и устройство для передачи и приема данных унаследованного формата в беспроводной сети с высокой пропускной способностью.

Вышеуказанные цели, а также другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения должны стать понятными специалистам в данной области техники после ознакомления с последующим описанием.

Техническое решение

Настоящее изобретение относится к беспроводной сети и, более конкретно, к способам и устройствам передачи и приема данных унаследованных форматов в беспроводной сети с высокой пропускной способностью.

Согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ передачи данных унаследованного формата в беспроводной сети с высокой пропускной способностью (HT), при этом способ содержит этапы, на которых осуществляют доступ к беспроводной сети, принимают первые данные, совместимые с первым протоколом, причем первые данные передаются первой станцией, осуществившей доступ к беспроводной сети, и передают вторые данные, совместимые со вторым протоколом, первой станции, при этом первый протокол обратно совместим со вторым протоколом.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ приема данных унаследованного формата в беспроводной сети с высокой пропускной способностью (HT), при этом способ содержит этапы, на которых осуществляют доступ к беспроводной сети, передают первые данные, совместимые с первым протоколом, первой станции, соединенной с беспроводной сетью, и принимают вторые данные, совместимые со вторым протоколом, от первой станции, при этом первая станция обратно совместима со вторым протоколом.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрено устройство передачи и приема данных унаследованного формата в беспроводной сети с высокой пропускной способностью (HT), при этом устройство содержит передающее устройство, которое передает первые данные, совместимые с первым протоколом, или вторые данные, совместимые со вторым протоколом, беспроводной сети, при этом первая станция обратно совместима со вторым протоколом, приемное устройство, которое принимает данные от беспроводной сети, и модуль управления устаревшей передачей, который управляет передающим устройством, чтобы передавать вторые данные в соответствии со вторым протоколом.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, предусмотрен способ передачи данных в беспроводной сети, при этом способ содержит этапы, на которых осуществляют доступ к беспроводной сети, принимают первые данные согласно связыванию каналов, при этом первые данные передаются от первой станции, подключенной к беспроводной сети, и передают кадр подтверждения приема (ACK) посредством каждого из каналов, используемых для связывания каналов.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предусмотрено беспроводное сетевое устройство, содержащее приемное устройство, которое осуществляет доступ к беспроводной сети и принимает первые данные согласно связыванию каналов, при этом первые данные передаются от первой станции, подключенной к беспроводной сети, и передающее устройство, которое передает кадр подтверждения приема (ACK) посредством каждого из каналов, ассоциативно связанных со связыванием каналов.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение и варианты его осуществления будут более понятными при прочтении последующего подробного описания примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Тем не менее, настоящее изобретение может быть осуществлено во многих других формах и не должно рассматриваться как ограниченное примерными вариантами осуществления, изложенными в данном описании. Вместо этого, данные примерные варианты осуществления предусмотрены с тем, чтобы сущность предлагаемого изобретения была исчерпывающей и полной и полностью выражала идею изобретения специалистам в данной области техники, и объем предлагаемого изобретения полностью определен прилагаемой формулой изобретения. Аналогичные ссылочные позиции означают аналогичные элементы по всему тексту описания.

Далее описывается способ и устройство передачи и приема данных унаследованного формата в беспроводной сети HT со ссылкой на иллюстрации блок-схем последовательности операций способов согласно примерным вариантам осуществления изобретения. Следует понимать, что каждый этап иллюстраций блок-схем последовательности операций способа и сочетания этапов иллюстраций блок-схем последовательности операций способа могут быть реализованными вычислительными программными инструкциями. Эти вычислительные программные инструкции могут быть предоставлены процессору вычислительной машины общего назначения, вычислительной машины специального назначения или другому программируемому устройству обработки данных, чтобы сгенерировать машину, с тем, чтобы инструкции, которые исполняются посредством процессора вычислительной машины или другого программируемого устройства обработки данных, создавали средство реализации функций, указанных на этапе или этапах блок-схемы последовательности операций способа. Эти вычислительные программные инструкции также могут быть сохранены в машиноиспользуемой или машиночитаемой памяти, которая может управлять вычислительной машиной или другим программируемым устройством обработки данных, чтобы функционировать аналогичным способом, с тем, чтобы инструкции, сохраненные в машиноиспользуемой или машиночитаемой памяти, генерировали продукт производства, содержащий средство инструктирования, которое реализует функцию, указанную на этапе или этапах блок-схемы последовательности операций. Вычислительные программные инструкции также могут быть загружаемы в вычислительную машину или другое программируемое устройство обработки данных, чтобы инструктировать последовательности операционных этапов, быть выполняемыми на вычислительной машине или другом программируемом устройстве, чтобы генерировать машинореализуемый процесс, с тем, чтобы инструкции, которые исполняются на вычислительной машине или другом программируемом устройстве, предоставляли этапы реализации функций, указанных на этапе или этапах блок-схемы последовательности операций способа.

Каждый этап иллюстраций блок-схемы последовательности операций способа может представлять модуль, сегмент или часть кода, которые содержат одну или более исполняемых инструкций для реализации указанных логических функций. Следует также отметить, что в некоторых альтернативных реализациях функции, указанные на этапах, могут выполняться в другой последовательности. Например, два этапа, показанные друг за другом, могут фактически быть исполняемыми практически одновременно, или этапы могут иногда быть исполняемыми в обратном порядке, в зависимости от включенной функциональности.

Беспроводные сети HT согласно примерным вариантам осуществления настоящего изобретения включают в себя беспроводные сети, допускающие передачу и прием HT-данных, к примеру, беспроводную сеть HT, совместимую с протоколом IEEE 802.11n, беспроводную сеть, имеющую совместимость с одним из стандартов IEEE 802.11a, 802.11b и 802.11g унаследованного формата и т.д.

Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая способ передачи активного кадра посредством применения устаревшего способа, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. HT-станции 101, 102 и 103 и устаревшая станция 201 совместно используются в беспроводной сети. При работе S10 HT-станция 101 передающего устройства передает HT-данные HT-станции 102 приемного устройства. Как описано выше, HT-данные означают данные, передаваемые на высокой скорости с помощью методики связывания каналов или MIMO. Станции HT (с высокой пропускной способностью) включают в себя станции, применяющие протокол, обеспечивающий возможность высокоскоростной передачи данных, к примеру, станции, совместимые с протоколом IEEE 802.11n. Поскольку HT-станция 102 приемного устройства и дополнительная HT-станция 103 могут интерпретировать HT-данные, они осуществляют виртуальный контроль несущей. Тем не менее, поскольку устаревшая станция 201 не допускает интерпретирование HT-данных, она не может осуществлять виртуальный контроль несущей. Вместо этого устаревшая станция определяет, что среда в настоящий момент занята, тем самым, осуществляя физический контроль несущей. После завершения передачи HT-данных начинается операция S11, и может быть выполнена отсрочка передачи после ожидания в течение периода EIFS.

Если HT-станция 101 передающего устройства завершает передачу HT-данных, процедура переходит к операции S11. В это время HT-станция 102 приемного устройства передает унаследованный активный кадр по истечении периода SIFS. Унаследованный активный кадр - это ACK-кадр, сгенерированный согласно протоколу 802.11a, 802.11b или 802.11g. Унаследованный активный кадр может быть передан и принят и от устаревшей станции, и от HT-станции. После приема каждого унаследованного активного кадра каждая из HT-станций 101, 102, 103 интерпретирует унаследованный активный кадр, и когда унаследованный активный кадр завершается, HT-станции 101, 102 и 103 переходят к этапу S12 и выполняют процедуру отсрочки передачи по истечении периода DIFS.

Помимо этого, поскольку устаревшая станция допускает интерпретацию устаревшего, но не допускает интерпретацию HT-данных, разрешено ожидать в течение периода DIFS на этапе S12, чтобы запретить устаревшей станции 201 выполнение процедуры отсрочки передачи. Следовательно, устаревшая станция 201 имеет возможность принимать участие в процедуре отсрочки передачи так же, как и HT-станции 101, 102 и 103, тем самым, не допуская снижения производительности.

Фиг.4 - это схема, иллюстрирующая структуру PPDU, передаваемого и принимаемого HT-станцией, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

HT-станция предоставляет возможность передачи и приема данных двумя путями. Поскольку два пути начинаются с унаследованных преамбул, два пути структурированы таким образом, чтобы быть интерпретированными устаревшими станциями.

PPDU (модуль данных протокола PLCP) (30) унаследованного формата включает в себя L-STF (унаследованное короткое обучающее поле), L-LTF (унаследованное длинное обучающее поле) и L-SIG (унаследованное поле сигнала), а также рабочие данные DATA. Аналогично фиг.1, L-SIG включает в себя скорость передачи данных, зарезервированные биты, биты длины, четности и концевую комбинацию битов. PPDU унаследованного формата имеет рабочие данные DATA после L-STF, L-LTF, L-SIG. L-STF, L-LTF, L-SIG содержат информацию, касающуюся регулирования мощности, сигнала и т.д., соответственно. Унаследованные данные следуют после устаревшей преамбулы. Таким образом, унаследованная преамбула 30 может быть интерпретирована и HT-станцией, и устаревшей станцией.

Когда PPDU 40 имеет HT-преамбулу, добавленную к унаследованной преамбуле, HT-станция считает PPDU 40 HT-данными. HT-преамбула содержит информацию, касающуюся HT-данных. HT-преамбула состоит из HT-SIG, HT-STF и HT-LTF. HT-SIG состоит из нескольких полей, включающих в себя длину HT-данных (Length), MCS-информацию, задающую схему кодирования и модуляции (MSC), биты, задающие наличие улучшенного кодирования, пакет зондирования, указывающий, была ли выполнена передача по всем антеннам (Sounding Packet), число HT-LTF в переданном PPDU (Number Of HT-LTF), короткий GI, задающий, применяется ли короткий защитный интервал к области данных кадра (Short GI), начальное значение скремблера (ScramblerINIT), информацию, указывающую на то, преобразован PPDU в сигнал с полосой пропускания в 20 или 40 МГц (20/40 BW), и поле CRC для проверки ошибок. HT-данные следуют за HT-SIG, содержащим вышеуказанную информацию, HT-STF и HT-LTF столько, сколько HT-LTF, указанных в HT-SIG.

Как показано на фиг.4, если короткие данные передаются в HT PPDU 40, вызывается существенное расширение HT-преамбулы, тем самым значительно увеличивая передачу служебных сигналов. Таким образом, чтобы передавать кадры, включающие в себя только короткие данные, к примеру, управляющие кадры, эффективно использовать унаследованный PPDU 30. Помимо этого, унаследованный PPDU 30 дает возможность устаревшей станции осуществлять виртуальный контроль несущей, когда устаревшая станция используется в беспроводной сети.

Фиг.5 - это схема, иллюстрирующая процедуру, в которой приемное устройство передает унаследованный активный кадр, когда передающее устройство передает HT-данные с помощью связывания каналов, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Когда передающее устройство выбирает два соседних канала с текущим каналом, т.е. текущий канал и идущий сразу за ним канал и непосредственно предшествующий канал и текущий канал, связанные друг с другом, и передает это приемному устройству, приемное устройство принимает это и передает унаследованный активный кадр каждому каналу. Фиг.5 показывает пример, в котором каждая антенна не допускает обработку различных каналов. HT-станция приемного устройства использует режим перекрытия, в котором данные, содержащие унаследованный активный кадр 30, перекрываются из нижнего субканала к верхнему субканалу посредством одиночной антенны 181.

В этом случае унаследованный активный кадр 30 может быть передан посредством верхнего и нижнего субканалов. Помимо этого, унаследованный активный кадр 30 может быть принимаем посредством HT-станций и унаследованных станций, используемых в верхнем и нижнем субканалах. PPDU, включающий в себя унаследованный активный кадр, состоит из L-STF (унаследованного короткого обучающего поля), L-LTF (унаследованного длинного обучающего поля), L-SIG (унаследованного поля сигнала) и рабочих данных DATA (унаследованных данных), как описано выше со ссылкой на фиг.4.

Фиг.6 - это схема, показывающая процедуру, в которой приемное устройство передает унаследованный активный кадр, когда передающее устройство передает HT-данные с помощью связывания каналов, согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором антенны 181 и 182 передают данные различным каналам, в отличие от фиг.5. Когда передающее устройство выбирает два соседних канала с текущим каналом, т.е. текущий канал и идущий сразу за ним канал и непосредственно предшествующий канал и текущий канал, связанные друг с другом, и передает это приемному устройству, приемное устройство принимает это и передает унаследованный активный кадр каждому каналу. В отличие от фиг.5, соответствующие антенны 181 и 182 допускают обработку различных каналов. Приемное устройство осуществляет доступ к верхнему и нижнему субканалам с помощью соответствующих антенн 181 и 182 и передает тот же унаследованный активный кадр 300. Структура кадра унаследованного формата идентична описанной на фиг.4.

Данные унаследованного формата одновременно передаются каналу управления и каналу расширения в ответ на кадр, переданный с помощью связывания каналов, как показано на фиг.5 и 6, что дает возможность данным унаследованного формата быть принятыми станциями также в канале расширения.

Фиг.7 - это схема, иллюстрирующая процедуру, в которой HT-станция приемного устройства передает унаследованный активный кадр, когда HT-станция передающего устройства передает HT-данные без использования связывания каналов, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Когда HT-станция передающего устройства передает HT-данные с помощью MIMO-методики, HT-станция приемного устройства использует одну антенну 181 для того, чтобы передавать унаследованный активный кадр посредством текущего канала. HT-станция передающего устройства допускает прием унаследованного активного кадра, принимаемого посредством текущего канала. Другие HT-станции могут интерпретировать унаследованный активный кадр, чтобы обеспечивать возможность виртуального контроля несущей. Дополнительно, устаревшие станции, обменивающиеся данными посредством текущего канала, также могут интерпретировать унаследованный активный кадр. Структура кадра унаследованного формата идентична описанной на фиг.4.

Как проиллюстрировано на фиг.5-7, HT-станция приемного устройства передает унаследованный PPDU различными способами согласно способу передачи, используемому HT-станцией передающего устройства. HT-станция приемного устройства может быть проинформирована о способе передачи, используемом HT-станцией передающего устройства, из MCS-значений в поле HT-SIG HT PPDU, показанного на фиг.4. Т.е. число антенн, используемых при передаче данных, или число используемых пространственных потоков, схем модуляции, скорость кодирования, защитный интервал и использование или не использование связывания каналов (режим 40 МГц) могут быть логически выведены из MCS-значений, приведенных в таблице. Таблица иллюстрирует таблицу примерных схем модуляции и кодирования (MCS).

MCS	Число потоков	Схемы модуляции	Скорость кодирования	G1 = 800 нс	G1 = 400 нс
20 МГц	40 МГц	20 МГц	40 МГц
0	1	BPSK	1/2	6,50	13,50	7,22	15,00
1	1	QPSK	1/2	13,00	27,00	14,44	30,00
2	1	QPSK	3/4	19,50	40,50	21,67	45,00
3	1	16-QAM	1/2	26,00	54,00	28,89	60,00
4	1	16-QAM	3/4	39,00	81,00	43,33	90,00
5	1	64-QAM	2/3	52,00	108,00	57,78	120,00
6	1	64-QAM	3/4	58,50	121,50	65,00	135,00
7	1	64-QAM	5/6	65,00	135,00	72,22	150,00
8	2	BPSK	1/2	13,00	27,00	14,44	30,00
9	2	QPSK	1/2	26,00	54,00	28,89	60,00
10	2	QPSK	3/4	39,00	81,00	43,33	90,00
11	2	16-QAM	1/2	52,00	108,00	57,78	120,00
12	2	16-QAM	3/4	78,00	162,00	86,67	180,00
13	2	64-QAM	2/3	104,52	216,00	116,13	240,00
14	2	64-QAM	3/4	117,00	243,00	130,00	270,00
15	2	64-QAM	5/6	130,00	270,00	144,44	300,00
16	3	BPSK	1/2	19,50	40,50	21,67	45,00

HT-станция может передавать не только активный кадр, но также и PPDU управляющего кадра, включающего в себя короткие данные, такого как CTS-кадр (готовность приема) или RTS (готовность передачи). В ходе передачи унаследованного формата устаревшая станция может выполнить виртуальный контроль несущей. В ходе передачи унаследованного формата не обязательно добавлять HT-преамбулу в данные. Следовательно, передача служебных сигналов может быть уменьшена, когда передается небольшой объем данных. В случае значительного объема данных передается PPDU HT-формата. В случае коротких данных, т.е. небольшого объема данных, к примеру, управляющего кадра, передается PPDU унаследованного формата, тем самым, снижая общий объем данных, передаваемых и принимаемых по всей беспроводной сети, и реализуя беспроводную сеть, в которой HT-станция и устаревшая станция совместно используются.

Термин "модуль" при использовании в данном документе означает, но не только, программный или аппаратный компонент или модуль, такой как программируемая пользователем матричная БИС (FPGA) или специализированная интегральная схема (ASIC), который выполняет определенные задачи. Модуль может преимущественно сконфигурирован, чтобы храниться на адресуемом носителе хранения, и сконфигурирован, чтобы выполняться в одном или более процессоров. Таким образом, модуль может включать в себя компоненты, такие как программные компоненты, объектно-ориентированные программные компоненты, компоненты классов и компоненты заданий, процессы, функции, атрибуты, процедуры, вспомогательные процедуры, сегменты программного кода, драйверы, микропрограммное обеспечение, микрокоды, схемы, данные, базы данных, структуры данных, таблицы, массивы и параметры. Функциональность, предусмотренная в компонентах и модулях, может быть объединена в меньшем числе компонентов и модулей или дополнительно разделена в дополнительных компонентах и модулях. Помимо этого, компоненты и модули могут быть реализованы таким образом, что они выполняются в одном или более ЦП в системе связи.

Фиг.8 - это схема, иллюстрирующая HT-станцию, которая передает данные унаследованного формата, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. HT-станция 100 включает в себя передающее устройство 110, приемное устройство 120, модуль 130 кодирования, модуль 140 декодирования, модуль 150 управления, модуль 160 управления унаследованной передачей и две антенны 181 и 182. Антенны 181 и 182 принимают и передают беспроводные сигналы.

Передающее устройство 110 передает сигналы антеннам 181 и 182, а модуль 130 кодирования кодирует данные, чтобы сгенерировать сигналы, которые должны быть переданы антеннам 181 и 182 посредством передающего устройства 110. Чтобы передавать сигналы посредством двух или более антенн с помощью MIMO-методики, данные должны быть разделены и затем кодированы по отдельности. Альтернативно, чтобы передавать сигналы с помощью связывания каналов, передающее устройство 110 выбирает два соседних канала, в том числе текущий канал и идущий сразу за ним канал или непосредственно предшествующий канал, которые должны быть связаны друг с другом, и передает сигналы посредством связанных каналов.

Приемное устройство 120 принимает сигналы из антенн 181 и 182, и модуль 140 декодирования декодирует сигналы, принятые посредством приемного устройства 120, в данные. Когда данные принимаются с помощью MIMO-методики, необходимо интегрировать данные, передаваемые посредством двух каналов.

Модуль 160 управления унаследованной передачей контролирует данные короткой длины, к примеру, активный кадр (ACK), CTS-кадр или RTS-кадр, который должен быть передан в унаследованном формате. Модуль 150 управления управляет и контролирует обмен информации между различными элементами HT-станции 100.

Фиг.9 - это блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру, при которой HT-станция принимает HT-кадр и передает унаследованный кадр в качестве активного кадра, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

HT-станция осуществляет доступ к беспроводной сети на этапе S301. В этом случае осуществление доступа к беспроводной сети включает в себя не только осуществление доступа к существующей беспроводной сети, но также новое генерирование беспроводной сети. В одном примерном варианте осуществления этап S301 может включать в себя генерирование базового набора служб (BSS), например, операции точки доступа (AP). Затем первая станция, используемая в беспроводной сети, принимает данные, совместимые с первым протоколом, на этапе S302. Первый протокол включает в себя протоколы, обеспечивающие возможность высокоскоростной передачи и приема данных, к примеру, протокол IEEE 802.11n. Помимо этого, термин "первый протокол" может включать в себя протоколы, имеющие обратную совместимость с протоколами унаследованного формата.

Термин "обратная совместимость" при использовании в данном документе означает, что модернизированный протокол или программное обеспечение совместимо с предлагаемыми ранее протоколами или программным обеспечением. Например, протоколы IEEE 802.11n могут интерпретировать данные, которые передаются и принимаются в протоколе IEEE 802.11a, IEEE 802.11b или IEEE 802.11g, и могут передавать/принимать HT-данные согласно интерпретации. То же применимо, когда модернизированное программное обеспечение доступно, чтобы обеспечить возможность данным, сгенерированным из программного обеспечения текущей версии, быть интерпретированными или управляемыми.

После приема данных определяется, передаются ли первые данные с помощью связывания каналов, на этапе S310. Если первые данные передаются с помощью связывания каналов, вторые данные, совместимые со вторым протоколом, передаются посредством соответствующих каналов, используемых в связывании каналов, на этапе S320. Согласно второму протоколу, передаются кадры, которые могут быть интерпретированы унаследованными станциями, принимающими каналы, ассоциативно связанные со связыванием каналов. Таким образом, если первый протокол совместим с IEEE 802.11n, второй протокол включает в себя протоколы, с которыми протокол IEEE 802.11n обратно совместим, к примеру, IEEE 802.11a, 802.11b, 802.11g и т.п. Процедуры передачи описаны выше со ссылкой на фиг.5.

Если первые данные передаются без связывания каналов (НЕТ на этапе S310), т.е. если первые данные передаются с помощью, к примеру, MIMO-методики, вторые данные, совместимые со вторым протоколом, передаются на этапе S330. Процедура передачи описана выше со ссылкой на фиг.6. Как описано выше, второй протокол включает в себя протокол, с которым первый протокол обратно совместим.

Беспроводная сеть, показанная на фиг.9, может быть BSS с AP, или независимым базовым набором служб (IBSS) без AP. Вторые данные - это короткие данные, включающие в себя управляющие кадры, такие как ACK, CTS, RTS и т.д.

Вторые данные могут быть интерпретированы устаревшими станциями так, чтобы устаревшие станции могли выполнить виртуальный контроль несущей. Следовательно, применение вторых данных повышает эффективность передачи в беспроводной сети без устаревших станций.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что различные изменения в форме и деталях могут быть осуществлены без отступления от духа и области применения настоящего изобретения, задаваемой прилагаемой формулой изобретения. Следовательно, следует принимать во внимание, что вышеописанные примерные варианты осуществления служат только для иллюстрации и не должны трактоваться как ограничение изобретения. Объем изобретения задается прилагаемой формулой изобретения, а не предшествующим описанием, и вариации и эквиваленты, которые подпадают под диапазон формулы изобретения, предназначены для того, чтобы охватываться им.

Промышленная применимость

Как описано выше, согласно примерным вариантам осуществления настоящего изобретения, когда HT-станции и устаревшие станции, каждая из которых имеет различные возможности передачи, совместно используются в беспроводной сети, устаревшие станции могут выполнять виртуальный контроль несущей.

Помимо этого, согласно примерным вариантам осуществления настоящего изобретения, короткие данные передаются в унаследованном формате, тем самым, повышая эффективность передачи.

1. Способ передачи/приема данных в беспроводной сети, содержащий этапы, на которых: передают от станции с высокой пропускной способностью первые данные по связывающему каналу, который сформирован каналом, связывающим первый и второй соседние каналы, и принимают на станции с высокой пропускной способностью вторые данные с унаследованным форматом по каждому из: первому и второму соседним каналам; при этом вторые данные являются унаследованным кадром подтверждения приема (АСК) в ответ на первые данные.

2. Способ по п.1, в котором беспроводная сеть совместима со стандартом IEEE 802.11n.

3. Способ по п.1, в котором унаследованный формат совместим со стандартом IEEE 802.11а, стандартом IEEE 802.11b и стандартом IEEE 802.11g.

4. Способ по п.1, в котором первые и вторые данные передают одновременно и отдельно.

5. Беспроводное сетевое устройство в беспроводной сети, содержащее: передающее устройство, которое передает первые данные по связывающему каналу, который сформирован каналом, связывающим первый и второй соседние каналы, и приемное устройство, которое принимает вторые данные с унаследованным форматом по каждому из: первому и второму соседним каналам, при этом вторые данные являются унаследованным кадром подтверждения приема (АСК) в ответ на первые данные, при этом беспроводное сетевое устройство является станцией с высокой пропускной способностью.

6. Устройство по п.5, в котором беспроводная сеть совместима со стандартом IEEE 802.11n.

7. Устройство по п.5, в котором унаследованный формат совместим со стандартом IEEE 802.11а, стандартом IEEE 802.11b и стандартом IEEE 802.11g.

8. Устройство по п.5, в котором первые и вторые данные передаются одновременно и отдельно.