Способ и устройство для распределения информации маяка
Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в сокращении времени соединения. Способ и устройство для распределения информации маяка содержат первый WTRU(беспроводной блок (передачи/приема), модифицирующий заголовок протокола конвергенции физического уровня (PLCP) в кадре протокольного блока данных физического уровня (PHY PDU) для включения информации маяка. Первый WTRU передает модифицированный PLCP-заголовок к второму WTRU. Второй WTRU принимает модифицированный PLCP-заголовок и извлекает информацию маяка из модифицированного PLCP-заголовка. Второй WTRU связывается с первым WTRU. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Поле техники
Настоящее изобретение относится к системам беспроводной связи, таким как беспроводные локальные сети (WLAN). В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству распределения информации маяка в системе беспроводной связи.
Предшествующий уровень техники
В системах стандарта 802.11 станция (STA) может ассоциироваться с пунктом доступа (AP) посредством активного или пассивного сканирования. При активном сканировании STA посылает запрос зондирования, и AP отвечает ответом зондирования. При пассивном сканировании STA активно прослушивает маяк. Как пакет ответа зондирования, так и маяк содержат сходную информацию, такую как временная метка, интервал маяка, SSID, поддерживаемая скорость данных, параметр FH, параметр CF, набор параметров DS и набор информации функциональных возможностей. В любом случае, STA связывается с AP после приема маяка или ответа зондирования.
Как правило, мобильная станция STA соединяется с новым AP путем сбора информации маяка и затем ассоциирования с ним. Однако этот процесс может потребовать времени порядка нескольких сотен миллисекунд, что может быть очень длинным промежутком для определенных приложений. Некоторые решения этой проблемы предлагают, что STA должна быть предварительно аутентифицирована более чем одним AP в определенной области, чтобы уменьшить время, необходимое для аутентификации. Однако эти решения не уменьшают время, требуемое для получения информации маяка либо через маяк, либо через ответ зондирования, так как маяк в общем случае имеет периодичность приблизительно 100 миллисекунд.
Как правило, механизм запроса/ответа зондирования посылает многократные сообщения запроса зондирования, и STA ждет ответа от соответствующих AP. Соответственно, собственно сбор информации маяка может потребовать от десятков миллисекунд до 100 миллисекунд. Эта временная задержка может быть неприемлемой для функционирования определенных приложений, которые исполняет STA.
Поэтому было бы полезным предложить способ и устройство для распределения информации маяка к станциям STA без ограничений, свойственных традиционным механизмам.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на способ и устройство для распределения информации маяка. Первый WTRU (беспроводный блок передачи/приема) модифицирует заголовок протокола конвергенции физического уровня (PLCP) в кадре протокольного блока данных физического уровня (PHY PDU) для включения информации маяка. Первый WTRU передает модифицированный заголовок PLCP к второму WTRU. Второй WTRU принимает модифицированный заголовок PLCP и извлекает информацию маяка из модифицированного заголовка PLCP. Второй WTRU связывается с первым WTRU.
Краткое описание чертежей
Предшествующее описание сущности изобретения, как и последующее детальное описание предпочтительных воплощений настоящего изобретения, могут быть лучше поняты при изучении со ссылками на приложенные чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - известный формат кадра для кадра 802.11a OFDM PLCP;
фиг. 2 - приведенная для примера система беспроводной связи, содержащая множество беспроводных блоков передачи/приема (WTRU), конфигурированная в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 - функциональная блок-схема пары WTRU системы беспроводной связи по фиг. 2;
фиг. 4 - блок-схема способа для распределения информации маяка, в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 5 - описание кадра переменной информации, содержащего переменные элементы данных в соответствии с настоящим изобретением; и
фиг. 6 - описание кадра фиксированной информации, содержащего фиксированные элементы данных в соответствии с настоящим изобретением.
Детальное описание предпочтительных воплощений
Как описано далее, беспроводный блок передачи/приема (WTRU) включает в себя, без ограничения указанным, пользовательское оборудование (UE), мобильную станцию (STA), стационарный или мобильный абонентский блок, пейджер или устройство любого другого типа, имеющее возможность работы в беспроводной среде. Как упоминается далее, базовая станция включает в себя, без ограничения указанным, узел-B, контроллер базовой станции, пункт доступа (AP), WTRU или любой другой тип взаимодействующего устройства в беспроводной среде.
На фиг. 1 представлен известный формат кадра блока протокольных данных физического уровня стандарта IEEE 802.11a (PHY PDU) 100. PHY PDU 100 включает в себя поле 117 преамбулы протокола конвергенции физического уровня (PLCP), поле 118 сигнала и поле 150 данных. Поле 118 сигнала включает в себя поле 111 скорости, зарезервированное поле 112, поле 113 длины, поле 114 четности и концевое поле 115. Поле 150 данных включает в себя поле 116 услуги, поле 120 PSDU, концевое поле 130 и поле 140 битов заполнения. Поле 111 скорости, зарезервированное поле 112, поле 113 длины, поле 114 четности, концевое поле 114 и поле 116 услуги содержат заголовок PLCP 110. Поле 118 сигнала и поле 150 данных являются кодированными/OFDM полями. Вообще, поле 118 сигнала предоставляет информацию, такую как скорость, длина и четность, относительно формата поля данных, которое следует.
Хотя воплощения настоящего изобретения будут описаны ниже более подробно, настоящее изобретение, в принципе, относится к способу и устройству для распределения информации маяка путем добавления дополнительных полей к заголовку PLCP, который будет идентифицировать информационный элемент маяка и собственно информацию.
Фиг. 2 показывает приведенную для примера систему 200 беспроводной связи, включающую в себя WTRU 210 и множество WTRU 220, конфигурированных в соответствии с настоящим изобретением. WTRU 220 в предпочтительном воплощении настоящего изобретения осуществляет беспроводную связь с WTRU 210, однако нужно отметить, что любые из WTRU 220 могут также осуществлять связь друг с другом. Дополнительно, WTRU 210 может быть связан с внешней сетью 230, такой как Интернет, коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), и т.п. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения WTRU 210 может представлять собой AP. WTRU 210 и WTRU 220 могут также быть, по существу, подобными друг другу.
На фиг. 3 представлена функциональная блок-схема WTRU 210 и WTRU 220 системы 200 беспроводной связи по фиг. 2. Как показано на фиг. 2, WTRU 210 и WTRU 220 осуществляют беспроводную связь друг с другом и конфигурированы для передачи и приема информации маяка в соответствии с настоящим изобретением. Понятно, что любой тип беспроводных устройств может использоваться для выполнения способа передачи и приема информации маяка.
В дополнение к компонентам, которые могут содержаться в типичном WTRU, WTRU 210 включает в себя процессор 215, приемник 216, передатчик 217 и антенну 218. Процессор 215 конфигурирован для распределения информации маяка в соответствии с настоящим изобретением. Приемник 216 и передатчик 217 связаны с процессором 215. Антенна 418 связана с приемником 216 и с передатчиком 217 для обеспечения передачи и приема беспроводных данных. Дополнительно, процессор 215 может быть связан с внешней сетью 230.
Точно так же, в дополнение к компонентам, которые могут содержаться в типичном WTRU, WTRU 220 включает в себя процессор 225, приемник 226, передатчик 227 и антенну 228. Процессор 225 конфигурирован для распределения информации маяка в соответствии с настоящим изобретением. Приемник 226 и передатчик 227 связаны с процессором 225. Антенна 228 связана с приемником 226 и с передатчиком 227 для обеспечения передачи и приема беспроводных данных.
На фиг. 4 показана блок-схема способа 400 для распределения информации маяка в соответствии с настоящим изобретением. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения информация маяка распределяется посредством WTRU 210 к тем WTRU 220, которым желательно присоединиться к WTRU 210 и начать осуществлять связь с ним. Однако любое беспроводное устройство может выполнять способ 400 распределения информации маяка.
На этапе 410 WTRU 210 модифицирует заголовок PLCP, чтобы включить информацию маяка. WTRU 210 включает переменную информацию в кадр 500 переменной информации 500 и фиксированную информацию в кадр 600 фиксированной информации.
На фиг. 5 представлено описание кадра 500 переменной информации, содержащего переменные элементы данных в соответствии с настоящим изобретением. Кадр 500 включает в себя поле 510 идентификации (ID) элемента, поле 520 длины и поле 530 идентификатора набора услуг (SSID).
На фиг. 6 представлено описание кадра 600 фиксированной информации, содержащее фиксированные элементы данных в соответствии с настоящим изобретением. Кадр 600 включает в себя поле 610 элемента и поле 620 временной метки. Вообще кадр 500 переменной информации и кадр 600 фиксированной информации до некоторой степени подобны. Однако, поскольку кадр 500 переменной информации является переменным по длине, он включает в себя поле 520 длины для определения длины.
Таблица 1, приведенная ниже, иллюстрирует каждый информационный элемент маяка. Эти информационные элементы могут быть добавлены к PHY PDU-кадру 100 после PLCP-преамбулы 117 и перед или после PLCP-заголовка 110. В предпочтительном воплощении дополнительное поле добавлено к PLCP-заголовку 110 в PHY PDU 110, которое идентифицирует присутствие информационного элемента маяка и собственно информацию. Это дополнительное поле может быть единственным битом, который указывает присутствие информационного элемента в PHY PDU 110, и несколькими битами, указывающими фактический тип информационного элемента (например, "ID" в Таблице 1).
| Таблица 1 | ||
| Информационный элемент | ID | Число требуемых битов |
| Временная метка | 1 | 8 |
| Интервал маяка | 2 | 2 |
| SSID | 3 | Переменное |
| Функциональные возможности | 4 | 2 |
| Поддерживаемая скорость | 5 | Переменное |
| Параметр FH | 6 | 7 |
| Параметр CF | 7 | 8 |
| Параметр DS | 8 | 1 |
Как показано в Таблице 1, информационные элементы, которые необходимы или желательны для ассоциирования WTRU 220 с WTRU 210, типично передаются в маяке. Однако эти информационные элементы могут быть присоединены посредством WTRU 210 к пакетам управления, не связанного с маяком, и пакетам данных, согласно одному воплощению настоящего изобретения. Информационные элементы маяка, такие как временная метка, интервал маяка, идентификатор набора услуг (SSID), функциональные возможности, поддерживаемая скорость данных, параметр FH, параметр CF и параметр DS, в общем случае, передаются отдельно в рамках различных пакетов координации, управления и данных. Любые другие информационные элементы, добавленные к маяку, также передаются как часть пакета.
Некоторые из этих элементов являются системными параметрами, используемыми станцией STA, которая пытается связаться с AP. Например, SSID идентифицирует идентичность основного набора услуг (BSS). Элемент параметра FH обеспечивает параметры синхронизации для станций STA, которые используют физический уровень со скачкообразным изменением частоты (FH), а элемент параметра CF обеспечивает параметры для режима работы с функцией координации (CF) узлов. Элемент параметра DS предоставляет информацию об идентификации номера канала для станций STA, использующих физический уровень с прямым расширением спектра последовательностью (DSSS).
Кроме того, WTRU 210 может добавлять эти информационные элементы или в заголовке физического уровня, заголовке уровня управления доступом к среде передачи (MAC), или как часть полезной нагрузки MAC. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения добавление к физическому уровню предпочтительно, поскольку это позволяет использовать более низкие скорости данных для этих элементов и может обеспечивать прием посредством WTRU 220 более удаленных, чем тот, к которому обращаются. Например, поле 118 сигнала, в настоящее время определяемое в стандарте IEEE 802.11a, может быть расширено для включения этих информационных элементов. Кроме того, любая часть единственного информационного элемента, полного информационного элемента или нескольких информационных элементов может быть передана в каждом пакете. Каждый элемент может также быть передан со своим собственным контролем циклическим избыточным кодом (CRC) или передан с последним информационным элементом, содержащим CRC всех элементов.
Соответственно, каждый пакет содержит информацию относительно своего источника (например, WTRU 210 или WTRU 220). Эта информация может также передаваться в PLCP-преамбуле 117 или МАС-заголовке. Например, индикатор, такой как бит или поле в PLCP-преамбуле или МАС-заголовке, может идентифицировать, является ли передающий WTRU узлом AP, или нет. Соответственно, любой WTRU, контролирующий среду передачи на наличие пакетов, может узнать, передается ли пакет от AP, в случае, когда для WTRU желательно связаться с AP. Если WTRU действительно желает связаться с AP, то WTRU может затем исследовать информацию маяка.
Затем WTRU 210 передает модифицированный кадр PLCP к WTRU 220 (этап 420), который принимает модифицированный кадр PLCP и извлекает из него информацию маяка (этап 430). Помимо маяка и зондирования, WTRU 220 предпочтительно получает каждый информационный элемент относительно WTRU 210 из пакетов. После того как он получил всю информацию, WTRU 220 в состоянии связаться с этим WTRU 210 (этап 440).
Настоящее изобретение может быть осуществлено в системе беспроводной связи любого типа, как это желательно. Кроме того, признаки настоящего изобретения могут быть реализованы программным обеспечением, могут быть внедрены в интегральную схему (IC) или конфигурированы в схеме, включающей в себя множество взаимосвязанных компонентов. Дополнительно, процессоры 215/225 блоков WTRU 210 и WTRU 220, соответственно, могут быть конфигурированы для выполнения этапов способа 400, описанного выше. Процессоры 215/225 могут также использовать приемники 216/226, передатчики 217/227 и антенны 218/228, соответственно, для обеспечения беспроводного приема и передачи данных.
Настоящее изобретение может быть осуществлено в системе беспроводной связи любого типа, как это желательно. Например, настоящее изобретение может быть осуществлено в системе любого типа стандарта 802, OFDM-MIMO или системе беспроводной связи любого другого типа, на физическом уровне или уровне канала передачи данных. Настоящее изобретение может также быть осуществлено как программное обеспечение или аппаратные средства для управления ресурсами радиосвязи или как контроллер ресурсов радиосвязи на интегральной схеме, такой как ориентированная на приложение (специализированная) интегральная схема (ASIC), на множестве интегральных схем, логической программируемой вентильной матрице (LPGA), множестве LPGA, дискретных компонентах или на комбинации интегральных схем, LPGA и дискретных компонентов.
В то время как настоящее изобретение было описано в терминах различных воплощений, другие изменения, которые находятся в пределах объема изобретения, как охарактеризовано в формуле изобретения, приведенной ниже, будут очевидны для специалистов в данной области техники. Кроме того, хотя признаки и элементы настоящего изобретения описаны в различных воплощениях в конкретных комбинациях, каждый признак или элемент может использоваться в отдельности (без других признаков и элементов предпочтительных воплощений) или в различных комбинациях с другими признаками и элементами настоящего изобретения или без них.
1. Способ для распределения информации маяка в системе беспроводной связи, содержащей множество беспроводных блоков передачи/приема (WTRU), содержащий
модифицирование первым WTRU заголовка протокола конвергенции физического уровня (PLCP) в кадре протокольного блока данных физического уровня (PHY PDU) для включения указателя, что кадр PHY PDU включает в себя элемент информации маяка;
передачу первым WTRU модифицированного PLCP-заголовка к второму WTRU; и
связь первого WTRU с вторым WTRU.
2. Способ по п.1, в котором элемент информации маяка включен в пакет управления, не являющийся маяком.
3. Способ по п.1, в котором элемент информации маяка включен в пакет данных.
4. Способ по п.1, в котором элемент информации маяка включен в пакет координации.
5. Способ по п.1, в котором элемент информации маяка содержит информацию, относящуюся к любому одному из следующего: временная метка, интервал маяка, идентификатор набора услуг (SSID), функциональные возможности, поддерживаемая скорость данных, параметр FH, параметр CF и параметр DS.
6. Способ по п.1, в котором PLCP-кадр включает в себя поле PLCP-преамбулы, поле сигнала и поле данных.
7. Способ по п.6, в котором поле сигнала включает в себя поле скорости, зарезервированное поле, поле длины, поле четности и концевое поле.
8. Способ по п.7, в котором поле данных включает в себя поле услуги, поле PSDU, концевое поле и поле битов заполнения.
9. Способ по п.8, в котором элемент информации маяка включает в себя фиксированные элементы информации маяка и переменные элементы информации маяка.
10. Способ по п.9, в котором переменный элемент информации маяка включен в кадр переменной информации.
11. Способ по п.10, в котором кадр переменной информации включает в себя поле ID элемента, поле длины и поле SSID.
12. Способ по п.10, в котором кадр переменной информации включает в себя SSID и поддерживаемую скорость.
13. Способ по п.9, в котором фиксированный элемент информации маяка включен в кадр фиксированной информации.
14. Способ по п.13, в котором кадр фиксированной информации включает в себя поле элемента и поле временной метки.
15. Способ по п.8, в котором первый WTRU добавляет элементы информации маяка в заголовок физического уровня.
16. Способ по п.15, дополнительно содержащий расширение поля сигнала для включения элементов информации маяка.
17. Способ по п.8, в котором первый WTRU включает элементы информации маяка в заголовок управления доступом к среде передачи (MAC).
18. Способ по п.8, в котором первый WTRU включает элементы информации маяка в полезную нагрузку MAC.
19. Способ по п.8, в котором первый WTRU включает элементы информации маяка после PLCP-преамбулы.
20. Способ по п.8, в котором поле сигнала и поле услуги содержат PLCP-заголовок.
21. Способ по п.20, в котором первый WTRU включает элементы информации маяка перед PLCP-заголовком.
22. Способ по п.20, в котором первый WTRU включает элементы информации маяка после PLCP-заголовка.
23. Способ по п.8, в котором каждый элемент информации маяка передается с собственным контролем циклическим избыточным кодом (CRC).
24. Способ по п.8, в котором последний элемент информации маяка содержит CRC для всех элементов информации.
25. Способ по п.8, в котором элементы информации маяка разделены и передаются в различных пакетах координации, управления и данных.
26. Способ по п.25, в котором часть индивидуального элемента информации маяка передается в отдельном пакете.
27. Способ по п.25, в котором весь элемент информации маяка передается в отдельном пакете.
28. Способ по п.25, в котором множество элементов информации маяка передаются в отдельном пакете.
29. Способ по п.25, в котором второй WTRU извлекает элемент информации маяка из пакета, чтобы связываться с первым WTRU.
30. Способ по п.29, в котором каждый пакет содержит информацию, относящуюся к источнику пакета.
31. Способ по п.1, в котором первый WTRU является пунктом доступа (АР), а второй WTRU является станцией (STA).
32. Способ по п.31, в котором АР соединен с внешней сетью.
33. Способ по п.1, в котором первый и второй WTRU являются станциями (STA).
34. Пункт доступа (АР), конфигурированный для выполнения способа распределения информации маяка, содержащий
приемник;
передатчик и
процессор, связанный с приемником и передатчиком, причем процессор конфигурирован для модификации заголовка протокола конвергенции физического уровня (PLCP) в кадре протокольного блока данных физического уровня (PHY PDU) для включения указателя, что кадр PHY PDU включает в себя элементы информации маяка, передачи модифицированного PLCP-заголовка к, по меньшей мере, одному беспроводному блоку передачи/приема (WTRU) и связи с WTRU.
35. АР по п.34, в котором процессор дополнительно конфигурирован для включения переменных элементов информации маяка в кадр переменной информации.
36. АР по п.34, в котором процессор дополнительно конфигурирован для включения фиксированных элементов информации маяка в кадр фиксированной информации.
37. АР по п.34, в котором процессор дополнительно конфигурирован для передачи множества элементов информации маяка в одном пакете.
38. Беспроводный блок передачи/приема (WTRU), конфигурированный для выполнения способа распределения информации маяка, причем WTRU содержит
приемник;
передатчик и
процессор, связанный с приемником и передатчиком, причем процессор конфигурирован для модификации протокола конвергенции физического уровня (PLCP) в кадре протокольного блока данных физического уровня (PHY PDU) для включения указателя, что кадр PHY PDU включает в себя элементы информации маяка, передачи модифицированного PLCP-заголовка к, по меньшей мере, одному другому WTRU и связи с, по меньшей мере, одним другим WTRU.
39. WTRU по п.38, в котором процессор дополнительно конфигурирован для включения переменных элементов информации маяка в кадр переменной информации.
40. WTRU по п.38, в котором процессор дополнительно конфигурирован для включения фиксированных элементов информации маяка в кадр фиксированной информации.
41. WTRU по п.38, в котором процессор дополнительно конфигурирован для передачи множества элементов информации маяка в одном пакете.
42. WTRU по п.38, в котором процессор дополнительно конфигурирован для приема модифицированного PLCP-заголовка от, по меньшей мере, одного другого WTRU, выделения информации маяка из принятого модифицированного PLCP-заголовка и ассоциирования с, по меньшей мере, одним другим WTRU.
