Способ передачи данных в системах связи
Изобретение относится к передаче данных в беспроводных системах связи. Технический результат - уменьшение помех. Сеть (10) содержит множество узлов (30а, 30b, 30с, 40) связи, в которой первое узловое множество (30а, 30b, 30с) содержит узлы, которые действуют с возможностью взаимодействия через среду связи со вторым узловым множеством (40), содержащим, по меньшей мере, один из упомянутых узлов (30а, 30b, 30с, 40). Способ содержит этапы, на которых: (а) взаимно синхронизируют вместе два или более узлов упомянутого первого узлового множества, и (b) одновременно синхронизированным способом передают один или более пакетов данных из взаимно синхронизированных двух или более узлов упомянутого первого узлового множества через упомянутую среду связи, по существу, для одновременного приема в упомянутом втором узловом множестве (40). Сеть (10) потенциально обеспечивает лучшее качество обслуживания (QoS), особенно, когда учитывают передачу обслуживания из одного узла точки доступа в другой. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к способам передачи данных в системах связи, например к способам передачи в беспроводных системах, причем каждая система включает в себя множество узлов точек доступа (АР), действующих с возможностью передачи данных в стационарные узлы (STA) и приема данных из стационарных узлов. Кроме того, настоящее изобретение также относится к системам связи, использующим такие способы, например беспроводным системам связи, использующим такие способы. Кроме того, настоящее изобретение также имеет отношение к узлам точек доступа (АР) для систем связи, а также подвижным станциям для таких систем. Кроме того, настоящее изобретение имеет отношение к продуктам программного обеспечения, выполняемым в вычислительном аппаратном обеспечении для осуществления вышеупомянутых способов.
В системах связи, каждая из которых содержит множество взаимно пространственно распределенных узлов, соединенных вместе через маршруты связи, установленные в среде, например беспроводные локальные сети (WLAN), включающие в себя взаимно пространственно распределенные узлы, соединенные через беспроводные линии связи, передача данных в системах делается более сложной, когда их маршруты передачи действуют с возможностью свертки данных, передаваемых через них сложным способом. Например, беспроводные линии связи, используемые в WLAN, допускают проявление затухания и многомаршрутных отражений, особенно, когда относительные позиции между узлами допускают временное изменение. Проблемы возникают, когда передача между узлами должна быть выполнена синхронизированным способом в таких системах связи.
В опубликованной заявке на патент США № 2005/0169209 описана система связи, действующая с возможностью осуществления передачи множественного доступа данных с использованием множества узлов точек доступа. Система действует с возможностью осуществления способа идентификации множества узлов точек доступа, используемых взаимно во взаимодействии для передачи данных в узел приемника. Способ имеет отношение к передаче данных в узел приемника через множество узлов точек доступа, причем данные передают по шаблону, который использует, по меньшей мере, два узла точек доступа в течение, по меньшей мере, некоторой части периода передачи.
Современные WLAN часто соответствуют международному утвержденному стандарту IEEE 802.11. Стандарт устанавливает относительно простую архитектуру, в которой узел приемника подвижной станции (STA) всегда связан только с одним узлом точки доступа (АР) в любой данный момент при связи в режиме инфраструктуры. Использование такой простой архитектуры сделало продукты WLAN, соответствующие стандарту, быстрыми и недорогими для коммерческой разработки.
При осуществлении надежных систем WLAN пользователи стали привычными к высокому качеству обслуживания (QoS) и/или требуют высокого качества обслуживания, а именно низкую вероятность ошибок и надежность связи, а именно отсутствие времени простоя. Такое качество обслуживания (QoS) трудно гарантировать, когда вышеупомянутый узел приемника подвижной станции (STA) движется в пространстве относительно узлов точек доступа (АР), таким образом, что передача обслуживания из одного узла точки доступа в другой узел точки доступа допускает вызов нарушения синхронизации и потерю пакетов данных.
Предыдущие попытки обращения к вопросам качества обслуживания (QoS) использовали собственное разнесение в WLAN и подобных типах сетей. Разнесение возникает из ситуации, когда узел подвижной станции (STA) передает пакеты данных, потенциально несколько узлов точек доступа (АР) потенциально действуют с возможностью приема таких пакетов данных. Несколько узлов точек доступа (АР) могут выполнять совместную обработку пакетов данных, принятых ими из узла подвижной станции (STA). Совместная обработка включает в себя, например, посылку подтверждений приема в узел подвижной станции (STA), подтверждающих прием пакетов данных, переданных из узла подвижной станции (STA), и игнорирование приема в нескольких узлах точек доступа (АР) дублированных пакетов данных. Когда несколько узлов точек доступа (АР) обеспечивают поддержку узла подвижной станции (STA), узел станции (STA) всегда соединен во взаимодействии с узлами точек доступа (АР), когда, по меньшей мере, один из узлов точек доступа (АР) может принимать пакеты данных, переданные из узла станции (STA).
Известны предложения для схем протокола, имеющего отношение к взаимно взаимодействующим узлам точек доступа (АР) для передачи данных обратной линии связи в WLAN. Эти схемы могут обеспечивать уменьшение помех, например уменьшение обеспечивают посредством, по меньшей мере, двух узлов точек доступа (АР) среди нескольких узлов точек доступа (АР), функционирующих во взаимодействии и действующими с возможностью правильного приема пакета данных обратной линии связи, а именно, по существу, без ошибок. Однако, для того чтобы гарантировать надежную передачу данных, например, в узел подвижной станции (STA), желательно, чтобы только один узел точки доступа (АР) посылал соответствующий пакет данных подтверждения приема (ACK) в узел подвижной станции (STA) в ответ на прием предыдущего переданного пакета данных из узла подвижной станции (STA). Следовательно, вышеупомянутые схемы протокола требуют арбитража между взаимно взаимодействующими узлами точек доступа (АР). Такой арбитраж, например, может быть выполнен с помощью назначения нескольких узлов точек доступа (АР) таким образом, чтобы они были первичным узлом точки доступа (AP-Prim) и вторичными узлами точек доступа (AP-Sec), и с помощью использования квантованной во времени передачи пакетов данных подтверждения приема (ACK).
Однако такие схемы архитектуры имеют ограничения в том, что осуществление совместного приема пакетов данных из одного или более узлов подвижных станций (STA) с использованием Ethernet, чтобы обеспечить опорную сеть для узлов точек доступа (АР), ограничено конфигурациями, содержащими только повторители, например концентраторы Ethernet, причем такие концентраторы Ethernet в настоящее время считают устаревшими. Во время работы имеется только ограниченное число пакетов данных подтверждения приема (ACK), согласованных в современных стандартах, например, для WLAN, на практике современные осуществления WLAN обеспечивают только ограниченное время, например, до того, как узел подвижной станции (STA) перестает ожидать, чтобы принять пакет данных подтверждения приема (АСК).
Таким образом, технической проблемой, к которой обращено настоящее изобретение, является дать возможность своевременно отвечать для взаимно взаимодействующих узлов точек доступа (АР) в узел подвижной станции (STA) в ответ на прием одного или более пакетов данных, переданных из нее.
Задачей настоящего изобретения является предоставить систему передачи данных, включающую в себя множество узлов точек доступа, действующих с возможностью взаимодействия с одним или более узлов подвижных станций, которая может обеспечивать повышенное качество обслуживания (QoS). Настоящее изобретение характеризуется независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения характеризуют предпочтительные варианты осуществления.
Изобретение имеет преимущество в том, что синхронизированная передача пакетов данных из множества узлов точек доступа может обеспечить повышенное качество обслуживания (QoS) в сети. Такая синхронизация с раннее принятыми пакетами данных и поддержка условий синхронизации для последующей одновременной передачи пакетов данных из множества узлов точек доступа в узел мобильной станции допускают упрощение работы сети и в то же время обеспечивают лучшее качество обслуживания (QoS).
Такое осуществление имеет преимущество в том, что сеть является более способной обеспечить надежную связь с узлом подвижной станции, когда она переходит из области определенных узлов точек доступа в область других узлов точек доступа.
В возможном варианте в способе синхронизация на этапе (с) поддерживается посредством преамбулы, включенной в пакеты данных, передаваемые в узлы точек доступа.
В возможном варианте в способе синхронизация на этапе (с) поддерживается до передачи одного или более пакетов данных в узел мобильной станции с использованием режима удержания в схемах фазовой синхронизации узлов точек доступа, реализованных согласно стандартам IEEE 802.11 и его вариантам. Расширение существующей характеристики стандарта, чтобы обеспечить новую функцию, является выгодным в том, что оно позволяет упростить осуществление способа без существенного увеличения стоимости и/или сложности сети.
В возможном варианте опорная сеть реализована с использованием Ethernet.
В возможном варианте в способе сеть передачи данных реализована как беспроводная локальная сеть (WLAN).
В возможном варианте в способе пакеты данных, переданные в сети, включают в себя, по меньшей мере, одно из следующего: разрешение на передачу (CTS), запрос на передачу (RTS), подтверждение приема (АСК), пакеты данных (DATA), переносящие комплекты данных.
Будет понятно, что признаки изобретения допускают объединение в любой комбинации, не выходя за рамки объема изобретения, как определено с помощью сопровождающей формулы изобретения.
Ниже будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения только в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 - иллюстрация варианта осуществления настоящего изобретения, причем вариант осуществления имеет отношение к сети передачи данных, действующей согласно стандарту IEEE 802.11 и содержащей множество узлов точек доступа (АР), взаимно соединенных вместе через опорную сеть Ethernet, причем узлы точек доступа (АР) действуют с возможностью взаимодействия с узлом подвижной станции (STA) через связь беспроводной локальной сети (WLAN);
Фиг.2 - диаграмма, относящаяся к сети Фиг.1, иллюстрирующая передачу из узла подвижной станции (STA) в один или более узлов точек доступа (АР) с последующими подтверждениями приема из них;
Фиг.3 - иллюстрация составных частей подтверждений приема, изображенных на Фиг.2;
Фиг.4 - диаграмма, относящаяся к сети Фиг.1, иллюстрирующая передачу из одного или более узлов точек доступа (АР) в узел подвижной станции (STA) с последующим подтверждением приема из него; и
Фиг.5 - изображение преамбулы пакетов данных, передаваемых в системе связи Фиг.1, причем преамбула включает в себя структуры данных для помощи в синхронизации генераторов с фазовой автоподстройкой частоты, используемых в сети, для гарантирования синхронизации данных, передаваемых при работе в сети, когда множество узлов точек доступа одновременно обслуживают узел подвижной станции (STA).
На сопровождающих схемах подчеркнутые номера использованы, чтобы представлять элемент, над которым помещен подчеркнутый номер, или элемент, к которому прилегает подчеркнутый номер. Неподчеркнутый номер относится к элементу, идентифицированному с помощью линии, соединяющей неподчеркнутый номер с элементом. Когда номер не подчеркнут и сопровожден связанной стрелкой, неподчеркнутый номер использован, чтобы идентифицировать общий элемент, на который указывает стрелка.
В обзоре настоящее изобретение имеет отношение к способам, а также системам, выполняющим такие способы, которые действуют с возможностью предоставления возможности своевременно отвечать из взаимно взаимодействующих узлов точек доступа (АР) в узел подвижной станции (STA) в ответ на прием пакетов данных из него. Способы включают в себя предоставление возможности множеству взаимно взаимодействующих узлов точек доступа (АР) передавать ответный пакет данных одновременно в узел подвижной станции (STA), причем ответный пакет данных, а именно пакет данных прямой линии связи, имеет идентичное содержимое для каждого из взаимодействующих узлов точек доступа (АР). Способы исключают необходимость обеспечивать арбитраж между взаимно взаимодействующими узлами точек доступа (АР). Кроме того, одновременная передача взаимно идентичных пакетов данных прямой линии связи из взаимно взаимодействующих узлов точек доступа (АР) в узлы подвижных станций (STA) потенциально может повысить надежность системы связи с помощью обеспечения увеличенного разнесения. Вследствие того что узлы точек доступа (АР) являются взаимно пространственно распределенными, иначе говоря, находятся во взаимно различных пространственных местоположениях, затухание передачи из узлов точек доступа (АР) в узел подвижной станции (STA) становится независимым, кроме того, подобным образом потери и затенение маршрута распространения также становится независимым. В связи с этим улучшают качество обслуживания (QoS) для сред с интенсивным затенением, например ситуаций в помещении, в которых могут иметь место сложные отражения радиоволн. В качестве дополнительной выгоды от осуществления настоящего изобретения повышенный иммунитет к помехам является потенциально достижимым, так как энергия сигнала, принятая в узле подвижной станции (STA), получается из передачи из нескольких узлов точек доступа (АР) и вследствие этого улучшается достижимое отношение сигнал-шум.
Для того чтобы дополнительно разъяснить настоящее изобретение, теперь будут описаны варианты осуществления изобретения. Варианты осуществления описаны в контексте вышеупомянутого стандарта IEEE 802.11, несмотря на то что изобретение не ограничено им. В описанных вариантах осуществления рассмотрена беспроводная локальная сеть (LAN) IEEE 802.11, включающая в себя узлы точек доступа (АР), соединенные через опорную сеть Ethernet. Однако, например, настоящее изобретение не ограничено беспроводными сетями и допускает быть использованным в сетях, в которых один или более узлов точек доступа (АР) взаимно соединены вместе через проводную опорную сеть.
В современной сети передачи данных IEEE 802.11 в нее включен, по меньшей мере, один узел подвижной станции (STA) и множество узлов точек доступа (АР), взаимно расположенных на расстоянии. Узел подвижной станции (STA) действует с возможностью взаимодействия только с одним узлом точки доступа (АР) в любой данный момент времени, как разъяснено в предыдущем описании. На Фиг.1 изображена сеть передачи данных, указанная в целом с помощью 10. Сеть 10 включает в себя опорную сеть 20 Ethernet, взаимно соединяющую узлы 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) вместе, как проиллюстрировано. Подвижная станция (STA) обозначена с помощью 40. Во время работы, по меньшей мере, один из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа действует с возможностью обслуживания узла 40 подвижной станции (STA) с помощью приема из него пакетов данных. После приема пакета данных, посланного из узла 40 подвижной станции (STA), сеть 10, в соответствии со стандартом IEEE 802.11, действует с возможностью посылки ответного пакета данных, например пакета данных подтверждения приема (ACK), в узел 40 подвижной станции (STA). Для того чтобы поддерживать неповрежденную связь с узлом 40 подвижной станции (STA), согласно стандарту, разрешают, чтобы только один такой ответный пакет данных был послан в узел 40 подвижной станции (STA).
Когда сеть 10 функционирует в традиционном режиме, быстрый арбитраж между узлами 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) дает в результате, что один из этих узлов 30а, 30b, 30с (АР1, АР2, АР3) выбирают, чтобы передать ответный пакет в узел 40 подвижной станции (STA). Однако в сети, функционирующей согласно настоящему изобретению, более чем один из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) действуют с возможностью одновременной посылки ответного пакета в узел 40 подвижной станции (STA). Когда используют такую одновременную передачу, ответный пакет данных может быть, по меньшей мере, одним из следующих пакетов: пакетом управляющих данных, пакетом данных подтверждения приема (ACK), пакетом данных разрешения на передачу (CTS) и пакетом данных, передающим комплекты данных.
Работа сети 10 также проиллюстрирована на Фиг.2, на которой временная диаграмма в целом указана с помощью 100. Диаграмма 100 включает в себя ось 110 времени абсциссы, представляющую прохождение времени слева направо. Кроме того, диаграмма 100 включает в себя ось 120 ординат, обозначающую данные сигналов, передаваемых в сети 10. Сигнал SSTA представляет пакеты данных, переданные из узлов 40 подвижной станции (STA) для приема в одном или более узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3). Сигналы SAP1, SAP2, SAP3 представляют пакеты данных, переданные из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) соответственно. На диаграмме узел 40 подвижной станции (STA) передает пакет 20 данных для приема в одном или более из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа. После приема пакета 20 данных узлы 30а, 30b точек доступа (АР1, АР2) одновременно и синхронно передают пакет 210 данных подтверждения приема в узел 40 подвижной станции (STA).
В случае когда узел 30с (АР3) точки доступа правильно не принимает пакет 200 данных, например, как идентифицировано с помощью несовместимого соответствия бит контроля четности контроля ошибок с соответствующими данными, узел 30с (АР3) точки доступа не передает свой соответствующий пакет данных подтверждения приема, как проиллюстрировано на Фиг.2. Узел 40 подвижной станции (STA) действует с возможностью допущения успешной и законченной посылки данных из него, когда, по меньшей мере, один из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) принял пакет 200 данных. Согласно настоящему изобретению в сети 10 не нужно, чтобы один и только один из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) был ограничен ответом с помощью пакета 210 подтверждения приема. В связи с этим быстрый арбитраж между узлами 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) исключают в противоположность современным известным способам, такое исключение арбитража является существенным преимуществом, предоставленным с помощью настоящего изобретения, например, для уменьшения трафика данных в опорной сети 20 Ethernet и упрощения конструкции и осуществления сети 10.
Пакет 210 данных подтверждения приема будет описан более подробно со ссылкой на Фиг.3. На Фиг.3 пакет 210 данных подтверждения приема изображен как содержащий первую, вторую, третью и четвертую секции, обозначенные с помощью 300, 310, 320, 330 соответственно. Первая секция 300 включает в себя 2 октета данных, вторая секция 310 включает в себя 2 октета данных, третья секция 320 включает в себя 6 октетов данных и, наконец, четвертая секция 330 включает в себя 4 октета данных. Кроме того, первая, вторая и третья секции 300, 310, 320 составляют заголовок МАС.
Первая секция 300 имеет дело с управлением кадром (FC), в то время как вторая секция 310 имеет дело с длительностью (DUR) пакета 210 данных. Третью секцию 320 используют, чтобы передавать принятый адрес (RA), в то время как четвертая секция 330 имеет дело с контрольной последовательностью кадра (FCS). Первая секция 300, соответствующая управлению кадром (FC), имеет длину, равную 16 бит, функции которых назначают, как предоставлено в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Назначение бит секции 300 FCS | |
| Бит секции 300 FCS | Функция бита |
| В0-В1/В2 | Бит секции 300 FCS |
| В1/В2-В3/В4 | Версия протокола |
| В3/В4-В7 | Тип |
| В8 | Подтип |
| В9 | В DS |
| В10 | Из DS |
| В11 | Дополнительные фрагменты |
| В12 | Повтор |
| В13 | Управление мощностью (Pwr Mgt) |
| В14 | Дополнительные данные |
| Команда | Команда |
Во время работы данные для второй секции 310 (DUR) и для первой секции 300 (FCS) вычисляют с помощью отдельных узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР), несмотря на то что вычисленные данные, включенные в первую и вторую секции 300, 310, являются идентичными для всех пакетов 210 данных подтверждения приема, переданных из узлов 30а, 30b точек доступа (АР1, АР2) в узел 40 подвижной станции. Третью секцию 320 (RA) копируют из пакета 200 данных, и она соответствует адресу, назначенному или иным образом связанному с узлом 40 подвижной станции (STA). На практике при осуществлении настоящего изобретения большинство полей данных, связанных с первой секцией 300 (FCS), устанавливают в значение “0”, например дополнительные фрагменты (More Frag), повтор, дополнительные данные, WEP и команда в отличие от других полей первой секции 300 просто копируют из пакета 200 данных, переданного из узла 40 подвижной станции (STA).
В предыдущем разделе описана одновременная передача пакета 210 данных подтверждения приема в узел 40 подвижной станции (STA). Сеть 10 также действует с возможностью предоставления данных прямой линии связи из множества узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР) в узел 40 подвижной станции (STA). Такая одновременная передача данных прямой линии связи изображена на Фиг.4 в качестве диаграммы, указанной в целом с помощью 400. Диаграмма 400 включает в себя ось 410 абсцисс, изображающую прохождение времени слева направо. Кроме того, вышеупомянутые сигналы SAP1, SAP2, SAP3, SSTA изображены вдоль оси 420 ординат. Пример взаимодействия между узлом 40 подвижной станции (STA) и узлами 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) начинается с помощью первого узла 30а точки доступа (АР1), посылающего пакет 500 данных запроса на передачу (RTS), в качестве альтернативы, другой из узлов 30b, 30с точек доступа (АР2, АР3) действует с возможностью посылки пакета 500 данных запроса на передачу (RTS). Пакет 500 данных запроса на передачу (RTS) принимают в узле 40 подвижной станции (STA), который отвечает через короткий период времени после этого с помощью посылки пакета 510 данных разрешения на передачу (CTS). Пакет 510 данных разрешения на передачу (CTS) принимают в одном или более из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3). Затем все три узла 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) одновременно и синхронно посылают данные прямой линии связи как пакет 520 данных прямой линии связи для приема в узле 40 подвижной станции (STA). После успешного приема пакета 520 данных прямой линии связи узел 40 подвижной станции (STA) действует с возможностью передачи пакета 530 данных подтверждения приема для следующего приема в одном или более из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3).
В противоположность традиционным современным пакетам данных прямой линии связи пакет 520 данных прямой линии связи использует относительно более сложный формат, который включает в себя больше полей данных, которые являются специфичными для каждого узла 30а, 30b, 30с точки доступа (АР1, АР2, АР3). Однако на Фиг.4 пакеты 520 данных прямой линии связи, переданные из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3), являются взаимно идентичными. Предпочтительно при генерации пакета 520 данных прямой линии связи одному из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) назначают или допускают функцию в качестве первичного узла точки доступа, который затем предписывает одному или более из других узлов точек доступа функцию в качестве вторичных, а именно вспомогательных узлов точек доступа.
Для того чтобы гарантировать одновременную и синхронную передачу пакетов данных из одного или более узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) в узел подвижной станции (STA), необходимо, чтобы узлы 30а, 30b, 30с точек доступа (АР) были взаимно синхронизированы через опорную сеть 20. При осуществлении настоящего изобретения точки отсчета временной ссылки и частотной ссылки, поддерживаемые в каждом из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР), должны быть достаточно синхронизированы, таким образом, чтобы разности времен и частоты посылки между узлами 30а, 30b, 30с точек доступа (АР) были достаточно малыми, чтобы допускать конструктивное сложение пакетов данных, когда они приняты в узле 40 подвижной станции, для обеспечения возможности успешного приема в ней. Синхронизация между узлами 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) является технической проблемой, также адресуемой с помощью настоящего изобретения.
В вариантах вышеупомянутого стандарта IEEE 802.11, а именно в его вариантах IEEE 802.11g/a, разрешено передавать пакеты данных типа PHY и типа МАС, причем “PHY” и ”МАС” имеют смыслы, которые обычно связаны со стандартом. Такие пакеты данных PHY и МАС включают в себя начальные биты, известные как “преамбула”. На Фиг.5 изображена обучающая структура OFDM, а именно преамбула, согласно вышеупомянутому стандарту IEEE 802.11g/a. Преамбула в целом указана с помощью 600 и включает в себя слева направо первую порцию 610, по существу, длительности 8 микросекунд, вторую порцию 620, длительности 8 микросекунд, третью порцию 630, длительности 4 микросекунды, четвертую порцию 640, длительности 4 микросекунды, и пятую порцию 650, длительности 4 микросекунды и т.д. Первая часть первой порции 610 имеет дело с обнаружением сигнала, автоматической регулировкой усиления и выбором разнесения, в то время как вторая часть первой порции 610 имеет дело с грубой оценкой сдвига частоты и временной синхронизацией. Вторая порция 620 имеет дело с оценкой канала и точной оценкой сдвига частоты. Кроме того, третья порция 630 имеет дело с длительностью скорости. Наконец, четвертая и пятая порции 640, 650 и порции (не изображены) после них имеют дело с передачей фактических данных.
В соответствии со стандартом преамбулу 600 используют с помощью приемника, чтобы включаться во временную и частотную синхронизацию передатчика, таким образом, чтобы была облегчена демодуляция и восстановление следующих данных PHY или МАС. Стандарт IEEE 802.11g/a также устанавливает, что должны быть 4 поднесущие из полного количества 52 поднесущих. 4 поднесущие используют с помощью приемника, чтобы отслеживать дрейф времени и частоты передатчика в течение хода передачи вышеупомянутой преамбулы и связанных с ней следующих данных. При осуществлении как приемник, так и передатчик включают в себя схемы фазовой автоподстройки частоты, работой которых управляют с помощью вышеупомянутой преамбулы, причем тональные пилот-сигналы, модулированные в четыре несущие, помогают в таком управлении синхронизацией.
Традиционно при осуществлении стандарта IEEE 802.11g/a временная и частотная синхронизации должны быть поддержаны в течение длительности пакета данных, посылаемого и затем принимаемого. Когда передача пакета данных завершена, синхронизацию между соответственными фазовыми автоподстройками частоты (PLL) передатчика и приемника не нужно поддерживать, и затем фазовые автоподстройки частоты могут работать взаимно в холостом режиме.
Настоящее изобретение выборочно осуществлено с помощью расширения временной и частотной синхронизации, как разъяснено в предыдущем разделе, для обеспечения синхронизации между узлами 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3). Такая синхронизация узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) возможна благодаря режиму резервирования, обеспеченному в цифровых фазовых автоподстройках частоты, используемых, чтобы соответствовать вышеупомянутому стандарту IEEE 802.11g/a. В режиме резервирования фазовые автоподстройки частоты (PLL) действуют, когда входной опорный сигнал в них отказывает, с возможностью поддержки последнего действующего значения выходной частоты до такого отказа, причем множество значений выборок последней действующей частоты выгодно используют, чтобы получить более представительное и менее искаженное шумом значение для последней частоты.
Как разъяснено ранее, такая синхронизация фазовых автоподстроек частоты узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР) является важной при осуществлении протокола связи, как изображено на Фиг.2. Например, множество узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР), принимающих пакет 200 данных из узла 40 подвижной станции (STA), будут все синхронизированы с узлом 40 подвижной станции (STA) с помощью преамбулы 600 пакета 200 данных в течение длительности пакета 200 данных. Однако в противоположность известным системам передачи данных синхронизацию поддерживают в сети 10 позже приема пакета 200 данных, чтобы включить передачу следующего пакета 210 данных подтверждения приема. В отношении Фиг.2, после того как передача пакета 200 данных завершена, фазовые автоподстройки частоты (PLL), включенные в узлы 30а, 30b точек доступа (АР1, АР2), удерживают в вышеупомянутом режиме резервирования работы относительно последнего значения частотной и временной синхронизации до тех пор, пока не будет завершена передача следующего пакета 210 данных подтверждения приема.
Использование вышеупомянутого режима резервирования является осуществимым по нескольким причинам. Первой причиной является то, что узлы 30а, 30b точек доступа (АР1, АР2) являются взаимно синхронизированными с одним источником, а именно узлом 40 подвижной станции (STA). Кроме того, второй причиной является то, что временной интервал, обозначенный с помощью 700 на Фиг.2, между завершением пакета 200 данных и началом пакета 210 данных подтверждения приема является относительно коротким, например порядка 9 микросекунд, согласно вышеупомянутому стандарту IEEE 802.11a, кроме того, пакет 210 данных подтверждения приема является относительно коротким, например 14 байт, по сравнению с пакетом 200 данных. Третьей причиной является то, что пакет 210 данных подтверждения приема обычно посылают с низкой скоростью передачи данных, который в результате является устойчивым к ошибкам частоты и фазы.
Подобные соображения также относятся к передаче пакета данных из узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3), как изображено на Фиг.4. На Фиг.4 обмен RTS/CTS используют для передачи данных прямой линии связи, таким образом, что возвращение пакета данных разрешения на передачу (CTS) может давать в результате синхронизацию всех взаимодействующих узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) в течение длительности времени, распространяющегося на передачу всех следующих пакетов 520 данных.
При осуществлении вариантов осуществления настоящего изобретения имеются определенные ограничения, которые являются важными. Например, при синхронизации фазовых автоподстроек частоты (PLL) узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) с узлом 40 подвижной станции (STA) ошибки временной и частотной синхронизации могут возникать, если узел 40 подвижной станции (STA) движется относительно узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3), например, вследствие сдвига частоты Доплера, который воспринимают взаимно по-разному в узлах точек доступа (АР). Например, сдвиг частоты Доплера порядка 83 Hz для несущей частоты 5 GHz дает в результате относительную скорость между узлом 40 подвижной станции (STA) относительно его узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3), такой сдвиг частоты Доплера является относительно незначительным относительно расположения поднесущей частоты с интервалом 312 kHz и на практике не нарушает осуществления настоящего изобретения. Взаимно разные расстояния узла 40 подвижной станции (STA) от узлов 30а, 30b, 30с точек доступа (АР1, АР2, АР3) также могут приводить к потенциальным ошибкам. Для расстояний порядка 30 метров разности распространения излучения беспроводной линии связи составляют порядка 100-200 наносекунд, что также не нарушает осуществления настоящего изобретения. Однако способность вышеупомянутых фазовых автоподстроек частоты в их режиме резервирования поддерживать достаточную стабильность частоты и фазы является важным фактором при осуществлении настоящего изобретения, например, в ситуации, когда пакеты данных являются относительно большой длительности.
Будет понятно, что узел 40 подвижной станции допускает быть реализованным как мобильный телефон, как компьютер, включающий в себя передатчик беспроводной WLAN, как персональный цифровой ассистент (PDA), как домашний робот, как беспроводный телефон, как мобильный телефон, как сотовый телефон и т.д., не говоря уже о многих других потенциальных практических осуществлений для сети 10. Способы, описанные в предыдущих разделах при разъяснении вариантов осуществления настоящего изобретения, допускают быть осуществленными в цифровом аппаратном обеспечении и/или в виде одного из дополнительных продуктов программного обеспечения, выполняемых в вычислительном аппаратном обеспечении.
Модификации в вариантах осуществления изобретения, описанных в предыдущих разделах, являются возможными, не выходя за рамки объема изобретения, как определено с помощью сопровождающей формулы изобретения.
Подразумевают, что выражения, такие как “включающий в себя”, “содержащий”, “включающий в состав”, “состоящий из”, “имеет”, “является”, использованные, чтобы описывать и излагать формулу настоящего изобретения, должны быть истолкованы не единственным способом, а именно, допуская также присутствие пунктов, компонентов или элементов, описанных неявно. Ссылка на единственное число также должна быть истолкована как относящаяся к множественному числу.
Подразумевают, что номера, заключенные в скобках в сопровождающей формуле изобретения должны помогать пониманию формулы изобретения, и никоим образом не должны быть истолкованы, чтобы ограничивать сущность, изложенную в этой формуле изобретения.
1. Способ передачи одного или более пакетов данных в сети передачи данных, причем упомянутая сеть передачи данных содержит множество узлов точек доступа, которые взаимно связываются при осуществлении связи посредством опорной сети для выполнения синхронизации между собой, и узел мобильной станции, причем способ содержит этапы, на которых:
(a) осуществляют совместную взаимную синхронизацию двух или более узлов точек доступа; и
(b) одновременно передают синхронизированным образом один или более пакетов данных из взаимно синхронизированных двух или более узлов точек доступа через упомянутую среду связи для, по существу, одновременного приема в упомянутом узле мобильной связи; и
при этом упомянутый этап осуществления совместной взаимной синхронизации упомянутых двух или более узлов точек доступа включает в себя этапы, на которых:
(c) осуществляют синхронизацию упомянутых двух или более узлов точек доступа с, по меньшей мере, одним пакетом данных, принятым из упомянутого узла мобильной станции, чтобы определить параметр опорной частоты и/или параметр синхронизации, и
(d) поддерживают работу упомянутых двух или более узлов точек доступа согласно параметру опорной частоты и/или параметру синхронизации таким образом, чтобы следующая передача на этапе (b) упомянутых одного или более пакетов данных в упомянутый узел мобильной станции была взаимно синхронизирована, причем упомянутые пакеты данных содержат пакеты данных нисходящей линии связи, содержащие одинаковый контент для каждого из взаимно синхронизированных узлов точек доступа.
2. Способ по п.1, в котором упомянутая синхронизация на этапе (с) поддерживается посредством преамбулы, включенной в пакеты данных, передаваемые в узлы точек доступа.
3. Способ по п.1, в котором упомянутая синхронизация на этапе (с) поддерживается до передачи одного или более пакетов данных в упомянутый узел мобильной станции с использованием режима удержания в схемах фазовой синхронизации упомянутых узлов точек доступа, реализованных согласно стандартам IEEE 802.11 и его вариантам.
4. Сеть передачи данных, содержащая множество узлов точек доступа, которые взаимно связываются при осуществлении связи посредством опорной сети для выполнения синхронизации между собой, и узел мобильной станции, в которой:
(а) два или более узлов точек доступа выполнены с возможностью совместной взаимной синхронизации; и
(b) два или более узлов точек доступа выполнены с возможностью одновременно передавать взаимно синхронизированным образом один или более пакетов данных из взаимно синхронизированных двух или более узлов точек доступа через среду связи для, по существу, одновременного приема в упомянутом узле мобильной связи; и
при этом упомянутая взаимная синхронизация упомянутых двух или более узлов точек доступа используется для:
(с) синхронизации упомянутых двух или более узлов точек доступа с, по меньшей мере, одним пакетом данных, принятым из упомянутого узла мобильной станции, чтобы определить параметр опорной частоты и/или параметр синхронизации; и
(d) поддержания работы упомянутых двух или более узлов точек доступа согласно упомянутому параметру опорной частоты и/или упомянутому параметру синхронизации таким образом, чтобы следующая передача на этапе (b) одного или более пакетов данных в упомянутый узел мобильной станции была взаимно синхронизирована, причем упомянутые пакеты данных содержат пакеты данных нисходящей линии связи, содержащие одинаковый контент для каждого из взаимно синхронизированных узлов точек доступа.
5. Узел точки доступа, выполненный с возможностью функционировать в сети передачи данных, которая содержит множество узлов точек доступа, которые взаимно связываются при осуществлении связи посредством опорной сети для выполнения синхронизации между собой, и узел мобильной станции, при этом:
(a) упомянутый узел точки доступа выполнен с возможностью осуществлять взаимную синхронизацию с одним или более другими узлами точек доступа; и
(b) упомянутый узел точки доступа выполнен с возможностью одновременно передавать взаимно синхронизированным образом с одним или более другими узлами точек доступа один или более пакетов данных из взаимно синхронизированных двух или более узлов точек доступа через среду связи для, по существу, одновременного приема в упомянутом узле мобильной связи; и
при этом упомянутая взаимная синхронизация упомянутых двух или более узлов точек доступа используется для:
(c) синхронизации упомянутых двух или более узлов точек доступа с, по меньшей мере, одним пакетом данных, принятым из упомянутого узла мобильной станции, чтобы определить параметр опорной частоты и/или параметр синхронизации; и
(d) поддержания работы упомянутых двух или более узлов точек доступа согласно упомянутому параметру опорной частоты и/или упомянутому параметру синхронизации таким образом, чтобы следующая передача на этапе (b) упомянутого одного или более пакетов данных в упомянутый узел мобильной станции была взаимно синхронизирована, причем упомянутые пакеты данных содержат пакеты данных нисходящей линии связи, содержащие одинаковый контент для каждого из взаимно синхронизированных узлов точек доступа.
6. Узел мобильной станции, выполненный с возможностью функционировать в сети передачи данных, которая содержит множество узлов точек доступа, которые взаимно связываются при осуществлении связи посредством опорной сети для выполнения синхронизации между собой, и узел мобильной станции, при этом:
(a) два или более узлов точек доступа выполнены с возможностью осуществлять совместную взаимную синхронизацию; и
(b) два или более узлов точек доступа выполнены с возможностью одновременно передавать посредством взаимной синхронизации один или более пакетов данных из взаимно синхронизированных двух или более узлов точек доступа через среду связи для, по существу, одновременного приема в упомянутом узле мобильной станции; и
при этом упомянутая взаимная синхронизация упомянутых двух или более узлов точек доступа используется для:
(c) синхронизации упомянутых двух или более узлов точек доступа с, по меньшей мере, одним пакетом данных, принятым из упомянутого узла мобильной станции, чтобы определить параметр опорной частоты и/или параметр синхронизации; и
(d) поддержания работы упомянутых двух или более узлов точек доступа согласно упомянутому параметру опорной частоты и упомянутому параметру синхронизации таким образом, чтобы следующая передача на этапе (b) упомянутого одного или более пакетов данных в упомянутый узел мобильной станции была взаимно синхронизирована, причем упомянутые пакеты данных содержат пакеты данных нисходящей линии связи, содержащие одинаковый контент для каждого из взаимно синхронизированных узлов точек доступа; и
при этом упомянутый узел мобильной станции выполнен с возможностью:
передавать упомянутый, по меньшей мере, один пакет данных для определения упомянутого параметра опорной частоты и/или упомянутого параметра синхронизации; и
по существу, одновременно принимать упомянутый один или более пакетов данных из взаимно синхронизированных двух или более узлов точек доступа.
