Передача подтверждения малой длительности



Передача подтверждения малой длительности
Передача подтверждения малой длительности
Передача подтверждения малой длительности
Передача подтверждения малой длительности
Передача подтверждения малой длительности
Передача подтверждения малой длительности

 


Владельцы патента RU 2583839:

ОРАНЖ (FR)

Изобретение относится к системам связи между двумя объектами с использованием радиоэлектрического, электрического или оптического канала передачи и обеспечивает повышение надежности отнесения кадра подтверждения (AF1) принимающим объектом (ER1). Изобретение раскрывает способ передачи AF1 принимающим объектом, содержащий прием кадра данных (DF1), переданного передающим объектом (ЕЕ1) и содержащего поле синхронизации (STF), содержащее инвариантный элемент информации, известный обоим объектам, и поле идентификации (MAC_HDR), содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект (ЕЕ1) и упомянутый принимающий объект (ER1), этап передачи упомянутым принимающим объектом (ER1) кадра подтверждения (AF1), содержащего поле синхронизации (STF), основанное на упомянутом поле синхронизации кадра данных (STF), причем упомянутый кадр подтверждения не содержит поле идентификации (MAC_HDR). 8 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Областью техники, к которой относится настоящее изобретение, являются системы связи между двумя объектами с использованием радиоэлектрического, электрического или оптического канала передачи и, более конкретно, подтверждение терминалом правильно принятого кадра данных.

Уровень техники

В беспроводных системах оптической связи и системах высокочастотной связи по линиям электропередачи канал передачи является совместно используемым ресурсом, на который оказывают влияние помехи, создаваемые различными передающими и принимающими объектами, совместно использующими канал, и столкновения между различными кадрами данных, передаваемыми по каналу. Для повышения надежности обмена в случае правильного приема кадры данных подтверждаются принимающим объектом посредством кадра подтверждения, предназначенного для передающего объекта.

Кадры данных и кадры подтверждения имеют один и тот же формат. На фиг. 1 показано структура кадра, основанная на примере кадров данных Wi-Fi и кадров подтверждения Wi-Fi согласно стандарту ШЕЕ 802.11, соответственно, DF1 и AF0. Такой кадр состоит из следующих частей:

- заголовок PLCP (Physical Layer Convergence Protocol, протокол конвергенции физического уровня), содержащий поля STF (Short Training Field, короткое учебное поле), LTF (Long Training Field, длинное учебное поле) и SIG (Signal Field, сигнальное поле),

- заголовок MAC (Medium Access Control, управление доступом к среде), имеющий, помимо прочего, адресные поля MAC источника и места назначения, а также поле, указывающее тип кадра (DATA для кадра данных или АСК для кадра подтверждения),

- данные MAC, отсутствующие в кадрах типа АСК,

- и другие поля, такие как FCS (Frame Check Sequence, последовательность проверки кадров), концевое поле, поле заполнения (или заполнение).

Поле STF является инвариантным и указывает тип протокола, используемого при передаче, например протокол IEEE 802.11а. Поле LTF используется в случае синхронизации частоты, а поле SIG используется в случае передачи OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов).

В 7-уровневой модели связи OSI (Open Systems Interconnection, протокол взаимодействия открытых систем), используемой локальными сетями согласно стандарту IEEE 802.11, подуровень PLCP образует часть физического уровня, который является первым и самым низким уровнем. Подуровень MAC образует часть уровня канала передачи данных, который является вторым уровнем модели. При приеме кадра физический уровень (подуровень PLCP) объекта сначала обнаруживает тип кадра с помощью поля STF. Если тип является правильным (Wi-Fi), физический уровень демодулирует кадр и загружает результат на уровень канала передачи данных (подуровень MAC). Уровень канала передачи данных проверяет целостность кадра с помощью поля FCS и в соответствии с результатом, кроме того, с помощью заголовка MAC проверяет, действительно ли кадр предназначен для объекта. Механизм формирования кадра подтверждения также требует взаимодействий между первыми двумя уровнями, физическим и каналом передачи данных.

Кадр данных содержит часть данных переменного размера, имеющую диапазон от приблизительно 100 байт для протокола Voice over Internet (речь по Интернету) до нескольких килобайт для видео. Согласно стандарту IEEE 802.11а, передача 100 байтов может занять 40 мкс, тогда как пакет 1500 байт может занять до 2064 мкс. Набор байтов, составляющий часть MAC (заголовок и данные), модулируется со скоростью передачи, которая оптимизируется как функция режимов канала передачи.

После подтверждения один только заголовок MAC длиной 20 байтов модулируется с умеренной битовой скоростью, чтобы защитить передачу. В соответствии со стандартом IEEE 802.11а, занятость канала передачи для этого подтверждения составляет порядка 32 мкс.

Чем более устойчивая модуляция используется, тем длительнее будет передача подтверждения. Чем короче ее продолжительность, тем больше увеличивается возможность потери подтверждения, что приводит к повторной передаче исходных данных кадра.

Для трафика с низкой скоростью передачи, то есть содержащего короткие кадры данных, кадры подтверждения представляют существенную долю трафика. Такое имеет место особенно в случае передачи речевого трафика IP и для трафика между машинами, где ширина полосы, занятая подтверждениями, может стать проблемой.

Патентная заявка WO 2008/018693 раскрывает кадр подтверждения малой длительности, но не решает проблему надежности отнесения этого кадра к объекту, который его отправил.

Принимающий объект, когда он выполняет подтверждение принятых данных, должен поэтому действовать компромиссно между максимизацией надежности подтверждения и минимизацией переполнения канала передачи.

Поэтому существует необходимость решения, не обладающего этими недостатками.

Раскрытие изобретения

Изобретение улучшает ситуацию с помощью способа посылки кадра подтверждения принимающим объектом, содержащий вслед за приемом кадра данных, переданного передающим объектом и содержащего поле синхронизации, в котором инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации, содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, этап передачи упомянутым принимающим объектом кадра подтверждения, содержащего поле синхронизации. Способ передачи кадра подтверждения дополнительно содержит этап вычисления подписи канала передачи между передающим объектом и принимающим объектом, причем поле синхронизации кадра подтверждения получают на основе поля синхронизации кадра данных, посредством упомянутой подписи.

Это позволяет экономить вычислительные ресурсы на объекте, посылающем кадр подтверждения, ускорить посылку кадра подтверждения и уменьшить переполнение канала передачи, вызванное кадрами подтверждения. Действительно, в отличие от предшествующего уровня техники, никакой элемент данных, входящий в состав кадра подтверждения, не модулируется и размер кадра подтверждения уменьшается.

Подпись уникальным образом характеризует канал передачи между передающим и принимающим объектами. Предпочтительно, поле синхронизации, подписанное таким образом, позволяет передающему объекту, получателю кадра подтверждения, распознавать подпись в кадре подтверждения и не путать кадр с другим кадром подтверждения, предназначенным для другого передающего объекта.

Согласно одному варианту способа передачи кадра подтверждения, соответствующему изобретению, поле синхронизации кадра подтверждения содержит поле синхронизации кадра данных.

Предпочтительно, поле синхронизации, вставляемое в кадр подтверждения принимающим объектом, просто идентично полю, созданному передающим объектом, без конкретной дифференциации в цепи передачи.

В соответствии с одним из вариантов способа передачи кадра подтверждения, соответствующим изобретению, этап вычисления подписи содержит этап инвертирования временной реакции упомянутого канала, зарегистрированной при помощи поля синхронизации кадра данных.

Это позволяет особенно устойчивое распознавание подписи объектом, для которого предназначен кадр подтверждения, в то же время сохраняя информацию об идентификации объекта, посылающего подтверждение, несмотря на отсутствие передачи поля идентификации в кадре подтверждения, и не увеличивая переполнение канала передачи.

Изобретение также относится к способу передачи кадра данных передающим объектом принимающему объекту, причем упомянутый кадр данных содержит поле синхронизации, содержащее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации, содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, причем способ содержит по меньшей мере один этап передачи упомянутого кадра данных и упомянутый этап передачи повторяется с заданным интервалом, пока в заданном временном слоте в упомянутом интервале не произойдет прием кадра подтверждения, содержащего поле синхронизации, полученное на основе поля синхронизации кадра данных посредством подписи канала передачи между передающим объектом и принимающим объектом.

На предшествующем уровне техники заголовок MAC передается в кадре подтверждения, чтобы позволить любому объекту сети, принимающему кадр подтверждения, в том числе, в частности, стороннему объекту, идентифицировать, какие объекты затрагиваются в подтверждении, и избежать путаницы между несколькими подтверждениями, предназначенными для различных объектов. Согласно изобретению объект, передающий кадр данных, и затем получатель кадра подтверждения, доверяет временной синхронизации между посылкой кадра данных, протеканием времени интервала и приемом кадра подтверждения. Если кадр подтверждения прибывает в точном окне времени внутри упомянутого интервала, это указывает, что он действительно является кадром подтверждения, соответствующим кадру данных. Поэтому нет необходимости, как на предшествующем уровне техники, передавать заголовок MAC в кадре подтверждения, так чтобы объект, посылающий кадр данных, распознал предназначенный для него кадр подтверждения.

Если временная синхронизация не позволяет объекту, посылающему кадр данных, и получателю кадра подтверждения с уверенностью определить, что принятый кадр подтверждения действительно предназначен для него, подпись канала передачи предпочтительно устраняет любую неоднозначность.

В соответствии с одним из вариантов способа посылки кадра данных, соответствующего изобретению, поле синхронизации кадра подтверждения содержит поле синхронизации кадра данных. Предпочтительно, поле синхронизации, принятое передающим объектом в кадре подтверждения, является просто идентичным полю, которое посылается в кадре данных без особенной обработки.

В соответствии с одним из вариантов изобретения способ посылки кадра данных дополнительно содержит этап корреляции поля синхронизации кадра подтверждения, принятого с полем синхронизации кадра данных, причем повторение посылки кадра данных блокируется в зависимости от результата этой корреляции.

Когда информационные последовательности принимаются передающим объектом в ожидаемом временном слоте, он сравнивает их с информационными последовательностями, сформированными полем синхронизации, и измеряет дисперсию результата корреляции. Если эта дисперсия низкая, то есть, если результат корреляции соответствует очень острому всплеску, это означает, что принятые последовательности информации соответствуют кадру подтверждения, ожидаемому передающим объектом. Это означает, что кадр данных, который послан, был правильно принят и что посылать его больше нет необходимости.

В соответствии с одним из вариантов изобретения кадр подтверждения содержит исключительно поле синхронизации. Это предпочтительно, поскольку такой кадр подтверждения, содержащий исключительно поле синхронизации, имеет намного меньшую длительность, чем кадр подтверждения, соответствующий предшествующему уровню техники. В Wi-Fi, например, занятость канала передачи в отношении подтверждения в соответствии с изобретением будет составлять порядка 8 мкс, а не 32 мкс согласно предшествующему уровню техники. Канал передачи занят для подтверждений в течение меньшего времени, оставляя, таким образом, большее пространство для данных.

Кроме того, поскольку другие поля входят в состав кадра подтверждения согласно предшествующему уровню техники, передающий объект, для которого предназначен кадр подтверждения, может легко различать два типа подтверждения, посредством короткого кадра подтверждения согласно изобретению, или длинного кадра подтверждения согласно предшествующему уровню техники. В сети Wi-Fi, например, при использовании как подтверждения, соответствующего изобретению, так и подтверждения, соответствующего предшествующему уровню техники, отсутствие полей LTF и SIG, присутствующих в заголовке PLCP длинного кадра подтверждения, соответствующего предшествующему уровню техники, указывает принимающему объекту, что используемое подтверждение является подтверждением коротким кадром подтверждения. В случае использования обоих типов подтверждений, длинного и короткого, может быть необходимым предварительное уведомление посредством договоренности между участвующими объектами.

В соответствии с одним из вариантов изобретения инвариантный элемент информации поля синхронизации содержит исключительно символы, расположенные так, чтобы синхронизировать во времени упомянутые объекты. Предпочтительно, поле синхронизации состоит из последовательностей символов, выбираемых за их хорошие свойства дифференциации (корреляции между объектами) и распознавания (автокорреляция). Например, в соответствии со стандартом IEEE 802.11, поле STF, которое позволяет идентифицировать, что кадр является кадром Wi-Fi, состоит из десяти идентичных последовательностей, каждая длительностью 0,8 мкс.

Изобретение также относится к устройству передачи принимающим объектом кадра подтверждения, содержащего, вслед за приемом кадра данных, посылаемого передающим объектом и содержащего поле синхронизации, имеющее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации, содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, средство передачи упомянутым принимающим объектом подтверждения получения кадра, содержащего поле синхронизации. Устройство передачи кадра подтверждения дополнительно содержит процессор, способный вычислить подпись канала передачи между передающим объектом и принимающим объектом, причем поле синхронизации кадра подтверждения получают на основе поля синхронизации кадра данных посредством упомянутой подписи.

Изобретение также относится к устройству передачи кадра данных передающим объектом принимающему объекту, причем упомянутый кадр данных содержит поле синхронизации, имеющее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации, содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, причем устройство содержит средство передачи упомянутого кадра данных, при этом упомянутая передача повторяется после заданного интервала, пока в заданном временном слоте в упомянутом интервале не произойдет прием кадра подтверждения, содержащего поле синхронизации, полученное на основе поля синхронизации кадра данных посредством подписи канала передачи между передающим объектом и принимающим объектом.

Изобретение также относится к компьютерной программе, содержащей команды для реализации способа передачи кадра подтверждения, когда этот способ исполняется процессором. Наконец, изобретение относится к компьютерной программе, содержащей команды для реализации способа передачи кадра данных, когда этот способ исполняется процессором.

Эти программы, хранящиеся на считываемом компьютером носителе, могут использовать любой язык программирования и быть в форме исходного кода, объектного кода или кода, промежуточного между исходным кодом и объектным кодом, такого как код в частично компилированной форме или в любой другой требуемой форме.

Изобретение, наконец, относится к сигналу подтверждения, передаваемому принимающим объектом вслед за приемом кадра данных, переданного передающим объектом, причем кадр данных содержит поле синхронизации, содержащее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации, содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, причем сигнал, несущий кадр подтверждения, содержит поле синхронизации, полученное на основе поля синхронизации кадра данных посредством подписи канала передачи между передающим объектом и принимающим объектом.

В отношении предшествующего уровня техники, этот сигнал, соответствующий изобретению, вызывает меньшее переполнение канала передачи, так как его размер уменьшен и, поскольку его подпись уникально характеризует канал передачи между передающим и принимающим объектами, он не посылается повторно из-за наличия сомнения в отношении передающего или принимающего объекта.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и характеристики изобретения станут более очевидны при прочтении последующего описания конкретного варианта осуществления изобретения, приведенного в качестве иллюстративного простого и не создающего ограничений примера, и изучении приложенных чертежей, на которых:

фиг. 1 - структура кадра данных и структура кадра подтверждения, соответствующие предшествующему уровню техники,

фиг. 2 - структура кадра данных и структура кадра подтверждения, соответствующие варианту осуществления изобретения,

фиг. 3 - этапы способов передачи кадра данных и передачи кадра подтверждения, соответствующих первому варианту осуществления изобретения,

фиг. 4 - этапы способов передачи кадра данных и передачи кадра подтверждения, соответствующих второму варианту осуществления изобретения,

фиг. 5 - структура устройства, передающего кадр подтверждения в соответствии с изобретением и

фиг. 6 - структура устройства, передающего кадр данных в соответствии с изобретением.

Подробное описание по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения

В последующем описании рассмотрены два варианта осуществления изобретения объектами, осуществляющими связь друг с другом через Wi-Fi, то есть по каналу передачи, соответствующему стандарту ШЕЕ 802.11. Изобретение не ограничивается этим случаем и применяется к другим типам каналов передачи, таким как высокочастотная связь по проводам линии электропередачи (стандарт IEEE 1901), или оптическая беспроводная связь (стандарт IEEE 802.15.7).

Структура кадра данных DF1, передаваемая передающим объектом ЕЕО, и структура кадра подтверждения AF0, передаваемого принимающим объектом ERO, соответствующие предшествующему уровню техники, были представлены выше со ссылкой на фиг. 1.

На фиг. 2 представлена структура кадра данных и структура кадра подтверждения, соответствующие варианту осуществления изобретения. Передающий объект ЕЕ1 передает кадр данных DF1, который остается неизменным относительно предшествующего уровня техники. Принимающий объект ER1 передает кадр подтверждения после интервала SIFS, отсчитываемого от конца приема кадра данных DF1. Интервал SIFS (Short Inter-Frame Sequence, короткая межкадровая последовательность) дает объектам, занятым в передаче, время на переход от режима передачи к режиму приема (и наоборот).

Кадр подтверждения, передаваемый в соответствии с изобретением, в отличие от предшествующего уровня техники, является кадром подтверждения AF1, который содержит поле синхронизации, основанное на поле STF кадра данных DF1, но не содержит некоторые или фактически все другие поля этого кадра данных DF1 и, в частности, не содержит поле идентификации, содержащее информацию, идентифицирующую передающий объект ЕЕ1 и принимающий объект ER1, такую как заголовок MAC.

Таким образом, кадр подтверждения AF1 может содержать поле STF кадра данных DF1, но не содержит никакие поля, содержащие модулированные данные, особенно заголовок MAC этого кадра данных, позволяя, таким образом, уменьшить размер кадра подтверждения при сохранении его функциональности.

В частности, в конкретном варианте осуществления, показанном на фиг. 2, кадр подтверждения AF1 является кадром подтверждения AF1, состоящим исключительно из поля STF, сформированного, например, локально на уровне принимающего объекта ER1 кадра данных DF1.

На фиг. 3 представлены этапы способов передачи кадра данных и передачи кадра подтверждения в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. В примере, показанном на этом чертеже, каждый из объектов ЕЕ1, ЕЕ2, ER1 и ER2 передает кадры Wi-Fi, которые все принимаются и демодулируются всеми объектами, даже если они им не все предназначены.

Более точно, кадры, отправленные объектами ЕЕ1 и ЕЕ2, предназначены, соответственно, для объектов ER1 и ER2, а кадры, отправленные объектами ER1 и ER2, предназначены, соответственно, для объектов ЕЕ1 и ЕЕ2.

Во время этапа E1 объект ЕЕ1 передает в момент Т1 кадр данных DF1, предназначенный для объекта ER1. Заголовок MAC кадра DF1 содержит идентификатор передающего объекта ЕЕ1 и идентификатор принимающего объекта ER1.

Во время этапа Е2 объект ER1 принимает кадр данных DF1 на уровне его физического уровня. Физический уровень распознает на основании поля STF, помещенного первым, что имеет дело с кадром Wi-Fi, демодулирует кадр DF1, и затем загружает результат на уровень канала передачи данных.

Во время этапа Е3 уровень канала передачи данных проверяет целостность данных при помощи поля FCS.

Во время этапа Е4 уровень канала передачи данных проверяет при помощи заголовка MAC, что кадр DF1 действительно предназначен для объекта ER1.

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, когда результаты проверки на этапах Е3 и Е4 положительны, уровень канала передачи данных объекта ER1 дает физическому уровню команду на передачу в момент Т2 этапа Е12 кадра подтверждения AF1, состоящего исключительно из поля синхронизации то есть, поля STF. В отличие от предшествующего уровня техники, физический уровень не использует никаких данных, модулированных уровнем передачи данных, таких как заголовок MAC, чтобы создать кадр подтверждения. Операция модуляции, поэтому не является необходимой в отношении передачи кадра подтверждения, позволяя, таким образом, ускорить передачу и сохранить вычислительные ресурсы в объекте, передающем кадр подтверждения.

Кроме того, когда от уровня канала передачи данных получена команда на передачу кадра подтверждения, одно только поле синхронизации STF требуется для физического уровня, чтобы создать его кадр подтверждения. Поскольку это поле является инвариантным и известным на физическом уровне, для уровня канала передачи данных нет необходимости передавать его физическому уровню.

Если одна из проверок этапов ЕЗ или Е4 дает отрицательный результат, уровень канала передачи данных объекта ER1, игнорирует данные поля DATA и не дает команду физическому уровню передавать кадр подтверждения. В этом случае объект ЕЕ1, передающий кадр DF1, не принимая никакого кадра подтверждения в заданном интервале, снова будет передавать кадр DF1 во время последующего этапа, здесь не описанного.

Объект ER1 не является единственным объектом для приема переданного кадра DF1 в момент Т1 во время этапа E1.

Во время этапа Е5 объект ER2 также принимает кадр данных DF1 на его физическом уровне. Физический уровень на основе поля STF, расположенного первым, распознает, что он имеет дело с кадром Wi-Fi, демодулирует кадр DF1 и затем загружает результат на уровень канала передачи данных.

Во время этапа Е6 уровень канала передачи данных проверяет целостность данных при помощи поля FCS.

Во время этапа Е7 уровень канала передачи данных с помощью заголовка MAC определяет, что кадр DF1 не предназначен для объекта ER2, и игнорирует его.

Во время этапа Е8 объект ЕЕ2 также принимает кадр данных DF1 на его физическом уровне. Физический уровень на основе поля STF, расположенного первым, распознает, что он имеет дело с кадром Wi-Fi, демодулирует кадр DF1 и затем загружает результат на уровень канала передачи данных.

Во время этапа Е9 уровень канала передачи данных проверяет целостность данных при помощи поля FCS.

Во время этапа Е10 уровень канала передачи данных при помощи заголовка MAC определяет, что кадр DF1 не предназначен для объекта ЕЕ2, и игнорирует его.

Вслед за этапом El2 во время этапа Е13 объект ЕЕ1 принимает кадр подтверждения AF1 на его физическом уровне. На основе интервала, заключенного между этапом E1 и этапом Е13, объект ЕЕ1 знает, что он находится в состоянии готовности, ожидая кадр подтверждения, содержащий поле STF.

Во время этапа El4 объект ЕЕ1 вычисляет показатель корреляции между принятой информационной последовательностью и ожидаемой последовательностью. Если этот показатель превышает заданный порог, объект ЕЕ1 решает, что принятый кадр AF1 является действительно кадром AF1, предназначенным для него, так как он действительно соответствует подтверждению объектом ER1 кадра данных DF1.

Объект ЕЕ1 поэтому во время этапа El5 принимает решение не передавать повторно кадр данных DF1.

Объект ЕЕ1 является не единственным объектом, принимающим кадр AF1, переданный в момент Т2 во время этапа Ε12.

Во время этапа El6 объект ER2 также принимает кадр подтверждения AF1 на его физическом уровне. Физический уровень распознает на основании поля STF, расположенного первым, что он имеет дело с кадром Wi-Fi. Поскольку никакой другой элемент информации не следует за полем STF в кадре AF1, объект ER2 из этого делает вывод, что он имеет дело с кадром подтверждения.

Поскольку объект ER2 не находится в состоянии готовности, ожидая кадр подтверждения в следующем заданном временном слоте Т2, он во время этапа El7 решает, что кадр AF1 не предназначен для него и игнорирует этот кадр.

Во время этапа El8 объект ЕЕ2 также принимает кадр подтверждения AF1 на его физическом уровне. Физический уровень на основе поля STF, расположенного первым, распознает, что он имеет дело с кадром Wi-Fi. Поскольку никакой другой элемент информации за полем STF в кадре AF1 не следует, объект ЕЕ2 делает из этого вывод, что он имеет дело с кадром подтверждения.

Так как объект ЕЕ2 не находится в состоянии готовности, ожидая кадра подтверждения в следующем заданном временном слоте Т2, он определяет во время этапа El9, что кадр AF1 не предназначен для него и игнорирует этот кадр.

Во время этапов Е14, Е17 и Е19, соответственно, объекты ЕЕ1, ER2 и ЕЕ2 могут определить, предназначен ли кадр подтверждения AF1 для них на основании правил занятости канала передачи, конкретных для используемого стандарта, такого как стандарт IEEE 802.11 в нашем примере. Эти правила препятствуют тому, чтобы несколько объектов передавали кадры одновременно или слишком близко друг к другу, навязывая объектам, видящим друг друга, таким как ЕЕ1, ЕЕ2, ER1 и ER2, интервалы, которые должны реализовываться между обнаружением и передачей кадра, и такие интервалы являются специфическими для типов кадров и вычисляются, чтобы избежать столкновений между кадрами. Столкновение определяется здесь посредством приема передающим объектом кадра подтверждения, который не предназначен для него, в пределах ожидаемого временного слота.

Несмотря на правила занятости канала передачи, существуют случаи, где происходят столкновения кадров. Такой случай показан на фиг. 4.

На фиг. 4 представлены этапы способов передачи кадра данных и передачи кадра подтверждения в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. В примере, показанном на этом чертеже, каждый из объектов ЕЕГ, ЕЕ2′, ERT и ER2′ передает кадры Wi-Fi, которые все принимаются всеми объектами, даже если они не все для них предназначены.

Более точно, кадры, отправленные объектами ЕЕГ и ЕЕ2′, предназначены, соответственно, для объектов ER1′ и ER2′, а кадры, отправленные объектами ER1′ и ER2′, предназначены, соответственно, для объектов ЕЕГ и ЕЕ2′.

Во время этапа ЕГ объект ЕЕГ передает в момент ТГ кадр данных DF1′, предназначенный для объекта ER1′. Заголовок MAC кадра DFT содержит идентификатор передающего объекта ЕЕГ и идентификатор принимающего объекта ER1′.

Во время этапа Е2′ объект ER1′ принимает кадр данных DF1′ на его физическом уровне. Физический уровень на основе поля STF, расположенного первым, распознает, что имеет дело с кадром Wi-Fi, демодулирует кадр DF11 и затем загружает результат на уровень канала передачи данных.

Во время этапа Е3′ уровень канала передачи данных проверяет целостность данных при помощи поля FCS.

Во время этапа Е4′ уровень канала передачи данных проверяет при помощи заголовка MAC, что кадр DF1′ действительно предназначен для объекта ER1′.

Когда результаты проверки на этапах Е3′ и Е4′ положительны, уровень канала передачи данных объекта ER1′ дает команду физическому уровню передать в момент Т2′ во время этапа Ε12′ кадр подтверждения AF1′, состоящий из элемента информации, основанного на поле синхронизации, то есть на поле STF.

В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, элемент информации, образующий кадр подтверждения APT, основываясь на поле STF, содержит подпись канала передачи между объектами ЕЕ1′ и ER11. Эта уникальная подпись позволяет объекту ЕЕ1′, когда он принимает кадр AF1′ во время этапа Ε13′, с уверенностью определить, что он действительно предназначен для него. Аналогично, подпись позволяет объекту ЕЕ2′, когда он принимает кадр АРГ во время этапа Ε18′, с уверенностью определить, что кадр не предназначен для него.

Эта подпись канала передачи между передающим объектом ЕЕ1′ и принимающим объектом ER1′ вычисляется во время этапа Ε11′ перед передачей кадра подтверждения этапа Ε12′, чтобы получить посредством этой подписи поля синхронизации кадра подтверждения AF1′ на основе поля синхронизации кадра данных DF1′.

В частности, подпись может быть реверсированием временной реакции, зарегистрированной при помощи поля STF канала передачи между объектами ЕЕ1′ и ER1′.

Временная реакция канала для принятого элемента информации определяется как набор обнаружений этого элемента информации в точке приема. Этот набор является результатом множества путей, используемых одновременно элементом информации, от отправителя к получателю элемента информации. Эти пути различаются по длине и зависят от таких параметров, как расположение, форма и текстура препятствий, расположенных между отправителем и получателем. Поскольку пути различаются по длине, обнаружения прибытия имеют разброс по времени. Поскольку пути различаются также по затуханию мощности, обнаружения прибытия различаются по энергии. Этот набор обнаружений регистрируется принимающим объектом ER1′, используя поле синхронизации STF кадра данных DF1′. На основании регистрации набора обнаружений объект ER1′ способен возвратить обнаружения с той же самой энергией, но инвертируя их хронологический порядок. Это то, что определяет временное реверсирование временной реакции.

Предпочтительно, когда во время этапа Е13′ объект ЕЕ1′ принимает от объекта ER1′ кадр подтверждения AFT, подписанный при помощи этой технологии временного реверсирования, результирующие возмущения физических характеристик канала передачи между объектами ER1′ и ЕЕГ аннулируются в точке расположения объекта ЕЕГ. Для объекта ЕЕГ теперь не только обнаружение является однозначным, а не многозначным, но оно также обладает высокой интенсивностью и, следовательно, устойчивостью, так как вся энергия сигнала теперь концентрирована на едином обнаружении, а не рассеяна по нескольким обнаружениям.

Как в первом варианте осуществления, физический уровень не использует никакие данные, модулированные или переданные на уровне канала передачи данных, чтобы создать кадр подтверждения.

Если одна из проверок на этапах Е3′ или Е4′ дает отрицательный результат, уровень канала передачи данных объекта ER1′ игнорирует данные поля DATA и не дает команду физическому уровню передавать кадр подтверждения. В этом случае объект ЕЕ1′, передающий кадр DF1′ и не принимающий никакого соответствующего кадра подтверждения в заданном интервале, снова передаст кадр DF1′ во время последующего этапа, здесь не описанного.

Объект ER1′ не является единственным объектом, принимающим кадр DF1′, переданный в момент Τ Г во время этапа Е1′.

Во время этапа Е5′ объект ER2′ также принимает кадр данных DF1′ на уровне его физического уровня. Физический уровень распознает на основании поля STF, расположенного первым, что он имеет дело с кадром Wi-Fi, демодулирует кадр DF1′ и затем загружает результат на уровень канала передачи данных.

Во время этапа Е6′ уровень канала передачи данных проверяет целостность данных при помощи поля FCS.

Во время этапа Е7′ уровень канала передачи данных при помощи заголовка MAC определяет, что кадр DF1′ не предназначен для объекта ER2′, и игнорирует это.

В течение временного слота, содержащего момент Τ Г, объект ЕЕ2′ скрывается от других объектов, например, физическим препятствием, временно блокирующим каналы передачи объекта ЕЕ2′, который не принимает кадр данных DF1′, переданный объектом ЕЕ Г.

В течение того же самого временного слота в момент Т1″, близкий к моменту ТГ, объект ЕЕ2′ передает во время этапа E1″ кадр данных DF1″. Из-за временного препятствия этот кадр DF1″ не принимается ни одним из других объектов. В частности, кадр, DF1″ не принимается объектом ER2′, для которого он предназначен.

Вслед за этапом Ε12′, во время этапа Е13′ объект ЕЕ1′ принимает кадр подтверждения AF1′ на уровне его физического уровня. На основе интервала времени, прошедшего между этапом Ε Г и этапом Е131, объект ЕЕ Г знает, что он находится в состоянии готовности, ожидая кадра подтверждения, содержащего поле STF.

Во время этапа Ε14′ объект ЕЕ1′ вычисляет показатель корреляции между принятой информационной последовательностью и ожидаемой последовательностью. Если этот показатель превышает заданный порог, объект ЕЕ1′ решает, что принятый кадр действительно является кадром AF1′, предназначенным для него, поскольку он действительно соответствует подтверждению объектом ER1′ кадра данных DF1′. На основании подписи канала передачи между объектами ЕЕ1′ и ER1′, присутствующей в кадре AF11, специальном для этого второго варианта осуществления изобретения, показатель корреляции увеличивается и обнаружение кадра AF1′ облегчается.

Объект ЕЕ1′ поэтому во время этапа E15′ решает не передавать повторно кадр данных DF1′.

Объект ЕЕ1′ является не единственным объектом для приема кадра AF11, переданного в момент Т2′ во время этапа Ε12′.

Во время этапа Ε16′ объект ER2′ также принимает кадр подтверждения AF1′ на его физическом уровне. Физический уровень на основании поля STF, расположенного первым, распознает, что он имеет дело с кадром Wi-Fi. Поскольку никакой другой элемент информации не следует за полем STF в кадре AF1′, объект ER2′ отсюда делает вывод, что имеет дело с кадром подтверждения.

Поскольку объект ER21 не передавал кадр данных в момент вблизи момента Τ1′, во время этапа Е17′ он определяет, что кадр AF1′ не предназначен для него и игнорирует этот кадр.

В момент Т2′, предшествующий этапу E18′, препятствие, существовавшее во время этапов Е1′ и E1″, исчезло. Во время этого этапа Е18′ объект ЕЕ21 поэтому также принимает кадр подтверждения AF11 на уровне его физического уровня. На основе интервала между этапом E1″ и этапом E18′, объект ЕЕ2′ находится в состоянии готовности, ожидая кадра подтверждения, состоящего из поля STF, так как он передал кадр данных DF1″ в момент Т1″, но не знает, что кадр DF1″ никогда не был принят объектом ER2′.

Во время этапа E19′ объект ЕЕ2′ поэтому вычисляет показатель корреляции между ожидаемой информационной последовательностью и принятой последовательностью. На основании подписи канала передачи между объектами ЕЕ1′ и ER1′, присутствующей в кадре AF11, специфическом для этого второго варианта осуществления изобретения, показатель корреляции уменьшается для объектов кроме ЕЕ1′, в частности, для объекта ЕЕ2′, где этот показатель не достигает заданного порога.

Объект ЕЕ2′ поэтому решает, что кадр подтверждения AF1′ не предназначен для него, то есть кадр AF11 не соответствует подтверждению объектом ER2′ кадра данных DF1″.

Поэтому объект ЕЕ21 решает во время этапа Е2″ снова передать кадр данных DF1″.

Структура устройства передачи, передающего кадр подтверждения, соответствующий изобретению, такого как устройство передачи, способная соответствовать или вводиться в состав принимающих объектов ER1, ER2, ER1′ или ER2′, описанных ранее, теперь представляется в сочетании с фиг. 5.

Такое принимающее устройство 100 содержит:

- приемный модуль 140, способный принимать кадр данных (DF1, DF1′),

- передающий модуль 150, способный передавать кадр подтверждения (AF1, AF1′).

Кадры данных и подтверждения обрабатываются процессором 130, снабженным микропроцессором, способным реализовывать составляющие средства изобретения, такие как те, которые были описаны ранее, в частности, в соответствии с вариантом, средство регистрации временной реакции поля STF, введенного в кадр данных, специфический для канала передачи, и средство временного реверсирования поля STF, основываясь на регистрации его временной реакции.

Передающее устройство 100, соответствующее изобретению, дополнительно содержит память 120, в которой хранится компьютерная программа НО, реализующая этапы способа для передачи кадра подтверждения. После инициализации кодовые команды компьютерной программы ПО, прежде чем выполняться процессором блока 130 процессора, например, загружаются в оперативную память RAM.

Структура передающего устройства, передающего кадр данных, соответствующий изобретению, такого как передающее устройство, способное соответствовать или вводиться в передающие объекты ЕЕ1, ЕЕ2, ЕЕ1′ или ЕЕ2′, описанные ранее, теперь представляется в сочетании с фиг. 6.

Это передающее устройство 200 содержит:

- приемный модуль 240, способный принимать кадр подтверждения (AF1, AF1′),

- передающий модуль 250, способный передавать кадр данных (DF1, DF1′, DF1″).

Кадры данных и подтверждения обрабатываются блоком 230 процессора, снабженным микропроцессором, способным реализовывать составляющие средства изобретения, такие как те, которые были описаны ранее, в частности средство корреляции между принятым кадром и полем STF.

Передающее устройство 200, соответствующее изобретению, дополнительно содержит память 220, в которой хранится компьютерная программа 210, реализующая этапы способа для передачи кадра данных. После инициализации кодовые команды компьютерной программы 210 перед их выполнением процессором блока 230 процессора, например, загружаются в оперативную память RAM.

Примерные варианты осуществления изобретения, которые были только что представлены, являются просто несколькими из возможных вариантов осуществления. Они показывают, что изобретение позволяет в очень значительной степени уменьшить длительность подтверждений и пространство, которое они занимают в канале передачи между передающим и принимающим объектами, в то же время легче и более устойчивые, обеспечивая их обнаружение объектами, для которых они предназначены.

1. Способ передачи кадра подтверждения принимающим объектом (ER1′, ER2′), содержащий после приема кадра данных (DF1′), переданного передающим объектом (ЕЕ1′, ЕЕ2′) и содержащего поле синхронизации (STF), содержащее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации (MAC_HDR), содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, этап (E12′) передачи кадра подтверждения (AF1′), содержащего поле синхронизации, при этом способ дополнительно содержит этап (E11′) вычисления подписи канала передачи между передающим объектом (EE1′, ЕЕ2′) и принимающим объектом (ER1′, ER2′), причем поле синхронизации кадра подтверждения (AF1′) получают на основе поля синхронизации кадра данных (DF1′) посредством упомянутой подписи.

2. Способ передачи кадра подтверждения по п. 1, в котором поле синхронизации кадра подтверждения (AF1′) содержит поле синхронизации (STF) кадра данных (DF1′).

3. Способ передачи кадра подтверждения по п. 1, в котором этап (E11′) вычисления подписи содержит этап инвертирования временной реакции упомянутого канала, зарегистрированной при помощи поля синхронизации кадра данных (DF1′).

4. Способ передачи по любому из пп. 1-3, в котором кадр подтверждения (AF1′) содержит только поле синхронизации (STF).

5. Способ передачи по любому из пп. 1-3, в котором инвариантный элемент информации поля синхронизации (STF) содержит только символы, расположенные так, чтобы синхронизировать во времени упомянутые объекты.

6. Способ передачи кадра данных передающим объектом (EE1′, EE2′) принимающему объекту (ER1′, ER2′), причем кадр данных (DF1′, DF1′′) содержит поле синхронизации (STF), содержащее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации (MAC_HDR), содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, причем упомянутый способ содержит по меньшей мере один этап (Е1′, E1′′, Е2′) передачи упомянутого кадра данных, при этом упомянутый этап передачи повторяют через заданный интервал до приема в заданном временном слоте кадра подтверждения (AF1′), содержащего поле синхронизации, полученное на основе поля синхронизации кадра данных (DF1′, DF1′′) посредством подписи канала передачи между передающим объектом (ЕЕ1′, ΕΕ2′) и принимающим объектом (ER1′, ER2′).

7. Способ передачи кадра данных по п. 6, в котором поле синхронизации кадра подтверждения (AF1′) содержит поле синхронизации (STF) кадра данных (DF1′, DF1′′).

8. Способ передачи кадра данных по п. 6 или 7, дополнительно содержащий этап (Ε14′, Ε19′) корреляции поля синхронизации принятого кадра подтверждения (AF1′) с полем синхронизации кадра данных (DF1′, DF1′′), причем повторение передачи упомянутого кадра данных блокируют в зависимости от результата указанной корреляции.

9. Способ передачи по п. 6 или 7, в котором кадр подтверждения (AF1′) содержит только поле синхронизации (STF).

10. Способ передачи по п. 6 или 7, в котором инвариантный элемент информации поля синхронизации (STF) содержит только символы, расположенные так, чтобы синхронизировать во времени упомянутые объекты.

11. Устройство передачи кадра подтверждения, содержащее передающий модуль (150), выполненный с возможностью передачи кадра подтверждения (AF1′) после приема кадра данных (DF1′), передаваемого передающим объектом (ЕЕ1′, ЕЕ2′) и содержащего поле синхронизации (STF), содержащее инвариантный элемент информации, известной передающему устройству и передающему объекту, и поле идентификации (MAC_HDR), содержащее информацию, идентифицирующую упомянутое передающее устройство и упомянутый передающий объект, при этом устройство дополнительно содержит процессор (130), выполненный с возможностью вычислять подпись канала передачи между передающим объектом (ЕЕ1′, ЕЕ2′) и принимающим объектом (ER1′, ER2′), причем поле синхронизации кадра подтверждения (AF1′) получено на основе поля синхронизации кадра данных (DF1′) посредством упомянутой подписи.

12. Устройство передачи кадра данных, содержащее передающий модуль (250), выполненный с возможностью передачи кадра данных (DF1′, DF1′′), содержащего поле синхронизации (STF), содержащее инвариантный элемент информации, известный передающему устройству и принимающему объекту, и поле идентификации (MAC_HDR), содержащее информацию, идентифицирующую упомянутое передающее устройство и упомянутый принимающий объект (ER1′, ER2′), при этом передающий модуль выполнен с возможностью повторения передачи упомянутого кадра данных после заданного интервала до приема в заданном временном слоте в упомянутом интервале кадра подтверждения (AF1′), содержащего поле синхронизации, получаемое на основе поля синхронизации кадра данных (DF1′, DF1′′) посредством подписи канала передачи между передающим объектом (EE1′, ЕЕ2′) и принимающим объектом (ER1′, ER2′).

13. Система подтверждения передачи кадра данных, содержащая по меньшей мере одно устройство передачи кадра подтверждения по п. 11 и по меньшей мере одно устройство передачи кадра данных по п. 12.

14. Считываемый компьютером носитель, хранящий компьютерную программу, содержащую команды для реализации способа передачи кадра подтверждения по п. 1 при выполнении способа процессором.

15. Считываемый компьютером носитель, хранящий компьютерную программу, содержащую команды для реализации способа передачи кадра данных по п. 4 при выполнении способа процессором.

16. Сигнал подтверждения, передаваемый принимающим объектом (ER1′, ER2′) после приема кадра данных (DF1′), переданного передающим объектом (ЕЕ1′, ЕЕ2′), причем кадр данных содержит поле синхронизации (STF), содержащее инвариантный элемент информации, известный упомянутым объектам, и поле идентификации (MAC_HDR), содержащее информацию, идентифицирующую упомянутый передающий объект и упомянутый принимающий объект, причем сигнал, несущий кадр подтверждения (AF1′), содержит поле синхронизации, полученное на основе поля синхронизации кадра данных посредством подписи канала передачи между передающим объектом и принимающим объектом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для синхронизации псевдошумового сигнала и может быть использовано для установления начальной синхронизации приемника и передатчика.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к области высокоскоростных последовательных интерфейсов передачи данных, использующих для синхронизации работы приемника и передатчика стартовые символы.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радионавигации и радиосвязи для кодовой синхронизации приемников шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией.

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах, использующих широкополосные псевдослучайные сигналы (ШПС) и временное разделение каналов (например, в системах беспроводного доступа, сухопутной подвижной и спутниковой связи).

Изобретение относится к организации сеанса связи между сервером синхронизации и устройством клиента, и в частности к запуску сеанса связи по инициативе сервера синхронизации.

Изобретение относится к области передачи информации посредством электромагнитных волн и может найти применение в системах сотовой и спутниковой радиосвязи, телеметрии, в системах управления по радио и волоконно-оптических системах передачи информации.

Изобретение относится к технике связи и может применяться для фазового пуска аппаратуры цифровой информации. .

Изобретение относится к цифровым системам передачи информации и может использоваться в сетях связи, в частности в аппаратуре формирования и разделения цифровых потоков.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при разработке аппаратуры передачи данных в интересах систем коммерческой связи. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи данных. .
Наверх