Некоординированная беспроводная многопользовательская система с пикоячейками со скачкообразным изменением частоты

Некоординированная беспроводная многопользовательская система с пикоячейками со скачкообразным изменением частоты

Реферат

 

Беспроводная сеть содержит ведущее устройство и подчиненные устройства. Ведущее устройство передает адрес и тактовый сигнал ведущего устройства к подчиненным устройствам. Связь осуществляется посредством виртуального канала со скачкообразным изменением частоты, причем последовательность значений скачкообразного изменения частоты является функцией адреса ведущего устройства, а фаза является функцией тактового сигнала ведущего устройства. Передаваемые сообщения запроса требуют информации об адресе подчиненных устройств и топологии, что может использоваться для формирования дерева конфигурации для определения маршрута для соединения между ведущим и подчиненными устройствами. Информация об адресах подчиненных устройств и топологии может включать собственный адрес от каждого из подчиненных устройств и только списки адресов первого порядка от каждого из подчиненных устройств. Формирование дерева конфигурации включает формирование иерархии колец связности из списков адресов первого порядка. Каждое дерево связности может формироваться в соответствии с правилом, что кольцо связности с более высоким номером не может включать устройства, представляющие узлы, которые уже были представлены узлом в кольце связности с более низким номером. Как вариант, каждое кольцо связности может формироваться с учетом кольца связности с текущим номером, имеющего порождающие узлы, и включая в кольце связности со следующим более высоким номером те узлы, представляющие все порождаемые узлы порождающих узлов, для которых никакой из узлов-потомков не может представлять то же самое устройство, что и представленное порождающим узлом; ни один из узлов-потомков любого порожденного узла порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и любой из порожденных узлов данного порождающего узла, и ни один из порожденных узлов любого порождающего узла не может иметь то же самое имя, что и любой другой порожденный узел упомянутого любого порождающего узла. Техническим результатом является создание способов и устройств для соединения устройств беспроводным путем для обеспечения оптимального использования выделенного спектра. 4 с. и 10 з.п.ф-лы, 12 ил.

Предшествующий уровень техники Изобретение относится к некоординированным беспроводным системам, более конкретно к самоорганизующейся связности в некоординированной беспроводной многопользовательской системе.

Локальные сети радиосвязи в типовом случае охватывают область техники, в которой объединяются компьютерная индустрия и индустрия беспроводной связи. Обычные компьютерные сети основываются на проводных локальных сетях, в типовом случае использующих коммутацию пакетов и предназначенных для передачи данных. В противоположность этому, беспроводные сети, в частности сотовые сети, основываются на распределенных сетях, в типовом случае используют коммутацию каналов и предназначены для передачи речевых сигналов. Большинство технических решений, используемых при проектировании локальных сетей радиосвязи, повторяют принципы, которые используются в проводных локальных сетях. Это, однако, вызывает проблемы, поскольку условия передачи в проводной среде и в беспроводной среде различаются весьма существенным образом. Более того, мультимедийные передачи требуют реализации дополнительных свойств, ввиду особых требований к характеристикам трафика, выдвигаемых необходимостью передачи данных, речи и видеосигналов. Наконец, среда передачи в домашних условиях имеет свои собственные требования, которые могут быть решающими при проектировании системы.

Почти сто процентов компьютерных сетей используют в настоящее время проводную инфраструктуру. Проводная среда передачи может включать в себя диапазон, начиная от простой витой пары до оптического волокна. Ввиду свойственного ей экранирования и контролируемости условий передачи, проводная среда передачи характеризуется низкими уровнями взаимных помех и стабильными условиями распространения. Следовательно, проводная среда обладает потенциалом для достижения скоростей передачи данных от высоких до весьма высоких. Ввиду последнего обстоятельства, все участники проводных локальных сетей в типовом случае совместно используют такую единую среду передачи. Эта среда передачи образована единым каналом, который используется только одним из ряда различных пользователей в любой конкретный момент времени. Использование мультиплексирования с временным разделением каналов позволяет различным пользователям получать доступ к каналу в различные моменты времени.

Протоколы для доступа к проводной среде передачи стандартизованы Институтом инженеров по электротехнике и электронике в его серии IEEE 802. В типовом случае для получения доступа к среде передачи используются различные методы резервирования доступа, такие как контроль несущей (например, для сети Ethernet, соответствующий норме 802.3 метод множественного доступа с контролем несущей и исключения конфликта) или использование маркеров (например, соответствующие норме 802.4 маркерные шины или соответствующие норме 802.5 кольцевые сети с маркерным доступом). Эти протоколы могут быть использованы в распределенном смысле так, что пользователь, занимающий канал, резервирует среду своей текущей передачей или своим маркером. В таких схемах каждый пользователь может прослушивать весь трафик. Т.е. в единой локальной сети все пользователи совместно используют не только один канал, но и всю информацию, передаваемую по этому каналу. Если число участников возрастает, то локальная сеть может быть подразделена на меньшие локальные сети или сегменты, каналы которых работают независимо. Локальные сети могут быть взаимосвязаны посредством сетевых устройств, называемых мостами, или маршрутизаторов, которые образуют интерфейсы между различными локальными сетями. Такие конфигурации приводят к более сложным сетям (см., например, D. Bertsekas and R. Callager, Data Networks, 2^nd Edition, Prentice-Hall, London, 1992). При обсуждении резидентных, т.е. расположенных в помещениях, локальных сетей достаточно рассматривать одиночную локальную сеть. Локальная сеть в типовом случае обеспечивает обслуживание с коммутацией пакетов без установления соединения. Каждый пакет имеет адрес места назначения (и обычно также адрес источника), так что каждый пользователь может определить, предназначен ли передаваемый пакет для него или нет.

Следует иметь в виду, что результирующая пропускная способность, приходящаяся на пользователя, в одиночной локальной сети определяется максимальной скоростью передачи данных в канале и числом пользователей, которые совместно используют данный канал. Даже если максимальная скорость передачи данных очень высока, ввиду широкополосности проводной среды передачи, эффективная пропускная способность для пользователя может оказаться очень низкой, если канал должен совместно использоваться большим количеством пользователей.

Поскольку тип связи, имеющей место в современных проводных локальных сетях, может быть определен как асинхронный и не требующий установления соединения, то он плохо подходит для поддержки услуг, критичных к задержкам передачи, таких как передача речи. Для реализации услуг передачи речи необходимы "синхронные или изохронные соединения, которые требуют методов приоритизации в протоколах управления доступом к среде передачи, чтобы предоставить преимущество говорящим пользователям перед неговорящими пользователями. Различные исследования, проведенные для существующих сетей передачи данных, показали, что это нетривиальная задача.

В течение последних нескольких лет организации по стандартам в США и в Европе проводили работы, касающиеся беспроводных локальных сетей (БЛС). В США в результате этих работ был создан стандарт IEEE 802.11 (Проект стандарта IEEE 802.11, P802.11/D1, Dec.1994), а в Европе - стандарт ETSI HIPERLAN (ETSI, RES10/96/etr, "Radio Equipment and Systems (RES); High Performance Radio Local Area Networks (HIPERLANs), July 1996).

Что касается стандарта IEEE 802.11, то, как указывает его название, он представляет собой расширение стандарта 802 для локальных сетей. Беспроводное соединение является линией радиосвязи или инфракрасной линией связи. Среде передачи радиосвязи соответствует полоса на частоте 2,4 ГГц, выделенная для промышленных, научных, медицинских применений (ISM-диапазон). Однако для одиночной локальной сети радиосвязи в каждый данный момент времени выделен только канал со скоростью передачи 1-2 Мбайт/с. Этот относительно узкополосный канал должен совместно использоваться всеми участниками сети радиосвязи. Определена как конфигурация, основанная на проводной инфраструктуре, так и конфигурация, основанная на произвольной (специально созданной) структуре. В случае проводной инфраструктуры система радиосвязи просто обеспечивает беспроводное расширение между проводной локальной сетью и пользовательским терминалом. Фиксированные пункты доступа обеспечивают сопряжение между проводной областью и беспроводной областью. В сети с произвольной структурой беспроводные блоки создают свою собственную беспроводную сеть. При этом не предусматривается вообще никакая проводная основная структура. Именно свойство создания произвольной структуры, обеспечиваемое беспроводными системами связи, дает беспроводным локальным сетям важное преимущество перед проводными локальными сетями в определенных областях применения.

Для исключения взаимных помех с другими сетями или другими применениями в ISM-диапазоне на частоте 2,4 ГГц, используются методы расширения спектра за счет прямой модуляции последовательностями или медленного скачкообразного изменения частоты. Доступ к каналу выполняется с использованием специальной формы протокола множественного доступа с контролем несущей и исключения конфликта (протокола CSMA/CA), который обеспечивает обслуживание без установления соединения. В архитектуре, основанной на проводной инфраструктуре, стационарная часть берет на себя роль центрального контроллера, который планирует весь трафик. В произвольной архитектуре протокол CSMA/CA обеспечивает множественный доступ к каналу.

В целом стандарт IEEE 802.11 весьма сходен со стандартом для проводной сети Ethernet, но в нем проводной канал заменен на радиоканал со скоростью передачи 1 Мбайт/с. Ясно, что эффективная пропускная способность для пользователя быстро снижается по мере увеличения количества участников. Кроме того, поскольку коэффициент расширения для метода расширения спектра с использованием прямой модуляции последовательностью составляет всего 11, а частота скачков для метода расширения спектра с использованием скачкообразного изменения частоты составляет всего от 10 до 20 скачков в секунду, то в ISM-диапазоне обеспечивается весьма невысокая устойчивость по отношению к взаимным помехам. Различные несущие частоты теоретически могут существовать в одной и той же области (различные сети либо используют различные несущие частоты из определенных семи частот при применении метода расширения спектра путем прямой модуляции последовательностью, либо используют различные последовательности скачкообразного изменения частоты при применении метода расширения спектра путем скачкообразного изменения частоты), увеличивая за счет этого суммарную пропускную способность. Реально отмечалось, что суммарная пропускная способность, определяемая как суммарная пропускная способность для пользователя, умноженная на количество находящихся рядом пользователей (не обязательно являющихся участниками одной и той же сети), никогда не может превысить 4-6 Мбайт/с при применении любого метода (см. А.Kamerman, "Spread-Spectrum Techniques Drive WLAN Performance," Microwaves & RF, Sept. 1996, p.109-114).

Для рядом расположенных различных сетей согласно стандарту IEEE 802.11 является предпочтительным, чтобы сети базировались на проводной инфраструктуре: ограниченное число рядом расположенных фиксированных пунктов доступа могут создать их собственную сеть. Затем возможна некоторая степень координации посредством проводной сети. Однако для сетей, базирующихся на произвольной структуре, это намного труднее в соответствии со стандартом IEEE 802.11, так как протокол управления доступом к сетевой среде (протокол MAC) не применяется автоматически к такой конфигурации. Вместо этого блоки, которые попадают в область действия такой произвольной сети, будут присоединяться к существующей сети и не будут создавать своей собственной сети.

Стандарт HIPERLAN развивался тем же путем, что и стандарт IEEE 802.11. Система работает в диапазоне на частоте 5,2 ГГц (не предоставлен для использования в США). Стандарт находится все еще в стадии разработки и включает в себя семейство субстандартов HIPERLAN 1-4. Самая основная часть HIPERLAN 1 (ETSI, ETS 300652, "Radio Equipment and Systems (RES); High Performance Radio Local Area Networks (HIPERLAN) Type 1; Functional Specification", June 1996) подобна стандарту IEEE 802.11. И вновь используется один канал, но при более высокой максимальной скорости передачи данных 23,5 Мбайт/с. Используется специализированная схема протокола CSMA/CA, определяемая как множественный доступ с приоритизацией без вытеснения с исключением выхода (EY-NPMA), который предусматривает ряд конкурентных фаз, прежде чем канал будет зарезервирован. Хотя диапазон на частоте 5,2 ГГц является нелицензированным в Европе, разрешены только применения HIPERLAN-типа. Поэтому не реализуются специальные меры по отношению к неизвестным источникам помех. Различные сети могут сосуществовать в одной и той же области, при условии использования различных каналов шириной 23 МГц. Помимо частоты 5,2 ГГц, определены пять таких каналов.

Другая интересная деятельность в направлении разработок стандарта HIPERLAN связана со стандартизацией согласно HIPERLAN 2, которая концентрируется на беспроводном асинхронном режиме передачи (АТМ). Предполагается, что эта беспроводная сеть также будет использовать полосу на частоте 5,2 ГГц, будет поддерживать передачи с максимальными скоростями передачи данных порядка 40 Мбайт/с и использовать централизованную схему доступа с некоторой схемой протокола MAC назначения по требованию.

Общим для существующих беспроводных и проводных локальных сетей является то, что один канал совместно используется всеми участниками в локальной сети. Все пользователи совместно используют как собственно среду передачи, так и всю информацию, передаваемую в этой среде. В проводной локальной сети этот канал охватывает всю среду передачи. Однако это не имеет места в локальных сетях радиосвязи. В локальных сетях радиосвязи среда радиосвязи обычно имеет полосу от 80 до 100 МГц. Ввиду ограничений на практическую реализацию и стоимость приемопередатчиков радиосвязи и ввиду ограничений, устанавливаемых административными органами, подобными FCC и ETSI, представляется невозможным определить канал радиосвязи в локальной сети радиосвязи с той же шириной полосы, что и в среде радиосвязи. Поэтому лишь часть среды радиосвязи используется в одиночной локальной сети. В результате максимальная скорость передачи данных в канале снижается. Но более важным является то, что эффективная пропускная способность для пользователей снижается, так как все участники совместно используют этот канал, который теперь намного меньше, чем среда передачи. Хотя среда передачи подразделяется на различные каналы, каждый из которых может использоваться для установки отдельной локальной сети радиосвязи, на практике только одна сеть перекрывает определенную область, особенно если речь идет о сетях с произвольной структурой. В локальных сетях радиосвязи, базирующихся на проводной инфраструктуре, для создания ячеек могут использоваться различные каналы, причем каждая ячейка находится в своей собственной сети, которая не создает помех соседним ячейкам. Этот результат достигается ценой усилий, направленных на планирование распределения каналов. Таким путем создается сотовая структура, которая подобна сотовой структуре, встречающейся в сотовых мобильных системах. Использование различных сетей радиосвязи с произвольной структурой в одной и той же ячейке, однако, запрещено, что ограничивает достижимую суммарную пропускную способность на единицу зоны обслуживания.

Рассматривая теперь передачу речи с помощью каналов передачи данных, можно заключить, что это все еще представляет проблему в традиционных системах, так как стандарты беспроводных локальных сетей используют схемы множественного доступа, используемые в их проводных прототипах. Показано, что использование таких протоколов MAC для передачи речи также не является в полной мере подходящим (см. М.А. Visser, et al., "Voice and Data Transmission over 802.11 Wireless Network," Proc. of PIMRC'95, Toronto, Sept. 1995, p. 648-652).

Таким образом, существует потребность в экономичной и эффективной беспроводной системе, способной заменить локальную сеть, которая могла бы поддерживать передачу как речи, так и данных, и являлась самоорганизующейся для эффективного использования ограниченного спектра частот радиосвязи.

Сущность изобретения Таким образом, задачей изобретения является создание способов и устройства для соединения устройств беспроводным путем для обеспечения оптимального использования выделенного спектра.

Кроме того, задачей изобретения является создание структуры связности, в которой отдельные устройства могут устанавливать независимо двухточечные соединения без помех со стороны двухточечных соединений между другими устройствами, совместно использующими ту же самую зону обслуживания и тот же самый спектр частот.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, вышеуказанные результаты достигаются в беспроводной сети, содержащей ведущее устройство и подчиненное устройство. Ведущее устройство содержит средство для передачи адреса ведущего устройства к подчиненному устройству; средство для передачи тактового сигнала ведущего устройства к подчиненному устройству и средство для осуществления связи с подчиненным устройством посредством виртуального канала со скачкообразным изменением частоты. Подчиненное устройство содержит средство для приема адреса ведущего устройства от ведущего устройства; средство для приема тактового сигнала ведущего устройства от ведущего устройства и средство для осуществления связи с ведущим устройством посредством виртуального канала со скачкообразным изменением частоты. Кроме того, в данном варианте осуществления беспроводной сети последовательность скачкообразного изменения частоты виртуального канала со скачкообразным изменением частоты является функцией адреса ведущего устройства; а фаза последовательности скачкообразного изменения частоты виртуального канала со скачкообразным изменением частоты является функцией тактового сигнала ведущего устройства.

Согласно другому аспекту изобретения ведущее устройство в беспроводной сети дополнительно содержит средство для передачи сообщения запроса, требующего адреса подчиненного устройства от подчиненного устройства; а подчиненное устройство дополнительно содержит средство для приема сообщения запроса и средство для ответа на сообщение запроса для передачи адреса подчиненного устройства к ведущему устройству.

Согласно другому аспекту изобретения ведущее устройство в беспроводной сети дополнительно содержит средство для приема информации об адресе подчиненного устройства и топологии от более чем одного подчиненного устройства и средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии.

Согласно еще одному аспекту изобретения информация об адресе подчиненного устройства и топологии включает собственный адрес от каждого из более чем одного подчиненного устройства и только списки адресов первого порядка от каждого из более чем одного подчиненного устройства, а средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии содержит средство для формирования n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем средство для формирования формирует каждое из колец связности в соответствии с правилом, что кольцо связности с более высоким номером не может включать устройства, представляющие узлы, которые уже были представлены узлом в кольце связности с более низким номером.

В другом возможном варианте средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии содержит средство для формирования n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем средство для формирования формирует каждое из колец связности с учетом кольца связности с текущим номером, имеющего порождающие узлы, и включая в кольце связности со следующим более высоким номером те узлы, представляющие все порождаемые узлы порождающих узлов, которые удовлетворяют следующим правилам: никакой из узлов-потомков не может представлять то же самое устройство, что и представленное порождающим узлом; ни один из узлов-потомков любого порожденного узла порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и любой из порожденных узлов данного порождающего узла; и ни один из порожденных узлов любого порождающего узла не может иметь то же самое имя, что и любой другой порожденный узел упомянутого любого порождающего узла.

Согласно еще одному аспекту изобретения беспроводное устройство, предназначенное для использования в беспроводной сети, имеющей рассеянную топологию, содержит средство для приема информации адреса и топологии от каждого из ряда других беспроводных устройств и средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации адреса и топологии.

Согласно еще одному аспекту изобретения беспроводное устройство дополнительно содержит средство для использования дерева конфигурации для определения маршрута для соединения между данным беспроводным устройством и по меньшей мере одним из других беспроводных устройств.

Согласно еще одному из аспектов беспроводного устройства, соответствующего изобретению, информация об адресе и топологии включает собственный адрес от каждого из более чем одного устройства и только списки адресов первого порядка от каждого из остальных устройств, а средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии содержит средство для формирования n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем средство для формирования формирует каждое из колец связности в соответствии с правилом, что кольцо связности с более высоким номером не может включать устройства, представляющие узлы, которые уже были представлены узлом в кольце связности с более низким номером.

Согласно еще одному из аспектов беспроводного устройства, соответствующего изобретению, информация об адресе и топологии включает собственный адрес от каждого из более чем одного устройства и только списки адресов первого порядка от каждого из остальных устройств, а средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии содержит средство для формирования n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем средство для формирования формирует каждое из колец связности с учетом кольца связности с текущим номером, имеющего порождающие узлы, и включая в кольце связности со следующим более высоким номером те узлы, представляющие все порождаемые узлы порождающих узлов, которые удовлетворяют следующим правилам: никакой из узлов-потомков порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и представленное порождающим узлом; ни один из узлов-потомков любого порожденного узла порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и любой из порожденных узлов порождающего узла; и ни один из порожденных узлов любого порождающего узла не может иметь то же самое имя, что и любой другой порожденный узел упомянутого любого порождающего узла.

Согласно другому аспекту изобретения способ формирования дерева связности для использования при определении маршрута соединения между первым беспроводным устройством и любым из числа других беспроводных устройств включает следующие этапы: прием первым беспроводным устройством информации об адресе и топологии от каждого из других беспроводных устройств, причем информация об адресе и топологии включает собственный адрес от каждого из других беспроводных устройств и только списки адресов первого порядка от каждого из других беспроводных устройств, и формирование в первом беспроводном устройстве n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем каждое из колец связности формируется в соответствии с правилом, что кольцо связности с более высоким номером не может включать устройства, представляющие узлы, которые уже были представлены узлом в кольце связности с более низким номером.

Согласно другому аспекту изобретение относится к способу формирования дерева связности для использования при определении маршрута соединения между первым беспроводным устройством и любым из числа других беспроводных устройств. Способ включает следующие этапы: прием первым беспроводным устройством информации об адресе и топологии от каждого из других беспроводных устройств, причем информация об адресе и топологии включает собственный адрес от каждого из других беспроводных устройств и только списки адресов первого порядка от каждого из других беспроводных устройств, и формирование в первом беспроводном устройстве n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем каждое из колец связности формируется с учетом кольца связности с текущим номером, имеющего порождающие узлы, и включая в кольце связности со следующим более высоким номером те узлы, представляющие все порождаемые узлы порождающих узлов, которые удовлетворяют следующим правилам: никакой из узлов-потомков порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и представленное порождающим узлом; ни один из узлов-потомков любого порожденного узла порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и любой из порожденных узлов порождающего узла; и ни один из порожденных узлов любого порождающего узла не может иметь то же самое имя, что и любой другой порожденный узел упомянутого любого порождающего узла.

Согласно другому аспекту изобретения беспроводная сеть, имеющая рассеянную топологию, содержит первое ведущее устройство, второе ведущее устройство, первое подчиненное устройство и второе подчиненное устройство. Первое ведущее устройство содержит средство для передачи адреса первого ведущего устройства к первому подчиненному устройству; средство для передачи тактового сигнала первого ведущего устройства к первому подчиненному устройству и средство для осуществления связи с первым подчиненным устройством посредством первого виртуального канала со скачкообразным изменением частоты. Первое подчиненное устройство содержит средство для приема адреса первого ведущего устройства от первого ведущего устройства; средство для приема тактового сигнала первого ведущего устройства от первого ведущего устройства и средство для осуществления связи с первым ведущим устройством посредством первого виртуального канала со скачкообразным изменением частоты. Второе ведущее устройство содержит средство для передачи адреса второго ведущего устройства ко второму подчиненному устройству; средство для передачи тактового сигнала второго ведущего устройства ко второму подчиненному устройству и средство для осуществления связи с вторым подчиненным устройством посредством второго виртуального канала со скачкообразным изменением частоты. Второе подчиненное устройство содержит средство для приема адреса второго ведущего устройства от второго ведущего устройства; средство для приема тактового сигнала второго ведущего устройства от второго ведущего устройства и средство для осуществления связи со вторым ведущим устройством посредством второго виртуального канала со скачкообразным изменением частоты. Кроме того, в беспроводной сети первая последовательность скачкообразного изменения частоты первого виртуального канала со скачкообразным изменением частоты является функцией адреса первого ведущего устройства; а фаза первой последовательности скачкообразного изменения частоты первого виртуального канала со скачкообразным изменением частоты является функцией тактового сигнала первого ведущего устройства; вторая последовательность скачкообразного изменения частоты второго виртуального канала со скачкообразным изменением частоты является функцией адреса второго ведущего устройства; а фаза второй последовательности скачкообразного изменения частоты второго виртуального канала со скачкообразным изменением частоты является функцией тактового сигнала второго ведущего устройства; при этом тактовый сигнал первого ведущего устройства некоординирован с тактовым сигналом второго ведущего устройства, а первый виртуальный канал со скачкообразным изменением частоты использует тот же самый спектр частот радиосвязи, что и второй виртуальный канал со скачкообразным изменением частоты. При таком выполнении первый виртуальный канал со скачкообразным изменением частоты отличен от второго виртуального канала со скачкообразным изменением частоты, что обеспечивает осуществление связи между первым ведущим устройством и первым подчиненным устройством по существу без создания помех осуществлению связи между вторым ведущим устройством и вторым подчиненным устройством.

Согласно другому аспекту изобретения каждое из упомянутых первого и второго ведущих устройств в беспроводной сети дополнительно содержит средство для передачи сообщения запроса, требующего адреса подчиненного устройства от первого и второго подчиненных устройств. Кроме того, каждое из упомянутых первого и второго подчиненных устройств дополнительно содержит средство для приема сообщения запроса и средство для ответа на сообщение запроса для передачи адреса подчиненного устройства к первому и второму ведущим устройствам.

Согласно другому аспекту изобретения каждое из упомянутых первого и второго ведущих устройств в беспроводной сети дополнительно содержит средство для приема информации об адресе и топологии от более чем одного подчиненного устройства и средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии.

Согласно еще одному аспекту изобретения каждое из упомянутых первого и второго ведущих устройств дополнительно содержит средство для использования дерева конфигурации для определения маршрута для соединения между первым и вторым ведущими устройствами и соответственно первым и вторым подчиненными устройствами.

Согласно еще одному аспекту изобретения информация об адресе подчиненного устройства и топологии включает собственный адрес от каждого из более чем одного подчиненного устройства и только список адресов первого порядка от каждого из более чем одного подчиненного устройства, а средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии содержит средство для формирования n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем средство для формирования формирует каждое из колец связности в соответствии с правилом, что кольцо связности с более высоким номером не может включать устройства, представляющие узлы, которые уже были представлены узлом в кольце связности с более низким номером.

В другом аспекте изобретения, информация об адресе и топологии в беспроводной сети включает собственный адрес от каждого из более чем одного подчиненного устройства и только списки адресов первого порядка от каждого из более чем одного подчиненного устройства. Кроме того, средство для формирования дерева конфигурации исходя из информации об адресе и топологии содержит средство для формирования n колец связности из списков адресов первого порядка, где n - положительное целое число, причем средство для формирования формирует каждое из колец связности с учетом кольца связности с текущим номером, имеющего порождающие узлы, и включая в кольце связности со следующим более высоким номером те узлы, представляющие все порождаемые узлы порождающих узлов, которые удовлетворяют следующим правилам: никакой из узлов-потомков не может представлять то же самое устройство, что и представленное порождающим узлом; ни один из узлов-потомков любого порожденного узла порождающего узла не может представлять то же самое устройство, что и любой из порожденных узлов порождающего узла; и ни один из порожденных узлов любого порождающего узла не может иметь то же самое имя, что и любой другой порожденный узел упомянутого любого порождающего узла.

Краткое описание чертежей Задачи и преимущества изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируются чертежами, на которых представлено следующее: фиг.1 - блок-схема сети, имеющей звездообразную топологию; фиг.2 - блок-схема сети, имеющей кольцевую топологию; фиг.3 - блок-схема сети, имеющей ячеистую топологию; фиг. 4 - иллюстрация беспроводной локальной сети, имеющей рассеянную топологию, соответствующей одному из аспектов изобретения; фиг. 5а - изображение известной локальной сети, использующей один канал, идентичный среде передачи; фиг. 5b - изображение известной локальной сети, в которой среда передачи разделена на несколько субканалов; фиг. 5с - изображение локальной сети, которая использует многоканальный подход, в соответствии с одним из аспектов изобретения; фиг. 6а - изображение пикосети, соответствующей одному из аспектов изобретения, в которой два беспроводных устройства, не находящиеся в зоне действия друг друга, осуществляют связь через промежуточное беспроводное устройство, которое находится в зоне действия каждого из остальных беспроводных устройств и которое действует в качестве ведущего устройства пикосети; фиг.6b - иллюстрация альтернативного варианта осуществления изобретения, согласно которому два беспроводных устройства, не находящиеся в зоне действия друг друга, осуществляют связь через промежуточное беспроводное устройство, которое находится в зоне действия каждого из остальных беспроводных устройств и которое действует в качестве моста между двумя пикосетями; фиг. 7 - изображение примерной конфигурации, иллюстрирующей процедуру запроса, соответствующую одному из аспектов изобретения; фиг. 8 - изображение расширенной процедуры запроса в соответствии с другим аспектом изобретения; фиг. 9 - изображение дерева связности перового типа согласно одному из аспектов изобретения; фиг.10 - изображение дерева связности второго типа согласно другому аспекту изобретения; фиг.11 - иллюстрация использования дерева связности для определения возможных маршрутов для осуществления соединения, в соответствии с одним из аспектов изобретения; фиг. 12 - блок-схема системы, реализующей различные признаки, соответствующие изобретению.

Детальное описание Изобретение описывается ниже со ссылками на чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Как упомянуто при описании предшествующего уровня техники, традиционный одноканальный подход к локальным сетям характеризуется тем, что все устройства могут принимать всю информацию, передаваемую по каналу. Следовательно, сеть может иметь топологию типа звезды, как показано на фиг.1, кольца, как показано на фиг.2, или ячеистую топологию, как показано на фиг.3. В звездообразной топологии контроллер ведущего устройства, который планирует все передачи, может быть размещен в центре. В кольцевой и ячеистой топологиях применяется более распределенное управление. Для проводных локальных сетей в большей степени подходят звездообразная и кольцевая топологии, поскольку они минимизируют объем кабельных соединений. Однако ячеистая топология, при которой одно устройство может осуществлять связь со многими другими устройствами, автоматически возникает в локальных сетях радиосвязи