Способ и устройство для агрегирования пакетов в сети беспроводной связи

Способ и устройство для агрегирования пакетов в сети беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет

Настоящая заявка связана с предварительной патентной заявкой США № 60/483,588 от 27 июня 2003 г. и испрашивает приоритет по дате ее подачи.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области беспроводной передачи данных, в частности к способу и к соответствующему устройству для передачи множества пакетов данных в агрегированном виде.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Передача данных становится все более и более распространенной, осуществляется на основе все большего количества причин и большим количеством способов, чем когда-либо ранее. Применительно к настоящему изобретению данными являются биты информации, требуемой для выполнения какой-либо задачи в электронном устройстве. Термин "передача данных" относится к передаче этой информации из одного устройства (или компонента устройства) в другое.

Традиционно компьютеры запоминали данные, введенные вручную людьми - операторами либо собранные автоматически каким-либо способом, для создания отчетов, выполнения вычислений или просто запоминания информации для обращения к ней впоследствии. Данные также могут подвергаться обработке для создания более сложных представлений: звуковых, видео или мультимедийных, или для управления механическими устройствами через надлежащий интерфейс.

Причина желания осуществлять передачу данных очевидна. Данные, собранные в одном месте или во многих местах, могут быть посланы в другое место для безопасного хранения или для выполнения задачи в этом месте. Либо данные могут быть просто использованы для персональной связи, что имеет место в случае электронной почты. Человеческий голос (и иные звуки) также может быть фактически преобразован в пригодные для передачи данные. Хотя обработка информации в виде данных и речевой информации часто производится отдельно, поскольку они налагают различные требования на канал передачи, для целей описания настоящего изобретения использован термин "передача данных", описывающий передачу информационного содержимого любого типа, если иное не указано в явном виде или не является очевидным из контекста.

Нынешней популярности передачи данных способствовали многочисленные взаимосвязанные явления. Одним из факторов, естественно, является общедоступность вычислительных устройств для большого количества людей. Эти устройства могут иметь вид персональных компьютеров, сотовых телефонов, персональных цифровых информационных устройств и т.д. Соответственно, увеличился объем информации, доступный для передачи. Эта информация содержит не только упомянутую выше личную переписку (например, электронную почту), но и огромное количество текста, графики и файлов других типов, которые могут быть запрошены абонентом и возвращены за очень короткий промежуток времени. В частности, сеть "Всемирная паутина" делает доступным огромный объем такой информации. Наконец, можно ожидать, что растущее использование увеличивающегося объема информационного содержимого поддерживается множеством средств связи, сетей и систем. Происходит постоянное развитие этих многочисленных каналов передачи данных, наряду с соответствующими им схемами и протоколами, в попытке обеспечения более быстрых и более надежных средств передачи данных.

Первыми каналами связи для передачи данных являлись, конечно же, провода и кабели из проводящего материала, например из меди. Передача данных может происходить через выделенную линию или через ряд линий, проходящих от одного вычислительного устройства до другого. Соединение также может быть выполнено через сеть, например через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП), или, как делается в последнее время, через сеть Интернет, где схема для связи может быть установлена по мере необходимости. Схемы связи с произвольной структурой (ad hoc) могут быть установлены с использованием механических переключателей для соединения существующих линий связи. Они также могут быть созданы логически с использованием маршрутизаторов с программными переключателями, определяющих то, куда именно должна быть послана определенная информация из ряда квазипостоянно существующих вариантов выбора. Те же самые принципы могут быть использованы в системах меньшего масштаба, например между офисами конкретного административного здания, с использованием локальной сети (ЛС).

Естественно, что данные должны быть преобразованы в надлежащий вид для передачи, будучи закодированными некоторым способом, который может распознаваться получателем, для которого они предназначены. Для реализации этого существует множество способов. В некоторых системах данные упорядочивают в виде дискретных элементов, именуемых пакетами, и передачу каждого пакета осуществляют по отдельности. Адресация каждого пакета данных должна быть осуществлена отдельно для того, чтобы он мог быть направлен в пункт его назначения по наиболее эффективному маршруту. Каждый пакет также должен содержать идентифицирующую информацию для того, чтобы пакеты могли быть повторно собраны в надлежащем порядке в пункте их назначения. Эту дополнительную информацию, требуемую для передачи, но впоследствии не используемую, иногда именуют "служебной информацией". Другие типы служебной информации могут содержать информацию исправления ошибок, используемую в алгоритме исправления ошибок в приемнике для определения правильности приема пакета. Система может быть выполнена таким образом, что предусматривает приемлемую частоту появления ошибок, частично определяющую качество обслуживания (QoS) системы. Приемлемая частота появления ошибок обычно увеличивается для увеличения скорости передачи. Различные приложения имеют различные требования к качеству обслуживания (QoS). Может быть произведена повторная передача безуспешно переданных пакетов в том случае, если передающие станции уведомляются о безуспешной передаче. В зависимости от конструкции системы, приемник может послать сообщение подтверждения приема, СПП (ACK) для уведомления передатчика о том, что данные были приняты правильно, или, в противном случае, послать сообщение о неподтверждении приема, СНП (NAK). В некоторых системах могут быть использованы оба сообщения: СПП и СНП. Важным фактором при определении качества обслуживания также является задержка при передаче информации. Как описано ниже, настоящее изобретение направлено на улучшение обоих этих параметров качества обслуживания.

Каналом связи, популярность которого возрастает, является канал беспроводной связи, который способен обеспечивать передачу данных через интерфейс радиосвязи с использованием электромагнитного излучения в радиочастотном диапазоне. Как и другие линии связи, эти каналы беспроводной связи становятся более эффективными и, следовательно, более желательными. Кроме того, канал беспроводной связи, конечно же, предоставляет возможность мобильности. Передающие и приемные станции не ограничены стационарным пунктом связи или пунктом связи с доступом к сети на основе проводной связи. Одним из примеров системы, осуществляющей передачу данных через беспроводной интерфейс радиосвязи, является сеть сотовой телефонной связи. Однако следует отметить, что в такой сети интерфейс радиосвязи является только лишь частью пути, по которому проходят данные, переданные из источника в пункт назначения. Беспроводной доступ в сотовых сетях связи используется только лишь для того, чтобы абоненты получали доступ к инфраструктуре сети.

Другим примером системы, использующей интерфейс радиосвязи, является беспроводная локальная сеть (БЛС). На Фиг.1 изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты беспроводной локальной сети (БЛС) 10, приведенной в качестве примера. БЛС 10 по Фиг.1 содержит четыре станции 1 - 4 и пункт 5 доступа. Каждая из станций функционирует таким образом, что поддерживает связь с пунктом 4 доступа по одной или более линий радиосвязи. Канал передачи из пункта 5 доступа в одну или более станций обычно именуется нисходящим каналом связи, а канал передачи в другом направлении - восходящим каналом связи.

Следует отметить, что в конфигурации по Фиг.1, как и в упомянутой выше сотовой сети связи, пункт 5 доступа является стационарным и соединен с более крупной сетью, возможно, с той сетью, которая содержит другие пункты доступа. Такой вариант применения может быть полезным, например, в университете, где точки доступа, расположенные в различных физических местоположениях, позволяют студентам и профессорско-преподавательскому составу устанавливать сетевое соединение с использованием беспроводной связи.

Набор станций, показанных на Фиг. 1, количество которых может быть различным, иногда именуют базовым набором служб, БНС (BSS), а в том случае, когда он содержит пункт 5 доступа, - базовым набором служб типа "инфраструктура", БНС-ИФ (If-BSS). Несколько БНС-ИФ (If-BSS) может быть соединено вместе для формирования расширенного набора служб, РНС (ESS) (на чертеже не показан). Сеть даже может иметь функцию "передачи обслуживания" при информационном обмене с некоторой станцией с одного пункта доступа на другой для того, чтобы абоненты могли физически перемещаться во время сеанса связи без прерывания связи или с незначительным ее прерыванием. Помимо других БНС-ИФ (If-BSS), станции в БЛС 10 могут также иметь доступ к большим центральным компьютерам и к сетям более широкого охвата, например, к сети Интернет.

БЛС по Фиг.1 приведена только в качестве примера, и возможны другие варианты конфигурации сети. Некоторые сети могут быть созданы на основе структуры типа "каждый с каждым" (ad hoc) и могут устанавливать связь между несколькими узлами сети без стационарного (или заранее заданного) пункта доступа. В некоторых сетях станции могут функционировать таким образом, что поддерживают связь непосредственно друг с другом в виде сети, и в таких случаях пункт доступа может быть ненужным. Такая сеть может именоваться независимым БНС, НБНС (IBSS). Еще одним типом сети является сеть с сеточной структурой (mesh network), в которой различные имеющиеся станции связи могут в известной степени действовать в качестве маршрутизаторов, позволяя двум или более станциям обмениваться информацией (с меньшей мощностью) через посредников, а не напрямую друг с другом. Настоящее изобретение может быть применено в любой из этих сетей, и подразумевают, что вышеизложенные иллюстративные примеры приведены лишь в иллюстративных целях, а не являются ограничивающим признаком.

Хотя беспроводной интерфейс радиосвязи обеспечивает преимущество, заключающееся в подвижности, он выдвигает требования в отношении увеличения пропускной способности без потери качества обслуживания. По своей сущности линии радиосвязи могут иметь больший риск искажения сигнала и потери данных, чем провод или волоконно-оптический кабель.

Тем не менее, по мере роста популярности беспроводной связи предъявляются большие требования к интерфейсу радиосвязи. Постоянно требуются новые способы для более эффективной и надежной передачи данных. Настоящее изобретение обеспечивает такое усовершенствование.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложен способ и соответствующее устройство для группирования данных, сформированных в виде пакетов, в кадры передачи для более эффективной беспроводной передачи. Одним из объектов настоящего изобретения является способ передачи информации, содержащий следующие операции: формируют пакеты данных, выбирают группу из этих пакетов данных и компонуют кадр передачи, содержащий выбранные пакеты вместе со знаками группирования, таким образом, чтобы получатели каждого кадра передачи могли извлечь предназначенные для них данные. Знаки группирования могут просто содержать адрес предполагаемого получателя или предполагаемых получателей. В некоторых системах поле контроля циклическим избыточным кодом (ЦИК) может содержать значение, разрешающее станциям, которые не являются получателями, бездействовать во время обмена агрегированными данными. Знаки группирования могут также иметь вид карты передачи, вставленной между заголовком протокола конвергенции физического уровня (PLCP) и той частью кадра передачи, в которой находятся данные. Знаки группирования могут также содержать команды подтверждения приема для того, чтобы каждый получатель знал о том, когда и каким образом следует подтверждать получение предназначенных для него пакетов. В БЛС множественного доступа с ортогонально-частотным разделением, МДОЧР (OFDMA), команды подтверждения приема могут содержать выделение подмножества поднесущих для использования при передаче сообщений СПП (ACK). В альтернативном варианте осуществления изобретения варианты выделения поднесущих являются постоянными, определяемыми конструкцией, или определяются количеством переданных кадров.

Другим объектом настоящего изобретения является пункт доступа, предназначенный для использования в БЛС и содержащий устройство выбора пакетов, предназначенное для выбора пакетов данных, генератор знаков группирования, предназначенный для генерации информации о том, каким образом осуществлено группирование выбранных пакетов в кадр передачи, компоновщик кадра передачи, предназначенный для компоновки кадра передачи, содержащего выбранные пакеты и знаки группирования. Знаки группирования могут содержать команды подтверждения приема, предназначенные для информирования каждой станции-получателя о том, каким образом следует подтверждать получение соответствующих ей пакетов данных, причем в этом варианте осуществления изобретения пункт доступа дополнительно содержит генератор команд подтверждения приема.

Еще одним объектом настоящего изобретения является подвижная станция, предназначенная для использования в БЛС, которая содержит устройство обнаружения знаков группирования, предназначенное для обнаружения того, когда принятый кадр передачи содержит агрегированные данные, устройство извлечения данных, предназначенное для извлечения из такого кадра данных, предназначенных для подвижной станции, и генератор сообщений подтверждения приема, предназначенный для генерации сообщения подтверждения приема согласно командам подтверждения приема, содержащимся в кадре передачи, при их наличии.

Еще одним объектом настоящего изобретения является подвижная станция, предназначенная для использования в независимом БНС (НБНС), в котором отсутствует стационарный или произвольный пункт доступа, и содержащая устройство выбора пакетов, предназначенное для выбора пакетов данных, генератор знаков группирования, предназначенный для генерации информации о том, каким образом осуществлено группирование выбранных пакетов в кадр передачи, компоновщик кадра передачи, предназначенный для компоновки кадра передачи, содержащего выбранные пакеты и знаки группирования; а также устройство обнаружения знаков группирования, предназначенное для обнаружения того, когда принятый кадр передачи содержит агрегированные данные, устройство извлечения данных, предназначенное для извлечения из такого кадра данных, предназначенных для подвижной станции, и генератор сообщений подтверждения приема, предназначенный для генерации сообщения подтверждения приема согласно системным требованиям или командам подтверждения приема, содержащимся в кадре передачи, при их наличии.

Настоящее изобретение и его объем поясняются со ссылками на чертежи, краткое описание которых изложено ниже, в приведенном ниже подробном описании вариантов осуществления настоящего изобретения, которые в настоящее время являются предпочтительными, и прилагаемой формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты сети, приведенной в качестве примера, которой здесь является беспроводная локальная сеть (БЛС), в которой может быть целесообразно реализовано настоящее изобретение.

На Фиг.2 изображена диаграмма, на которой показаны уровни, используемые для описания структуры функционирования типичной схемы для передачи данных в сети, например, в БЛС из Фиг. 1.

На Фиг.3 изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты подвижной станции, функционирующей согласно одному из вариантов осуществления схемы агрегирования пакетов согласно настоящему изобретению.

На Фиг.4 изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты пункта доступа БЛС, функционирующего в соответствии с одним из вариантов осуществления схемы агрегирования пакетов согласно настоящему изобретению.

На Фиг.4A изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты пункта доступа БЛС, функционирующего в соответствии с другим вариантом осуществления схемы агрегирования пакетов согласно настоящему изобретению.

На Фиг.5 изображена временная диаграмма, на которой показан цикл доступа с наличием конкуренции за захват канала согласно предшествующему уровню техники.

На Фиг.6 изображена временная диаграмма, на которой показана приведенная в качестве примера последовательность передачи данных с наличием конкуренции за захват канала согласно предшествующему уровню техники.

На Фиг.7 изображена блок-схема, на которой показан базовый формат кадра (стандарта IEEE 802.11a) согласно предшествующему уровню техники.

На Фиг.8 изображена временная диаграмма, на которой показана последовательность передачи данных согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.9 изображена блок-схема, на которой показан предложенный формат кадра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.10 изображена блок-схема, на которой в общем виде показана структура преамбулы, предназначенной для использования при беспроводной передаче данных.

На Фиг.11 изображена схема прохождения сигнала, иллюстрирующая структуру алгоритма задержки и корреляции.

На Фиг.12 изображен график, иллюстрирующий отклик алгоритма задержки и корреляционного обнаружения пакетов из Фиг.11.

На Фиг.13 изображен график, иллюстрирующий обнаружение отдельного СПП.

На Фиг.14 изображен график, иллюстрирующий обнаружение совместных СПП.

На Фиг.15 изображен график, иллюстрирующий пример настройки OFDMA для оценок параметров отдельного канала.

На Фиг.16 изображена временная диаграмма, на которой показана последовательность передачи агрегированных данных согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.17 показан базовый формат кадра на уровне управления доступом к среде передачи УДСП (MAC).

На Фиг.18 показан формат агрегированного кадра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.19 показано содержимое поля "контроль агрегирования кадра".

На Фиг.20 приведена таблица, на которой показаны значения для поля "подтип" (Subtype) согласно настоящему изобретению.

На Фиг.21 приведена таблица, на которой показаны значения для кодирования поля "длительность/идентификатор" (Duration/ID) согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.22 приведена таблица, на которой показаны значения для содержимого поля адреса пункта назначения, АПН (DA), согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.23 изображена временная диаграмма, на которой показан обмен агрегированным кадром с агрегированным СПП OFDMA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.24 показан формат кадра 2400 СПП OFDMA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.25 приведена таблица, обеспечивающая выделение поднесущих для агрегированных сообщений СПП OFDMA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложен способ и соответствующее устройство для агрегирования пакетов данных в кадры из множества пакетов для передачи. В смоделированных приложениях для беспроводной локальной сети (БЛС) с использованием настоящего изобретения наблюдалось повышение эффективности и надежности. Некоторые результаты этого моделирования представлены в Приложении к данной заявке, однако для формулы изобретения не требуется конкретный результат, если это не указано в явном виде.

Настоящее изобретение, вообще говоря, реализовано в логическом уровне управления доступом к среде передачи (MAC) и в интерфейсе между физическим уровнем и MAC. Эти термины относятся к схеме организации логических уровней модели взаимодействия открытых систем (OSI) Международной организации по стандартизации (ISO) (изображенной на Фиг. 2). Однако эта модель имеет свои разновидности, и понятно, что когда здесь использованы ее термины, то подразумевается, что они охватывают собой аналогичные функции или уровни также и в других схемах.

Например, на Фиг.2 изображена диаграмма, на которой показана структура типичной схемы передачи данных в БЛС. Следует отметить, что каждое из любых двух устройств связи обычно имеет передатчик и приемник. В этом случае к обоим устройствам применим один и тот же многоуровневый подход. В кратком изложении в традиционной модели 220 взаимодействия открытых систем Международной организации по стандартизации (ISO/OSI) уровень 227 приложений обеспечивает предоставление сетевого обслуживания конечному пользователю и интерфейсы с прикладными программами пользователя. Уровень 226 представления осуществляет преобразование локального представления данных в каноническую форму и наоборот. Сеансовый уровень 225 управляет обменом информацией между устройством связи и сетью связи. Транспортный уровень 224 подразделяет данные на сегменты (дейтаграммы) для передачи и осуществляет повторную сборку принятого потока данных. Сетевой уровень 223 управляет маршрутизацией данных. Уровень 222 канала передачи данных помещает дейтаграммы в пакеты для передачи. Физический уровень 221 определяет фактический канал передачи.

Подобная модель, адаптированная на основе модели 220 OSI и обозначенная на Фиг.2, как модель 200 взаимодействия открытых систем/локальной сети (LAN/OSI), содержит в уровне 206 приложений три верхних уровня 225-227 модели 220 ISO/OSI. В модели 200 LAN/OSI также показано то, каким образом уровень 222 канала передачи данных модели 200 OSI подразделен на уровень 203 управления логическим каналом (LLC) и уровень 202 MAC в модели 200 LAN/OSI. С организационной точки зрения настоящее изобретение функционирует, в основном, в интерфейсе между (под)уровнем MAC и физическим уровнем. (Под)уровень 203 управления логическим каналом (LLC) выполняет функции уровня канала передачи данных относительно сетевого уровня 204, например, поддерживая канал связи с сетью. (Под)уровень 202 MAC выполняет функции уровня канала передачи данных, относящиеся к физическому уровню 201, например, управление доступом и кодирование данных для передачи. Подуровень 202 MAC также управляет синхронизаций передачи, предотвращает возникновение конфликтных ситуаций и выполняет функции по обнаружению ошибок.

На Фиг.3 изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты подвижной станции 300, функционирующей в соответствии с одним из вариантов осуществления схемы агрегирования пакетов согласно настоящему изобретению. Подвижная станция 300 содержит схему 310 передатчика и схему 320 приемника, которые осуществляют передачу и прием сигналов радиосвязи через антенну 315 под управлением контроллера 325. Имеется запоминающее устройство 330 для запоминания информации по мере ее обработки и для более долговременного хранения данных и прикладных программ.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, подвижная станция 300 дополнительно содержит устройство 340 обнаружения знаков группирования, предназначенное для проверки принятого кадра для определения того, содержит ли кадр агрегированные пакеты. В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 340 обнаружения знаков группирования обнаруживает любой из множества различным образом сформатированных знаков группирования для того, чтобы подвижная станция 300 была способна работать в различных БЛС. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 3, подвижная станция 300 также содержит устройство 345 извлечения данных, проверяющее информацию заголовка для извлечения данных, содержащихся в принятом кадре данных, адресованном в подвижную станцию 300, и отвергающее другие принятые данные. Наконец, подвижная станция 300 также содержит генератор 350 сообщений подтверждения приема, предназначенный для генерации надлежащего СПП. Генератор 350 сообщений подтверждения приема определяет, когда именно требуется передача СПП (или СНП), его формат и время, в которое оно должно быть послано.

На Фиг.4 изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты пункта 400 доступа, функционирующего в соответствии с одним из вариантов осуществления схемы агрегирования пакетов согласно настоящему изобретению. Пункт 400 доступа содержит схему 410 передатчика и схему 420 приемника, которые осуществляют передачу и прием сигналов радиосвязи через антенну 415 под управлением контроллера 425. Сетевой интерфейс 435 управляет связью с узлами инфраструктуры (на чертеже не показаны). Имеется запоминающее устройство 430 для запоминания информации по мере ее обработки и для более долговременного хранения данных и прикладных программ.

Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, пункт 400 доступа дополнительно содержит устройство 460 выбора пакетов, предназначенное для определения того, какие именно пакеты, если таковые вообще имеются, следует сгруппировать вместе для заданной передачи. Пункт 400 доступа также содержит генератор 465 знаков группирования, предназначенный для генерации знаков для уведомления получателей посредством соответствующей информации о кадре передачи, содержащем пакеты агрегированных данных. Компоновщик 470 кадра данных создает кадр данных, содержащий агрегированные пакеты и знаки группирования, содержащие информацию, достаточную для того, чтобы каждая приемная станция могла извлечь предназначенные для нее данные. Он также может содержать команды подтверждения приема, генерация которых осуществлена генератором 475 команд подтверждения приема, для того чтобы каждая соответствующая приемная станция реагировала надлежащим образом. Наконец, пункт 400 доступа содержит устройство 480 обнаружения сообщения подтверждения приема, предназначенное для определения того, получены ли каждым соответствующим получателем предназначенные для него данные.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения применимы для БЛС, содержащей, по меньшей мере, один пункт доступа, через который может поддерживать связь множество станций. Однако, как упомянуто выше, наличие пункта доступа, стационарного или иного, не является обязательным условием во всех вариантах осуществления настоящего изобретения. В некоторых приложениях одна станция в некоторые моменты времени может действовать в качестве пункта доступа, а в другие моменты времени - в качестве обычной станции. В других случаях, например, в режиме НБНС (IBSS), связь имеет место без наличия какой-либо станции, служащей в качестве пункта доступа для сети. В этом случае для того, чтобы настоящее изобретение могло быть реализовано в одной или более станций, поддерживающих связь, они содержат функциональные компоненты, изображенные на Фиг.3 и Фиг.4. На Фиг.4A изображена упрощенная блок-схема, на которой показаны отдельные компоненты подвижной станции согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, выполненной с возможностью работы таким способом. Компоненты, изображенные на Фиг.4A, аналогичные компонентам из Фиг.3 и Фиг.4, обозначены теми же ссылочными позициями. Это сделано для удобства, и при этом не подразумевается, что такие компоненты должны присутствовать в той же самой конфигурации во всех вариантах осуществления изобретения. Следует отметить, что в предпочтительном варианте в этих различных вариантах осуществления изобретения станции, поддерживающие связь согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения, также поддерживают связь со станциями, которые не могут поддерживать связь согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения. Наконец, следует отметить, что подвижные станции могут использовать агрегирование при связи с пунктом доступа или через него, когда имеется только один получатель агрегированных кадров.

Поскольку в случае БНС-ИФ (If-BSS) множество станций должно поддерживать связь через один и тот же интерфейс радиосвязи (который обычно, но необязательно, содержит один или более отдельных каналов), то должен быть обеспечен какой-либо способ, позволяющий им делать это без взаимных помех. Один способ заключается в использовании большого количества отдельных частотных каналов для того, чтобы каждая линия связи могла быть выделена как своя собственная. Однако имеющаяся пропускная способность может оказаться недостаточной для этого решения, в частности, с учетом того, что подобное распределение частотных каналов также должно быть обеспечено для ближайших базовых наборов служб (БНС) во избежание помех.

Другой способ, используемый в некоторых БЛС, состоит в том, чтобы предусмотреть наличие "периода без конкуренции". Таким образом, в некоторых БЛС различные станции совместно используют общий канал (или каналы) радиосвязи и, следовательно, "конкурируют" за его захват. Естественно, отдельные станции не всегда осуществляют передачу одновременно, поэтому часто заданные передаваемые данные могут быть переданы и приняты без помех со стороны конкурирующих передач. Однако по мере увеличения количества станций и объема информационного обмена возрастает вероятность того, что две или более станции будут осуществлять передачу одновременно (или, по меньшей мере, достаточно близко по времени, создавая взаимные помехи) сигналов. "Период без конкуренции" направлен на решение этой проблемы, поскольку в заданный промежуток времени осуществлять передачу разрешено только одной станции. Конечно же, различным станциям выделяют различные промежутки времени согласно заранее заданному процессу распределения.

С другой стороны, в системе на основе конкуренции или в течение периода доступа с конкуренцией в системе, в которой используются оба способа, также применяются способы, позволяющие избежать помех. В общем случае, когда любая станция распознает, что предназначенный для нее канал используется, то она не осуществляет передачу и после этого находится в режиме ожидания в течение некоторого времени перед попыткой своей собственной передачи. Эта концепция более подробно пояснена на Фиг.5.

На Фиг.5 изображена временная диаграмма последовательности 500 передачи данных с наличием конкуренции за захват канала согласно предшествующему уровню техники. Последовательность 500 показана со стороны станции БЛС, имеющей данные, готовые к передаче. Блок (по времени) 510 указывает, что среда занята, то есть, что некоторая другая станция осуществляет передачу. После того, как эта другая станция прекратила передачу, станция, имеющая данные для передачи, ожидает в течение определенного заранее заданного промежутка времени 520 распределенного межкадрового промежутка, РМКП (DIFS). В определенный момент 525 времени после РМКП (DIFS) 520 станция предпринимает попытку передачи данных. (Обычно попытка 525 передачи происходит после истечения промежутка времени РМКП (DIFS) 520, хотя это и не является обязательным условием).

Когда две или более станции пытаются осуществлять передачу по тому же самому конкурентному каналу приблизительно одновременно, то возникает "конфликтная ситуация", и никакая из передач не является успешной. Когда передающая станция распознает наличие конфликтной ситуации, то затем она находится в режиме ожидания в течение случайного периода 530 отсрочки передачи перед тем, как предпринять следующую попытку 535 передачи. Если все станции, для передач которых ранее имела место "конфликтная ситуация", выбирают случайную задержку перед другой попыткой, то наиболее вероятно, что их соответствующая случайная отсрочка передачи варьируется в достаточной степени для того, чтобы избежать последующей конфликтной ситуации. Даже в случае отсутствия конфликтной ситуации станция, готовая к передаче, обычно также находится в режиме ожидания в течение случайного периода 530 отсрочки передачи в том случае, если ею обнаружено, что интерфейс радиосвязи занят.

Предполагая, что при передаче или при попытке повторной передачи 535 конфликтная ситуация не обнаружена, может иметь место фактическая передача 540 данных.

После передачи 540 данных снова имеется защитная задержка, именуемая здесь коротким межкадровым промежутком 550, КМКП (SIFS). После КМКП (SIFS) 550 и предполагая, что прием переданных данных был произведен успешно, из принимающей станции в передающую станцию возвращают сообщение 560 СПП. (Следует отметить, что некоторые станции, то есть те станции, которые функционируют согласно иному протоколу (не являющемуся протоколом БЛС), поочередно используют сообщение неподтверждения приема (СНП) для указания отсутствия успешного приема.) Затем могут быть произведены последующие передачи данных (на чертеже не показаны).

В схеме согласно стандарту IEEE 802.11, описанный выше в общих чертах способ именуют "множественным доступом с контролем несущей и предотвращением конфликтных ситуаций (CSMA/CA). Один из недостатков этой системы заключается в том, что по мере увеличения объема информационного обмена также увеличивается количество конфликтных ситуаций и количество времени на передачу "служебной информации", затрачиваемое на арбитражный межкадровый промежуток, АМКП (AIFS) (или распределенный межкадровый промежуток, РМКП (DIFS)), на короткий межкадровый промежуток, КМКП (SIFS), и на случайный период отсрочки передачи может достигнуть нежелательных пропорций. (Это можно увидеть на Фиг.6.)

На Фиг.6 изображена временная диаграмма последовательности 600 передачи данных с конкуренцией за захват канала согласно предшествующему уровню техники. На этом чертеже в последовательности 600 передачи используются четыре станции, которыми являются пункт доступа, ПД (AP), и три другие станции, обозначенные как СТА₁ - СТА₃. Пункт доступа имеет данные, предназначенные для передачи в каждую из трех других станций. Так же как и в схеме, изображенной на Фиг.5, здесь ПД находится в режиме ожидания до тех пор, пока не будет завершена текущая передача 610, и имеет дополнительную задержку в течение первого РМКП (DIFS) 615 перед ожиданием в течение случайного интервала 616 отсрочки передачи, а затем инициирует первую передачу 620 данных (в СТА₁). После этого, как и прежде, ПД (и СТА₁) находится в режиме ожидания в течение первого КМКП (SIFS) 625, после чего СТА₁ посылает первое сообщение 630 подтверждения приема (СПП₁). Затем, после завершения приема СПП₁ ПД имеет задержку в течение второго РМКП (DIFS) 635, второго случайного интервала 636 отсрочки передачи, после чего начинает вторую передачу данных 640 (в СТА₂). После второго КМКП (SIFS) 645 вторая станция передает свой СПП₂ 650. Наконец, после СПП₂ (блок 650) и по истечении третьего РМКП (DIFS) 655 и случайного интервала 656 отсрочки передачи ПД осуществляет передачу данных "Данные₃" (блок 660) в СТА₃ и находится в режиме ожидания (до тех пор, пока не истечет промежуток времени КМКП (SIFS) 665) для приема СПП₃ (блок 670). Следует отметить, что в сетях, в которых используют доступ к каналу согласно стандарту IEEE 802.11e (этот вариант на чертеже не показан), вместо РМКП (DIFS) может быть использован АМКП (AIFS) (арбитражный межкадровый промежуток). АМКП (AIFS) обычно имеет длительность, по меньшей мере, равную РМКП (DIFS), и может быть отрегулирован для различных категорий потока информационного обмена.

В данной схеме, в особенности, при более высоких уровнях информационного обмена, возникает проблема, заключающаяся в увеличении времени, затрачиваемого на передачу служебной информации, используемой только для КМКП (SIFS), РМКП (DIFS), и когда это происходит, то имеет место случайный период о