Эффективные способы и устройства адресации беспроводных линий связи

Эффективные способы и устройства адресации беспроводных линий связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственные заявки

По настоящей заявке испрашиваются привилегии на основании предварительной патентной заявки США, регистрационный номер 60/812,011, поданной 7 июня 2006 г., под названием "Способ и устройство для туннелирования по протоколу L2TP" и привилегии на основании предварительной патентной заявки США, регистрационный номер 60/812,012, поданной 7 июня 2006 г., под названием "Способ и устройство для адресации множества точек доступа", каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники

Различные варианты выполнения направлены на способы и устройства связи, более конкретно на способы и устройства, которые поддерживают применение различных типов адресов.

Предшествующий уровень техники

Беспроводные системы связи помимо терминалов доступа, например мобильных или иных оконечных узловых приборов, часто включают в себя множество точек доступа (AP) и/или другие сетевые элементы. Во многих случаях терминалы доступа соединены с точками доступа через беспроводные линии связи, тогда как другие элементы в сети, например AP, обычно соединены через небеспроводные линии связи, например через волоконные, кабельные или проводные линии связи. В случае беспроводной линии связи полоса пропускания является ценным ограниченным ресурсом. Соответственно желательно, чтобы связи по беспроводной линии связи осуществлялась эффективным образом без чрезмерной передачи избыточной информации.

Линии связи между точками доступа и/или другими сетевыми приборами зачастую менее ограничены в использовании полосы пропускания по сравнению с беспроводными линиями связи между терминалами доступа и точками доступа. Соответственно по линиям доставки сигнала возможна передача большего количества избыточной информации в смысле длины адресов и/или другой информации.

Хотя адреса IP (интернет-протокола) много лет успешно применяются в сети, они включают в себя довольно большое число битов. При осуществлении связи по беспроводным линиям было бы желательно использовать более короткие адреса. Однако было бы желательно, чтобы любые изменения в адресах, применяемых на беспроводной линии связи, не исключали применения IP-адресов на других линиях связи, например на линиях доставки сигнала.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описаны способы и устройства адресации, эффективным образом использующие ресурсы беспроводных линий связи. Для эффективного использования беспроводных ресурсов поддерживается несколько типов адресов. В зависимости от типа число битов в адресе может быть различным.

Для поддержки нескольких различных типов адресов различной длины в одном варианте осуществления адрес, используемый для осуществления связи по беспроводной линии связи, строится посредством включения в адрес поля типа адреса, используемого для сообщения признака типа адреса, и необязательно поля адреса, используемого для сообщения значения адреса. Поле адреса имеет переменную длину и для определенных типов адресов может быть пустым, что не требует передачи битов в этом поле.

В некоторых вариантах осуществления используется относительно короткое поле типа адреса. В одном частном варианте осуществления поле типа адреса имеет длину в два бита, что позволяет задать до четырех различных типов адресов. В одном таком варианте осуществления четыре поддерживаемых типа адресов включают в себя, например, 1) адрес, поддерживаемый терминалом доступа (AT), 2) адрес, поддерживаемый сетью, 3) адрес на основе пилотного псевдошума и 4) зарезервированный адрес.

В случае типа адреса, поддерживаемого AT, AT содержит информацию соответствия в одном или более сообщениях, которыми осуществляется обмен с AP. Таким образом, AT обеспечивает соответствие между коротким адресом беспроводной линии связи и более длинным адресом, используемым в сети связи, например c полным IP-адресом.

В случае адреса, поддерживаемого сетью, информация о соответствии адресов может быть предоставлена центральным элементом в сети связи и/или иным прибором в сети, например точкой доступа (AP), сообщение к которой может адресоваться с использованием короткого адреса по беспроводной линии связи и длинного, например полного IP-адреса, для сообщений, отправляемых по небеспроводным линиям связи, например по линиям доставки сигнала.

Для сообщений по беспроводной линии связи между AP и AT используется адрес на основе пилотного псевдошумового кода в качестве идентификатора AP, например, адреса в некоторых вариантах выполнения. Пилотный псевдошумовой код - это пилотный идентификатор, который используется для различения пилотного канала или каналов, по которым ведется передача различными точками доступа или различными секторами. Когда пилотный канал использует схему выработки сигнала псевдошумового (PN) типа, этот идентификатор обычно называется PilotPN. В настоящей заявке термин "PN-код" относится к пилотному идентификатору вообще, а "адрес PN-кода" относится к адресу на основе PN-кода. Другие примеры выработки пилотного сигнала включают в себя золотую последовательность, пилотные сигналы маяка и т.д., и в таком случае адрес PN-кода означает адрес на основе идентификатора, переданного пилотными сигналами применяемого типа. В случае адресов на основе PilotPN, называемого также в настоящей заявке адресом PN-кода или адресом на основе пилотного сигнала, значение адреса в адресе, включающем в себя указатель типа адреса на основе пилотного PN, может быть просто значением, равным пилотному PN для AP, то есть укороченным вариантом значения пилотного PN для AP, например несколько верхних битов пилотного PN-кода, или каким-либо иным значением, которое может быть выведено из PN-кода для AP, например, при помощи известной функции. АР могут включать в себя сохраненную информацию о значениях адресов пилотного PN для AP в сети и их индивидуальный полный IP-адрес, что позволяет установить соответствие между адресами на основе PN-кода, используемыми на беспроводной линии связи, и IP-адресами, используемыми для других сетевых соединений.

В случае адресов зарезервированного типа можно использовать одно или более значений резервных адресов, интерпретация которых является фиксированной, но, возможно, зависящей от AT, отправляющего или принимающего пакет по беспроводной линии связи, включающей в себя зарезервированный адрес. Примеры адресов зарезервированного типа включают в себя адрес IAP (точки присоединения к Интернету) и адрес контроллера сеанса. В некоторых вариантах осуществления каждая AP из набора, который обслуживает AT и который иногда называется "активным набором", знает IP-адрес для IAP, соответствующей определенному AT, который она обслуживает. Это информация используется для установления соответствия между адресом IAP, принятым по беспроводной линии связи, и полным IP-адресом, соответствующим IAP, связанной с определенным AT, к которому и от которого могут передаваться пакеты по беспроводной линии связи. Адрес контроллера сеанса служит примером зарезервированного адреса другого типа. Контроллер сеанса для сеанса связи, в котором участвует AT, известен AP, с которой взаимодействует AT. Соответственно, применяя зарезервированный адрес к контроллеру сеанса, AT может обеспечивать связь с контроллером сеанса, не прибегая к отправке полного адреса контроллера сеанса по беспроводной линии связи всякий раз при отправлении сообщения к контроллеру сеанса или при приеме сообщения от него.

Примерный способ работы точки доступа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления содержит: прием по беспроводной линии связи, при этом от терминала доступа передается первый пакет, первый пакет включает в себя информацию, подлежащую передаче, и адрес беспроводной линии связи, указывающий прибор, которому направлена упомянутая информация, причем упомянутый адрес беспроводной линии связи включает в себя поле указателя типа адреса, включающее в себя значение указателя типа адреса, которое указывает один из множества поддерживаемых типов адресов, которому соответствует упомянутый адрес; и определение в зависимости от типа адреса, указанного значением указателя типа адреса, включенного в принятый адрес беспроводной линии связи, IP-адреса, соответствующего прибору, которому должна быть передана упомянутая информация. Другой пример способа работы точки доступа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления содержит: прием от сетевого соединения, при этом от прибора передается первый пакет, первый пакет включает в себя: i) информацию, подлежащую передаче терминалу доступа, и ii) IP-адрес, соответствующий прибору, который является источником упомянутой информации; и генерацию пакета, включающего в себя упомянутую информацию и адрес беспроводной линии связи, соответствующий упомянутому прибору, причем упомянутый адрес беспроводной линии связи относится к одному из множества поддерживаемых типов адресов беспроводной линии связи, при этом адрес беспроводной линии связи включает в себя значения указателя типа адреса и значение адреса, причем упомянутое значение указателя типа адреса указывает используемый тип адреса беспроводной линии связи, а упомянутое значение адреса соответствует упомянутому прибору. Пример точки доступа в соответствии с различными вариантами осуществления включает в себя: сетевой интерфейс, включающий в себя приемник для приема от сетевого соединения, при этом от прибора передается первый пакет, первый пакет включает в себя: i) информацию, подлежащую передаче терминалу доступа, и ii) IP-адрес, соответствующий прибору, который является источником упомянутой информации; и модуль генерации пакета для генерации второго пакета, включающего в себя упомянутую информацию и адрес беспроводной линии связи, соответствующий упомянутому прибору, причем упомянутый адрес беспроводной линии связи относится к одному из множества поддерживаемых типов адресов беспроводной линии связи, при этом адрес беспроводной линии связи включает в себя значения указателя типа адреса и значение адреса, причем указанное значение указателя типа адреса указывает используемый тип адреса беспроводной линии связи, при этом указанное значение адреса соответствует упомянутому прибору.

Пример способа работы терминала доступа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления содержит: прием по беспроводной линии связи пакета, при этом пакет включает в себя i) информацию, подлежащую передаче упомянутому терминалу доступа, и ii) адрес беспроводной линии связи, указывающий сетевой прибор, который является источником упомянутой информации, причем указанный адрес беспроводной линии связи включает в себя поле указателя типа адреса, включающее в себя значение указателя типа адреса, которое указывает один из множества поддерживаемых типов адресов, которому соответствует упомянутый адрес; и определение на основе информации о хранящихся адресах и упомянутого адреса беспроводной линии связи, включенного в упомянутый принятый пакет, сетевого прибора, который является источником информации, включенной в упомянутый принятый пакет. Еще один пример способа работы терминала доступа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления содержит: генерацию пакета, включающего в себя информацию, подлежащую передаче прибору, и адрес беспроводной линии связи, соответствующий упомянутому прибору, причем упомянутый адрес беспроводной линии связи относится к одному из множества поддерживаемых типов адресов беспроводной линии связи, при этом указанный адрес беспроводной линии связи включает в себя значение указателя типа адреса и значение адреса, причем значение указателя типа адреса указывает используемый тип адреса беспроводной линии связи, а указанное значение адреса соответствует упомянутому прибору; и передачу сгенерированного пакета к точке доступа по беспроводной линии связи. Пример терминала доступа в соответствии с некоторыми вариантами выполнения включает в себя: модуль выбора типа адреса беспроводной линии связи для выбора типа адреса беспроводной линии связи, используемой для передачи информации к прибору, причем упомянутый тип адреса выбирается из множества поддерживаемых типов адресов; и модуль генерации пакета для генерации пакета, включающего в себя i) информацию, подлежащую передаче, и ii) адрес беспроводной линии связи, соответствующий прибору, к которому должна быть передана упомянутая информация, при этом указанный адрес беспроводной линии связи включает в себя значение указателя типа адреса и значение адреса, причем значение указателя типа адреса указывает используемый тип адреса беспроводной линии связи, а упомянутое значение адреса соответствует упомянутому прибору.

Хотя в вышеприведенном описании сущности изобретения рассмотрены различные варианты осуществления, следует понимать, что необязательно все варианты осуществления включают одни и те же признаки, а некоторые из описанных выше признаков не являются обязательными, но могут быть желательными в некоторых вариантах осуществления. В нижеследующем подробном описании рассматриваются многочисленные дополнительные признаки, варианты осуществления и преимущества.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведена беспроводная система связи с множественным доступом.

На фиг. 2 приведена блок-схема примера системы связи.

На фиг. 3 приведен пример сети, включающей в себя архитектуру сети распределенного доступа (AN) и терминал доступа (AT).

На фиг. 4 приведен пример сети, включающей в себя централизованную AN-архитектуру и AT.

На фиг. 5 приведена схема примерного формата адреса беспроводной линии связи в соответствии с различными вариантами осуществления.

На фиг. 6 приведена блок-схема последовательности операций для примера способа работы точки доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

На фиг. 7 приведена блок-схема последовательности операций для примера способа работы точки доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

На фиг. 8 приведена схема примерной точки доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

На фиг. 9 приведена блок-схема последовательности операций для примера способа работы терминала доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

На фиг. 10 приведена блок-схема последовательности операций для примера способа работы терминала доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

На фиг. 11 приведена схема примерного терминала доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

Подробное описание изобретения

Системы беспроводной связи получили широкое распространение для обеспечения различных типов передачи контента, такого как голос, данные и т.д. Эти системы могут быть системами множественного доступа, способными поддерживать связь с множеством пользователей посредством совместного использования доступных системных ресурсов (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя универсальную технологию доступа в микроволновом диапазоне (WiMAX), протоколы инфракрасной связи, такие как протокол ассоциации инфракрасной технологии передачи данных (IrDA), протоколы/технологии беспроводной связи малого радиуса действия, технологию Bluetooth®, протокол ZigBee®, протокол ультраширокой полосы частот (UWB), радиочастоты для домашнего использования (HomeRF), протокол совместно используемого беспроводного доступа (SWAP), широкополосную технологию, такую как технология альянса по разработке совместимости беспроводного Ethernet (WECA), технологию альянса Wi-Fi, сетевую технологию 802.11, технологию общедоступной переключаемой телефонной сети, технологию общедоступной неоднородной сети связи, такой как Интернет, частную сеть беспроводной связи, наземную мобильную радиосеть, множественный способ с разделением кодов (CDMA), широкополосный множественный доступ с разделением кодов (WCDMA), универсальную мобильную телекоммуникационную систему (UMTS), усовершенствованную систему мобильной связи (AMPS), множественный доступ с временным разделением (TDMA), множественный доступ с частотным разделением (FDMA), множественный доступ с ортогональным разделением частот (OFDMA), глобальную систему для мобильной связи (GSM), технологию радиопередачи (RTT) с одной несущей (1X), технологию evolution data only (EV-DO), систему пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), улучшенную GSM для передачи данных (EDGE), высокоскоростной доступ для пакетных данных по нисходящей линии связи (HSPDA), аналоговые и цифровые спутниковые системы и любые другие технологии/протоколы, которые можно использовать по меньшей мере в одной сети из сети беспроводной связи и сети передачи данных.

В целом беспроводная система связи множественного доступа может одновременно поддерживать связь для множества беспроводных терминалов. Каждый терминал осуществляет связь с одной или несколькими базовыми станциями посредством передачи по прямой и обратной линиям связи. Прямой линией связи (или нисходящей линией связи) называется линия связи, идущая от базовых станций к терминалам, а обратной линией связи (или восходящей линией связи) называется линия связи, идущая от терминалов к базовым станциям. Эта линия связи может быть установлена в системе с одним входом и одним выходом, со многими входами или одним выходом и многими входами и многими выходами.

На фиг. 1 приведена система беспроводной связи множественного доступа. Точка 100 доступа (AP) включает в себя множество антенных групп, одна включает в себя антенны 104 и 106, другая включает в себя антенны 108 и 110, а дополнительная включает в себя антенны 112 и 114. На фиг. 1 приведены только две антенны для каждой антенной группы, однако для каждой антенной группы можно использовать больше или меньше антенн. Терминал 116 доступа (AT) осуществляет связь с антеннами 112 и 114, при этом антенны 112 и 114 передают информацию терминалу 116 доступа по прямой линии 120 связи и принимают информацию от терминала 116 доступа по обратной линии 118 связи. Терминал 122 доступа осуществляет связь с антеннами 106 и 108, причем антенны 106 и 108 передают информацию терминалу 122 доступа по прямой линии 126 связи и принимают информацию от терминала 122 доступа по обратной линии 124 связи. В системе FDD линии 118, 120, 124 и 126 связи могут использовать для связи различные частоты. Например, прямая линия 120 может использовать частоту, отличную от частоты, используемой обратной линией 118.

Каждая антенная группа и (или) зона, в которой они обеспечивают связь, часто называется сектором точки доступа. В данном варианте осуществления каждая антенная группа предназначена для осуществления связи с терминалами доступа в одном секторе зон, покрываемых точкой 100 доступа.

При осуществлении связи по прямым линиям 120 и 126 передающие антенны точки 100 доступа используют формирование диаграмм направленности для улучшения отношения сигнал-шум на прямых линиях для различных терминалов 116 и 122 доступа. Кроме того, точка доступа, использующая формирование диаграмм направленности для осуществления передачи к терминалам доступа, случайно разбросанным по ее зоне покрытия, создает меньше помех терминалам доступа в соседних сотах по сравнению с точкой доступа, осуществляющей передачу при помощи одной антенны ко всем своим терминалам доступа.

Точка доступа может быть неподвижной станцией, используемой для связи с терминалами, и может также называться узлом доступа, или узлом B, базовой станцией или иным термином. Терминал доступа может также называться прибором доступа, пользовательским оборудованием (UE), прибором беспроводной связи, терминалом, беспроводным терминалом, мобильным терминалом, мобильным узлом, оконечным узлом или иным термином.

На фиг. 2 приведена блок-схема вариантов осуществления примерной точки 210 доступа и примерного терминала 250 доступа в системе MIMO 200. В точке 210 доступа информационные данные для нескольких потоков данных поступают от источника 212 данных к процессору 214 передаваемых (TX) данных.

В одном варианте осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 214 TX-данных форматирует, кодирует и перемежает данные для передачи для каждого потока данных на основе определенной схемы кодирования для этого потока данных с целью получения кодированных данных.

Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с пилотными данными при помощи техники OFDM. Пилотные данные - это обычно известная комбинация данных, которая обрабатывается известным образом и может использоваться в приемной системе для оценки отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (то есть подвергаются отображению символов) на основе определенной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных для обеспечения модуляции символов. Скорость передачи, кодирование и модуляция данных для каждого потока данных могут определяться командами, выполняемыми процессором 230.

Полученные в результате модуляции символы для каждого из потоков данных поступают затем процессор 220 TX MIMO, который может выполнить дальнейшую обработку модуляционных символов (например, для OFDM). Процессор 220 TX MIMO затем подает N_T потоков модуляционных символов на N_T передатчиков (TMTR) 222a-222t. В некоторых вариантах осуществления процессор 220 TX MIMO применяет взвешивание, определяемое диаграммой направленности, к символам потоков данных и к антенне, с которой передается символ.

Каждый передатчик (222a, ..., 222t) принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для получения одного или нескольких аналоговых сигналов и осуществляет дальнейшую обработку (например, усиливает, фильтрует или преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для получения модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO. N_T модулированных сигналов от передатчиков 222a-222t затем передаются соответственно N_T антеннами 224a-224t.

В терминале 250 доступа переданные модулированные сигналы принимаются N_R антеннами 252a-252r, и принятые сигналы от каждой антенны 252 поступают на соответствующий приемник (RCVR) 254a-254r. Каждый приемник (254a, ..., 254r) обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает обработанный сигнал для получения отсчетов и осуществляет дальнейшую обработку отсчетов для получения соответствующего "принятого" потока символов.

Процессор 260 данных RX затем принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символов от N_R приемников (254a, ..., 254r) на основе определенного метода обработки в приемнике для получения N_T "детектированных" потоков символов. Процессор 260 данных RX затем демодулирует, устраняет перемежение и декодирует каждый детектированный поток символов для восстановления информационных данных для потока данных. Обработка, выполняемая процессором 260 данных RX, является обратной обработке, выполняемой процессором 220 TX MIMO и процессором 214 данных TX в системе 210 передатчиков.

Процессор 270 периодически определяет, какую следует использовать матрицу предварительного кодирования (рассматривается ниже). Процессор 270 формирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть с индексом матрицы и часть со значением ранга.

Сообщение обратной линии связи может содержать различного рода информацию, относящуюся к линии связи и (или) к принятому потоку данных. Сообщение обратной линии связи затем обрабатывается процессором 238 данных TX, который также принимает информационные данные для нескольких потоков данных от источника 236 данных, модулированных модулятором 280, обработанных передатчиками 254a-254r и переданных соответственно через антенны (252a, 252r) обратно к точке 210 доступа.

В точке 210 доступа модулированные сигналы от терминала 250 доступа принимаются антеннами 224, обрабатываются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и обрабатываются процессором 242 данных RX для извлечения сообщения обратной линии связи, переданного приемной системой 250. Затем процессор 230 определяет, какую следует использовать матрицу предварительного кодирования для определения весов, задаваемых диаграммой направленности, после чего обрабатывает извлеченное сообщение.

Память 232 содержит программы и данные/информацию. Процессоры 230, 220 и/или 242 выполняют программы и используют данные/информацию в памяти 232 для управления работой точки 210 доступа и реализации способов. Память 272 содержит программы и данные/информацию. Процессоры 270, 260 и/или 238 выполняют программы и используют данные/информацию в памяти 272 для управления работой терминала 250 доступа и реализации способов.

В одном аспекте используется SimpleRAN для значительного упрощения протоколов связи между элементами сети доступа для доставки сигнала в беспроводной сети радиодоступа при одновременном обеспечении быстрой передачи обслуживания для обеспечения соответствия требованиям малого времени ожидания для определенных областей применения, таких как голосовая передача по интернет-протоколу, при быстро меняющихся условиях радиосвязи.

В одном аспекте сеть содержит терминалы доступа (AT) и сеть доступа (AN).

AN поддерживает как централизованное, так и распределенное размещение. Архитектуры сети для централизованного и распределенного размещений приведены соответственно на фиг. 3 и фиг. 4.

На фиг. 3 приведен пример сети 300, включающей в себя распределенную AN 302 и AT 303.

В распределенной архитектуре, приведенной на фиг. 3, AN 302 содержатся точки доступа (AP) и собственные агенты (HA). AN 302 содержит множество точек доступа (APa 304, APb 306, APc 308) и собственного агента 310. Помимо этого, AN 302 включает в себя IP-облако 312. AP (304, 306, 308) соединены с IP-облаком соответственно по линии связи (314, 316, 318). IP-облако 312 соединено с HA 310 по линии связи 320.

AP включает в себя:

сетевую функцию (NF):

- одна на AP, при этом множество NF могут обслуживать один AT;

- одна NF - это точка присоединения IP-уровня (IAP) для каждого AT, то есть NF, к которой HA переправляет пакеты, отправленные к AT. В примере на фиг. 4 NF 336 - это текущий IAP для AT 303, как показано линией 322 на фиг. 4;

- IAP может изменяться (передача обслуживания L3) для оптимизации маршрутизации пакетов по линии доставки сигнала к AT;

- IAP также выполняет функцию диспетчера сеанса для AT. (В некоторых вариантах осуществления только диспетчер сеанса может выполнить конфигурацию сеанса или изменить состояние сеанса.)

- NF выполняет функцию контроллера для каждой TF в AP и выполняет такие функции, как выделение, управление и урезание ресурсов для AT в TF.

Функции приемопередатчика (TF), или сектор:

- множество для каждой AP, причем множество TF может обслуживать один AT;

- обеспечивает присоединение по беспроводному интерфейсу для AT;

- может быть различным для прямой и обратной линий;

- изменяется (передача обслуживания L2) в зависимости от условий радиосвязи.

В AN 302 APa 304 включает в себя NF 324, TF 326 и TF 328. В AN 302 APb 306 включает в себя NF 330, TF 332 и TF 334. В AN 302 APc 308 включает в себя NF 336, TF 338 и TF 340.

AT включает в себя:

интерфейс I_x, предоставленный мобильному узлу (MN) для каждой NF в активном наборе;

мобильный узел (MN) для поддержки мобильности IP-уровня на терминале доступа.

AP осуществляют связь при помощи протокола туннелирования, определенного через IP. Туннель является туннелем IP-in-IP для плоскости данных и туннелем L2TP для плоскости управления. Примерный AT 303 включает в себя множество интерфейсов (I_a 342, I_b 344, I_c 346) и MN 348. AT 303 может быть соединен и иногда действительно соединен с AP_a 304 беспроводной линией 350 связи. AT 303 может быть соединен и иногда действительно соединен с AP_b 306 беспроводной линией 352 связи. AT 303 может быть соединен и иногда действительно соединен с Ap_c 308 беспроводной линией 354 связи.

На фиг. 4 приведен пример сети 400, включающей в себя распределенную AN 402 и AT 403.

В централизованной архитектуре, приведенной на фиг. 4, NF больше не является логически связанной с одной TF, поэтому AN содержит сетевые функции, точки доступа и собственные агенты. Пример AN 402 включает в себя множество NF (404, 406, 408), множество AP (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414), HA 416 и IP-облако 418. NF 404 соединена с IP-облаком 418 по линии связи 420. NF 406 соединена с IP-облаком 418 по линии связи 422. NF 408 соединена с IP-облаком 418 по линии связи 424. IP-облако 418 соединено с HA 416 по линии связи 426. NF 404 соединена с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) соответственно по линиям связи (428, 430, 432). NF 406 соединена с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) соответственно по линиям связи (434, 436, 438). NF 408 соединена с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) соответственно по линиям связи (440, 442, 444).

AP_a 410 включает в себя TF 462 и TF 464. AP_b 412 включает в себя TF 466 и TF 468. AP_c 414 включает в себя TF 470 и TF 472.

Поскольку NF выполняет функцию контроллера для TF, а множество NF могут быть логически связаны с одной TF, NF является контроллером для AT, то есть NF, осуществляющая связь с AT, являющейся составной частью активного набора, выполняет функции выделения, управления и урезания ресурсов для TF на этом AT. Поэтому множество NF могут управлять ресурсами на одной TF, хотя эти ресурсы управляются независимо. В примере, приведенном на фиг. 4, NF 408 выступает в роли IAP для AT 403, как показано линией 460.

Остальные выполняемые логические функции являются такими же, что и для распределенной архитектуры.

Пример AT 403 включает в себя множество интерфейсов (I_a 446, I_b 448, I_c 450) и MN 452. AT 403 может быть соединен и иногда соединен с AP_a 410 по беспроводной линии связи 454. AT 403 может быть соединен и иногда соединен с AP_b 412 по беспроводной линии связи 456. AT 403 может быть соединен и иногда соединен с AP_c 414 по беспроводной линии связи 458.

В таких системах, как DO и 802.20, AT получает обслуживание от AP посредством выполнения попытки доступа по каналу доступа определенного сектора (TF). NF, связанная с TF, принимающей попытку доступа, связывается с IAP, которая является диспетчером сеанса для AT, и извлекает экземпляр сеанса AT. (AT указывает идентификационные данные для IAP посредством включения UATI в информацию доступа. UATI можно использовать в качестве IP-адреса для непосредственной адресации IAP или его можно использовать для поиска адреса IAP.) В случае успешной попытки доступа для AT выделяются ресурсы беспроводного интерфейса, такие как MAC ID или каналы данных, для осуществления связи с сектором.

Кроме того, AT может посылать сообщение с указанием других секторов, которые он может слышать, и уровней их сигналов. TF принимает сообщение и перенаправляет его сетевому контроллеру в NF, который в свою очередь обеспечивает AT активным набором. Для систем DO и 802.20 в том виде, в котором они реализованы в настоящее время, имеется ровно одна NF, с которой AT может осуществлять связь (за исключением процесса передачи обслуживания от одной NF к другой, когда их временно две). Каждая TF, осуществляющая связь с AT, перенаправляет принятые данные и служебные сигналы этой единственной NF. Эта NF также выполняет функцию сетевого контролера для AT и отвечает за согласование и управление выделением и урезанием ресурсов для AT для использования с секторами из активного набора.

Таким образом, активный набор - это набор секторов, в которых для AT выделены ресурсы беспроводного интерфейса. AT продолжает посылать периодические сообщения, и сетевой контроллер может добавлять или удалять секторы из активного набора, когда AT перемещается по сети.

NF, входящие в активный набор, забирают локальную копию сеанса для AT, когда они присоединяются к активному набору. Этот сеанс необходим для надлежащего осуществления связи с AT.

Для беспроводной линии связи с мягкой передачей обслуживания на восходящей линии связи каждый из секторов из активного набора может попытаться декодировать передачу, осуществляемую AT. На нисходящей линии связи каждый из секторов из активного набора может попытаться осуществлять одновременную передачу к AT, а AT комбинирует принятые передачи для декодирования пакета.

Для системы OFDMA или системы без мягкой передачи обслуживания функция из активного набора предназначена для обеспечения быстрого переключения AT между секторами, входящими в активный набор, и поддержания обслуживания без необходимости предпринять новую попытку доступа. Попытка доступа обычно значительно медленнее переключения между членами активного набора, поскольку член активного набора уже имеет сеанс и ресурсы беспроводного интерфейса, выделенные для AT. Поэтому активный набор может использоваться для передачи обслуживания без ухудшения качества обслуживания активных приложений.

Когда AT и диспетчер сеанса в IAP согласовывают атрибуты или, в альтернативном варианте, состояния изменений соединений, необходимо своевременно распределять каждому сектору из активного набора новые значения для атрибутов или новые состояния для обеспечения оптимального обслуживания от каждого сектора. В некоторых случаях, например в случае изменения типа заголовков или изменения ключей безопасности, AT, возможно, не сможет вообще осуществлять связь с сектором до тех пор, пока эти изменения не будут переданы этому сектору. Таким образом, необходимо обновлять каждый член активного набора при изменении сеанса. Для некоторых изменений синхронизация может быть менее критичной, чем для других.

Существует три основных типа состояния или контекста, имеющихся в сети для AT, который имеет активное соединение:

- состояние данных - это состояние в сети на маршруте передачи данных между AT и IAP или NF во время соединения. Состояние данных включает в себя такие элементы, как состояние сжатия заголовков или состояние потока протокола RLP, которые очень динамичны и трудны для передачи;

- состояние сеанса - это состояние в сети на маршруте управления между AT и IAP, который сохраняется при прекращении соединения. Состояние сеанса включает в себя значение атрибутов, которые согласуются между AT и IAP. Эти атрибуты влияют на характеристики соединения и обслуживания, получаемого на AT. Например, AT может согласовать конфигурацию QoS для нового приложения и предоставить сети новые спецификации фильтра и потока, указывающие требования к QoS для этого приложения. В качестве другого примера AT может согласовать размер и тип заголовков, используемых при осуществлении связи с AN. Согласование нового набора атрибутов определяется как изменение сеанса;

- состояние соединения - это состояние в сети на пути управления между AT и IAP или NF, которое не сохраняется, когда соединение прекращается или когда AT не находится в активном состоянии. Состояние соединения может включать в себя такую информацию, как значения цепи управления мощностью, определение времени мягкой передачи обслуживания и информация об активном наборе.

При передаче обслуживания IAP или L3 может потребоваться передача этих трех типов состояния между старым IAP и новым IAP. Если только неактивный AT может осуществлять передачу обслуживания L3, то требуется только передача состояния сеанса. Для поддержки передачи обслуживания L3 для активного AT может также потребоваться передача состояния данных и состояния соединения.

Такие системы, как DO и 802.20, осуществляют передачу обслуживания L3 состояния данных просто посредством определения множества маршрутов (или стеков данных), причем состояние данных для каждого маршрута является локальным для этого маршрута, то есть у каждого маршрута имеется независимое состояние данных. При связывании каждой IAP с различным маршрутом отпадает необходимость передавать состояние данных при передаче обслуживания. Еще один, еще лучший шаг, - связать каждую NF с различным маршрутом, и в этом случае передача обслуживания L3 совершенно прозрачна для состояния данных, если не считать возможной перегруппировки пакетов.

Поскольку состояние данных имеет множество маршрутов, следующий логических шаг в направлении поддержки передачи обслуживания L3 для активного AT заключается в том, чтобы снять управление состоянием соединения с IAP и сделать его локальным для каждого NF в активном наборе. Это осуществляется посредством определения множества маршрутов управления (или стеков управления) и определения беспроводного интерфейса, так чтобы стеки управления были независимы и локальны для каждой NF. При этом может потребоваться, чтобы часть согласования и управления выделением и урезанием ресурсов состояния с