Способ и устройства для использования коротких адресов в системе связи

Способ и устройства для использования коротких адресов в системе связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на выдачу патента США № 60/812011, зарегистрированной 7 июня 2006 года, озаглавленной «A METHOD AND APPARATUS FOR L2TP TUNNELING» («СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУННЕЛИРОВАНИЯ L2TP»), и приоритет предварительной заявки на выдачу патента США № 60/812012, зарегистрированной 7 июня 2006 года, озаглавленной «A METHOD AND APPARATUS FOR ADDRESSING MULTIPLE ACCESS POINTS» («СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДРЕСАЦИИ МНОГОЧИСЛЕННЫХ ТОЧЕК ДОСТУПА»), каждая из которых таким образом явно включена в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение направлено на способы и устройство для связи, а более точно на способы и устройство, имеющие отношение к маршрутизации пакетов.

Уровень техники

Системы беспроводной связи часто включают в себя множество точек доступа (AP) и/или других элементов сети в дополнение к терминалам доступа, например мобильным или другим устройствам конечных узлов. Во многих случаях терминалы доступа, нормально, поддерживают связь с точками доступа через беспроводные линии связи, в то время как другие элементы в сети, например AP, обычно поддерживают связь через неэфирные линии связи, например кабельные или проводные линии связи. В случае эфирной линии связи ширина полосы является дорогостоящим ограниченным ресурсом. Соответственно, желательно, чтобы связь по эфирной линии связи выполнялась эффективным образом, без излишней служебной нагрузки.

Линии связи между точками доступа и/или другими сетевыми устройствами часто менее ограничены с точки зрения ширины полосы, чем эфирные линии связи между терминалами доступа и точками доступа. Соответственно, больший объем служебной нагрузки в показателях длины адресов и/или другой информации может быть приемлемым на линии связи транзитного соединения, чем на эфирной линии связи.

Хотя IP-адреса (протокола межсетевого взаимодействия сети Интернет) успешно использовались в сетях в течение многих лет, они имеют тенденцию включать в себя довольно значительное количество бит. Для связи по эфирным линиям связи было бы желательным, если бы на эфирной линии связи могли использоваться более короткие адреса. Однако было бы желательным, чтобы любые изменения в отношении адресов, используемых на эфирной линии связи, не исключали использование IP-адресов на других линиях связи, например линиях связи транзитных соединений.

Сущность изобретения

Описаны способы и устройство для осуществления связи между терминалом доступа (AT) и удаленным устройством через точку доступа (AP). Для связи через эфирную линию связи между AP и AT для маршрутизации пакетов на/с удаленного устройства используется короткий адрес, соответствующий удаленному устройству. Это сберегает ресурсы эфирной линии связи. Однако для поддержания связи между AP и удаленным устройством используется более длинный адрес, например полный IP-адрес, соответствующий удаленному устройству. AT осуществляет преобразование между длинным и коротким адресами по мере того, как информация, например пакеты, передается между удаленным устройством и AT. Длинным адресом, например, может быть IP-адрес, соответствующий удаленному устройству, используемый для маршрутизации пакетов через туннель уровня 2 между удаленным устройством и AP. В некоторых вариантах осуществления удаленным устройством является удаленная точка доступа. Короткий адрес, соответствующий удаленному устройству, в некоторых вариантах осуществления является укороченным вариантом полного IP-адреса, соответствующего удаленному устройству. Однако короткий адрес не обязан быть укороченным вариантом IP-адреса, используемого в туннеле уровня 2, и может быть любым адресом, назначенным, чтобы соответствовать длинному, например полной длины, IP-адресу удаленного устройства, но имеющим меньше бит, чем длинный адрес. В некоторых вариантах осуществления AT, который осуществляет связь с удаленным устройством, ответственен за указание AP короткого адреса, который должен использоваться на эфирной линии связи для данного длинного адреса. Это может делаться AT, передающим сигнал, например сообщение, указывающее, что конкретный длинный адрес отображается в конкретный короткий адрес, доставленный с AT. Для того чтобы реализовывать отображение между длинным и коротким адресами, AP хранит информацию об отображении. При приеме пакета, например туннелированного пакета, включающего в себя длинный адрес, соответствующий удаленному устройству, AP определяет соответствующий короткий адрес по справочной таблице. AP затем передает полезную нагрузку пакета на AT с использованием короткого адреса удаленного устройства вместо длинного адреса удаленного устройства. Этим способом полезная нагрузка пакета передается на AT, причем отправитель идентифицирован с использованием короткого адреса, в противоположность полному длинному адресу. AT знает отображение между длинным и коротким адресами и способен идентифицировать первоисточник полезной нагрузки пакета. Что касается пакетов, направляемых на удаленное устройство, AT отправляет полезную нагрузку пакета с коротким адресом удаленного устройства на AP. AP затем отыскивает короткий адрес, заменяет его длинным, например полным IP-адресом, а затем пересылает полезную нагрузку пакета на удаленное устройство с использованием длинного адреса удаленного устройства для указания пункта назначения отправляемого пакета. Этим способом AT может поддерживать связь через эфирную линию связи с использованием меньшего количества бит для идентификации удаленного устройства в качестве планируемого пункта назначения содержимого пакета, чем потребовалось бы, если бы длинный адрес использовался на эфирной линии связи между AT и AP.

Примерный способ работы точки доступа для передачи информации на терминал доступа, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит прием пакета с удаленного устройства, причем упомянутый пакет включает в себя длинный адрес и информацию, которая должна быть передана; определение короткого адреса, соответствующего упомянутому длинному адресу, который должен использоваться для передачи по линии связи, причем упомянутый короткий адрес включает в себя меньше бит, чем упомянутый длинный адрес; и передачу упомянутой информации, которая должна быть передана, с коротким адресом на упомянутый терминал доступа. Еще один примерный способ работы точки доступа для передачи информации на удаленное устройство, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит прием пакета с терминала доступа, причем упомянутый пакет включает в себя короткий адрес и информацию, которая должна быть передана на удаленное устройство; определение длинного адреса, соответствующего упомянутому короткому адресу, который должен использоваться для передачи пакета на упомянутое удаленное устройство, причем упомянутый длинный адрес включает в себя больше бит, чем упомянутый короткий адрес; и отправку упомянутой информации, которая должна быть передана, с длинным адресом, на упомянутое удаленное устройство. Примерная точка доступа для передачи информации на терминал доступа содержит сетевой интерфейс для приема пакета с удаленного устройства через сетевое соединение, причем упомянутый пакет включает в себя длинный адрес и информацию, которая должна быть передана; модуль отображения длинного адреса в короткий адрес для определения короткого адреса, соответствующего упомянутому длинному адресу, причем упомянутый короткий адрес предназначен для использования на беспроводной линии связи, упомянутый короткий адрес включает в себя меньше бит, чем упомянутый длинный адрес; модуль формирования пакета нисходящей линии связи для формирования пакета, включающего в себя упомянутый короткий адрес и упомянутую информацию, которая должна быть передана; и беспроводный передатчик для передачи, через упомянутую беспроводную линию связи, пакетов нисходящей линии связи.

Примерный способ работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит передачу на упомянутую точку доступа сообщения, указывающего отображение между коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства; и передачу информации, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство, через эфирную линию связи на упомянутую точку доступа с коротким адресом, соответствующим упомянутому удаленному устройству. Еще один примерный способ работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, содержит передачу на упомянутую точку доступа сообщения, указывающего отображение между коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства; и передачу информации, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство, через эфирную линию связи на упомянутую точку доступа, с коротким адресом, соответствующим упомянутому удаленному устройству. Примерный терминал доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа содержит модуль формирования сообщения отображения для формирования сообщения, указывающего отображение между коротким адресом, используемым упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и длинным адресом, используемым упомянутой точкой доступа для идентификации упомянутого удаленного устройства; модуль формирования пакетов для формирования пакетов данных, направленных на упомянутое удаленное устройство, причем упомянутые пакеты включают в себя короткий адрес, используемый упомянутым терминалом доступа для идентификации удаленного устройства, и информацию, которая должна быть передана на упомянутое удаленное устройство; и беспроводный передатчик для передачи упомянутого сообщения с информацией об отображении и сформированных пакетов на упомянутую точку доступа.

Хотя различные варианты осуществления описаны выше в разделе, характеризующем сущность изобретения, должно приниматься во внимание, что не обязательно всем вариантам осуществления включать в себя одни и те же признаки, и некоторые из признаков, описанных выше, не обязательны, но могут быть желательными в некоторых вариантах осуществления. Многочисленные дополнительные признаки, варианты осуществления и преимущества подробно обсуждены в описании, которое следует.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует систему беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления.

Фиг.2 - структурная схема примерной системы связи.

Фиг.3 иллюстрирует примерную сеть, включающую в себя распределенную архитектуру сети доступа (AN) и терминал доступа (AT).

Фиг.4 иллюстрирует примерную сеть, включающую в себя централизованную архитектуру AN и AT.

Фиг.5 - блок-схема примерного способа работы точки доступа для передачи информации на терминал доступа.

Фиг.6 - блок-схема примерного способа работы точки доступа для передачи информации на удаленное устройство, например удаленную точку доступа.

Фиг.7 - схема примерной точки доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

Фиг.8 - блок-схема примерного способа работы терминала доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа.

Фиг.9 - блок-схема примерного способа работы терминала доступа для приема информации с удаленного устройства через точку доступа.

Фиг.10 - схема примерного терминала доступа в соответствии с различными вариантами осуществления.

Подробное описание

Системы беспроводной связи широко применяются для поставки различных типов коммуникационного контента, такого как речевой, информационный и так далее. Эти системы могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с многочисленными пользователями посредством совместного использования имеющихся в распоряжении системных ресурсов (например, ширины полосы и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя всемирную функциональную совместимость для микроволнового доступа (WiMAX), инфракрасные протоколы, такие как IrDA (Ассоциации по средствам передачи данных в инфракрасном диапазоне), беспроводные протоколы/технологии ближнего действия, технологии Bluetooth®, протокол ZigBee®, сверхширокополосный (UWB) протокол, домашнюю радиочастотную сеть (HomeRF), протокол совместно используемого беспроводного доступа (SWAP), широкополосную технологию, такую как WECA (Ассоциации контроля совместимости с беспроводным Ethernet), стандарт ассоциации беспроводной точности (ассоциации Wi-Fi), сетевую технологию 802.11, технологию коммутируемой телефонной сети общего пользования, технологию гетерогенной сети связи общего пользования, такой как сеть Интернет, частную сеть беспроводной связи, сеть наземной подвижной связи, множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), широкополосный множественный доступ с кодовым разделением (WCDMA), универсальную систему мобильных телекоммуникаций (UMTS), усовершенствованную службу мобильных телефонов (AMPS), множественный доступ с временным разделением (TDMA), множественный доступ с частотным разделением (FDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA), глобальную систему мобильной связи (GSM), технологию радиопередачи (RTT) на одиночной несущей (1X), технологию высокоскоростной системы обмена пакетными данными (EV-DO), общую службу пакетной радиопередачи (GPRS), развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE), высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи (HSDPA), аналоговые и цифровые спутниковые системы и любые другие технологии/протоколы, которые могут использоваться в по меньшей мере одной из сети беспроводной связи и сети передачи данных.

Обычно системы беспроводной связи множественного доступа могут одновременно поддерживать связь для многочисленных беспроводных терминалов. Каждый терминал поддерживает связь с одной или более базовых станций посредством передач по прямой и обратной линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций к терминалам, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от терминалов к базовым станциям. Эта линия связи может устанавливаться через систему с одним входом и одним выходом, множеством входов и одним выходом или множеством входов и множеством выходов (MIMO).

Со ссылкой на фиг.1 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления. Точка 100 (AP) доступа включает в себя множество групп антенн: одна включает в себя 104 и 106, другая включает в себя 108 и 110, и дополнительная включает в себя 112 и 114. На фиг.1 только две антенны показаны для каждой группы антенн, однако, больше или меньше антенн может использоваться для каждой группы антенн. Терминал 116 доступа (AT) осуществляет связь с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 передают информацию на терминал 116 доступа по прямой линии 120 связи и принимают информацию с терминала 116 доступа по обратной линии 118 связи. Терминал 122 доступа осуществляет связь с антеннами 106 и 108, где антенны 106 и 108 передают информацию на терминал 122 доступа по прямой линии 126 связи и принимают информацию с терминала 122 доступа по обратной линии 124 связи. В системе FDD (дуплексный режим с частотным разделением), линии 118, 120, 124 и 126 связи могут использовать разные частоты для связи. Например, прямая линия 120 связи может использовать иную частоту, чем используемая обратной линией 118 связи.

Каждая группа антенн и/или зона, в которой они предназначены для поддержания связи, часто упоминается как сектор точки доступа. В варианте осуществления каждая из групп антенн предназначена для поддержания связи с терминалами доступа в секторе или зоне, покрываемой точкой 100 доступа.

При передаче по прямым линиям 120 и 126 связи передающие антенны точки 100 доступа используют формирование диаграммы направленности, для того чтобы улучшать отношение сигнал/шум прямых линий связи для разных терминалов 116 и 122 доступа. К тому же, точка доступа, использующая формирование диаграммы направленности для передачи на терминалы доступа, рассредоточенные случайным образом по ее зоне покрытия, вызывает меньше помех для терминалов доступа в соседних сотах, чем точка доступа, передающая через одиночную антенну на все свои терминалы доступа.

Точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для поддержания связи с терминалами, и также может упоминаться как узел доступа, узел В, базовая станция, или некоторой другой терминологией. Терминал доступа также может называться устройством доступа, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, беспроводным терминалом, мобильным терминалом, мобильным узлом, конечным узлом, или некоторой другой терминологией.

Фиг.2 - структурная схема варианта осуществления примерной точки 210 доступа и примерного терминала 250 доступа в системе 200 MIMO. В точке 210 доступа данные трафика для некоторого количества потоков данных выдаются из источника 212 данных в процессор 214 данных передачи (TX).

В варианте осуществления каждый поток данных передается через соответственную передающую антенну. Процессор 214 данных TX форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для такого потока данных, чтобы подготовить кодированные данные.

Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с данными пилот-сигналов с использованием технологий OFDM. Данные пилот-сигнала типично являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным образом, и могут использоваться в системе приемника для оценки характеристики канала. Мультиплексированный пилот-сигнал и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (например, посимвольно отображаются) на основании конкретной схемы модуляции (например, BPSK (двоичной фазовой манипуляции), QPSK (квадратурной фазовой манипуляции), M-PSK (M-позиционной фазовой манипуляции) или M-QAM (M-позиционной квадратурной амплитудной манипуляции)), выбранной для такого потока данных, чтобы подготовить символы модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться командами, выполняемыми процессором 230.

Символы модуляции для каждого из потоков данных затем выдаются в процессор 220 MIMO TX, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 220 MIMO TX затем выдает N _T потоков символов модуляции на N _T передатчиков (TMTR), с 222a по 222t. В определенных вариантах осуществления процессор 220 MIMO TX применяет веса формирования диаграммы направленности к символам потоков данных и к антенне, с которой передаются символы.

Каждый передатчик (222a, ..., 222t) принимает и обрабатывает соответственный поток символов для предоставления одного или более аналоговых сигналов, и дополнительно преобразует (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для подготовки модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO. N _T модулированных сигналов из передатчиков с 222a по 222t затем передаются с N _T антенн со 224a по 224t, соответственно.

В терминале 250 доступа переданные модулированные сигналы принимаются N _R антеннами, с 252a по 752r, и принятые сигналы с каждой антенны 252 выдаются в соответствующий приемник (RCVR) с 254a по 254r. Каждый приемник (254a, ..., 254r) преобразует (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает преобразованный сигнал для выдачи выборок и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы выдавать соответствующий «принятый» поток символов.

Процессор 260 данных RX затем принимает и обрабатывает N _R принятых потоков символов из N _R приемников (254a, ..., 254r) на основании конкретной технологии обработки приемника, чтобы выдавать N _T «детектированных» потоков символов. Процессор 260 данных RX затем демодулирует, обращенно перемежает и декодирует каждый детектированный поток символов, чтобы восстанавливать данные трафика для потока данных. Обработка процессором 260 данных RX является комплементарной по отношению к выполняемой процессором 220 MIMO TX и процессором 214 данных TX в системе 210 передатчика.

Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать (обсуждено ниже). Процессор 270 формулирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть индексов матрицы и часть значения ранга.

Сообщение обратной линии связи может содержать различные типы информации касательно линии связи и/или принимаемого потока данных. Сообщение обратной линии связи затем обрабатывается процессором 238 данных TX, который также принимает данные трафика для некоторого количества потоков данных из источника 236 данных, модулируется модулятором 280, преобразуется передатчиками с 254a по 254r и передается через антенны (252a, 252r), соответственно, обратно на точку 210 доступа.

В точке 210 доступа модулированные сигналы из терминала 250 доступа принимаются антеннами 224, преобразуются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и обрабатываются процессором 242 данных RX для извлечения сообщения обратной линии связи, переданного системой приемника. Процессор 230 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать для определения весов формирования диаграммы направленности, затем обрабатывает извлеченное сообщение.

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

В одном аспекте простая сеть радиодоступа (SimpleRAN) предназначена для значительного упрощения протоколов связи между сетевыми элементами доступа транзитного соединения в беспроводной сети радиодоступа, наряду с обеспечением быстрой передачи обслуживания для удовлетворения потребностей приложений с низким временем ожидания, таких как VOIP (передача голоса по протоколу IP), при быстром изменении условий радиосвязи.

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

AN поддерживает как централизованное, так и распределенное применение. Сетевые архитектуры для централизованных и распределенных применений показаны на фиг.3 и фиг.4 соответственно.

Фиг.3 иллюстрирует примерную сеть 300, включающую в себя распределенную AN 302 и AT 303.

Распределенная сетевая архитектура

В распределенной архитектуре, показанной на фиг.3, AN 302 содержит точки доступа (AP) и базовые агенты (HA). AN 302 включает в себя множество точек доступа (APa 304, APb 306, APc 308) и базовый агент 310. В дополнение, AN 302 включает в себя IP-облако 312. AP (304, 306, 308) связана с IP-облаком через линии связи (314, 316, 318), соответственно. IP-облако 312 связано с HA 310 через линию 320 связи.

AP включает в себя:

Сетевую функцию (NF):

- одну на AP и множество NF могут обслуживать одиночный AT.

- Одиночная NF является точкой присоединения уровня IP (IAP) для каждого AT, то есть NF, которой HA пересылает пакеты, отправленные на AT. В примере по фиг.4 NF 336 является текущей IAP для AT 303, как показано линией 322 на фиг.4.

- IAP может меняться (передача обслуживания L3) для оптимизации маршрутизации пакетов через транзитное соединение на AT.

- IAP также выполняет функцию владельца сеанса для AT. (В некоторых вариантах осуществления только владелец сеанса может выполнять конфигурирование сеанса или изменять состояние сеанса.)

- NF действует в качестве контроллера для каждой TF в AP и выполняет функции, подобные выделению, управлению и разбиению ресурсов для AT в TF.

Функции приемопередатчика (TF) или сектор:

- Множество на каждый AP, и множество TF могут обслуживать одиночный AT.

- Обеспечивают присоединение эфирного интерфейса для AT.

- Могут быть разными для прямой и обратной линий связи.

- Меняются (передача обслуживания L2) на основании 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, представленный мобильному узлу (MN) для каждой NF в наборе активных.

Мобильный узел (MN) должен поддерживать мобильность уровня IP на терминале доступа.

AP поддерживает связь с использованием протокола туннелирования, определенного поверх IP. Туннелем является туннель типа IP-в-IP для плоскости данных и туннель 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 связан, и иногда связан, с AP_a 304 через беспроводную линию 350 связи. AT 303 может быть связан, и иногда связан, с AP_b 306 через беспроводную линию 352 связи. AT 303 может быть связан, и иногда связан, с AP_c 308 через беспроводную линию 354 связи.

Фиг.4 иллюстрирует примерную сеть 400, включающую в себя распределенную AN 402 и AT 403.

Централизованная сетевая архитектура

В централизованной архитектуре на фиг.4 NF больше не связан логически с одиночной TF, поэтому AN содержит сетевые функции, точки доступа и базовые агенты. Примерная AN 402 включает в себя множество NF (404, 406, 408), множество APs (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414), HA 416 и IP-облако 418. NF 404 связана с IP-облаком 418 через линию 420 связи. NF 406 связана с IP-облаком 418 через линию 422 связи. NF 408 связана с IP-облаком 418 через линию 424 связи. IP-облако 418 связано с HA 416 через линию 426 связи. NF 404 связана с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414)

через линии (428, 430, 432) связи, соответственно. NF 406 связана с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии (434, 436, 438) связи, соответственно. NF 408 связана с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии (440, 442, 444) связи, соответственно.

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 действует в качестве контроллера для TF, и многие NF могут быть логически связаны с одиночной TF, контроллер NF для AT, то есть NF, поддерживающей связь с AT как частью набора активных, выполняет функции выделения, управления и разбиения ресурсов для TF на таком AT. Поэтому множество NF могут управлять ресурсами в одиночной TF, хотя эти ресурсы управляются независимо. В примере по фиг.4 NF 408 является действующей в качестве IAP для AT 403, как показано линией 460.

Оставшаяся часть выполняемых логических функций является такой же, как для распределенной архитектуры.

Примерный AT 403 включает в себя множество интерфейсов (I_a 446, I_b 448, I_c 450) и MN 452. AT 403 может быть связан, и иногда связан, с AP_a 410 через беспроводную линию 454 связи. AT 403 может быть связан, и иногда связан, с AP_b 412 через беспроводную линию 456 связи. AT 403 может быть связан, и иногда связан, с AP_c 414 через беспроводную линию 458 связи.

Управление доступом и набором активных

В системах, подобных DO (для передачи только данных) и 802.20, AT получает услугу от AP, осуществляя попытку доступа по каналу доступа конкретного сектора (TF). NF, ассоциативно связанная с TF, принимающей попытку доступа, контактирует с IAP, которая является владельцем сеанса для AT, и извлекает копию сеанса AT. (AT указывает идентичность IAP, включая UATI (уникальный идентификатор терминала доступа) в полезную нагрузку доступа. UATI может использоваться в качестве IP-адреса для прямой адресации IAP, или может использоваться для отыскивания адреса IAP.) При успешной попытке доступа AT наделяется ресурсами эфирного интерфейса, такими как ID MAC (идентификатор управления доступом к среде передачи) и каналами данных для поддержания связи с таким сектором.

Дополнительно, AT может отправлять отчет, указывающий другие секторы, которые могут осуществлять прослушивание, и интенсивности их сигналов. TF принимает отчет и пересылает его в основанный на сети контроллер в NF, который, в свою очередь, снабжает AT набором активных. Для DO и 802.20, как они реализованы в наши дни, есть в точности одна NF, с которой может поддерживать связь AT (кроме как во время передачи обслуживания NF, когда временно есть две). Каждая из TF, осуществляющая связь с AT, будет пересылать принятые данные и сигнализацию в эту одиночную NF. Эта NF также действует в качестве основанного на сети контроллера для AT и ответственна за согласование и управление выделением и разбиением ресурсов, чтобы AT использовал с секторами в наборе активных.

Набором активных, поэтому, является набор секторов, в которых AT выделены ресурсы эфирного интерфейса. AT будет продолжать отправлять периодические отчеты, и основанный на сети контроллер может добавлять или удалять секторы из набора активных по мере того, как AT перемещается в сети.

NF в наборе активных также будут осуществлять выборку локальной копии сеанса для AT, когда они попадают в члены набора активных. Сеанс обязан надлежащим образом поддерживать связь с AT.

Для CDMA, эфирная линия связи с мягкой эстафетной передачей обслуживания на восходящей линии связи, каждый из секторов в наборе активных может пытаться декодировать передачу AT. В нисходящей линии связи, каждый из секторов в наборе активных может передавать на AT одновременно, а AT объединяет принятые передачи, чтобы декодировать пакет.

Для системы OFDMA, или системы без мягкой передачи обслуживания, функция набора активных состоит в том, чтобы предоставлять AT возможность быстро переключаться между секторами в наборе активных и обеспечивать обслуживание, не требуя предпринимать новую попытку доступа. Попытка доступа обычно является гораздо более медленной, чем переключение между членами набора активных, поскольку член набора активных уже имеет в распоряжении сеанс и ресурсы эфирного интерфейса, выделенные AT. Поэтому набор активных полезен для выполнения передачи обслуживания, не оказывая влияния на QoS (качество обслуживания) активных приложений.

Когда AT и владелец сеанса в IAP согласовывают атрибуты или, в качестве альтернативы, изменяется состояние соединения, новые значения для атрибутов или новое состояние необходимо своевременно распространять каждому из секторов в наборе активных, чтобы гарантировать оптимальное обслуживание от каждого сектора. В некоторых случаях, например, если изменяются типы заголовков, или изменяются защитные ключи, AT может оказаться не способным полностью поддерживать связь с сектором, пока эти изменения не будут распространены на такой сектор. Таким образом, каждый член набора активных должен подвергаться обновлению, когда изменяется сеанс. Некоторые изменения могут быть менее критичными для синхронизации, чем другие.

Состояние и передача обслуживания

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

Состояние данных является состоянием в сети на тракте данных между AT и IAP или NF во время соединения. Состояние данных включает в себя вещи, такие как состояние уплотнителя заголовка или состояния потока RLP, которые очень динамичны и затруднительны для передачи.

Состояние сеанса является состоянием в сети на тракте управления между AT и IAP, которое сохраняется, когда закрывается соединение. Состояние сеанса включает в себя значение атрибутов, которые согласованы между AT и IAP. Эти атрибуты оказывают влияние на характеристики соединения и обслуживания, принимаемого AT. Например, AT может согласовывать конфигурацию QoS для нового приложения и поставлять новые технические требования фильтра и потока операций в сеть, указывая требования обслуживания QoS для приложения. В качестве еще одного примера, AT может согласовывать размер и тип заголовков, используемых при связи с AN. Согласование нового набора атрибутов определяется по мере того, как изменяется сеанс.

Состояние соединения является состоянием в сети на тракте управления между AT и IAP или NF, которое не сохраняется, когда закрывается соединение, и AT находится в режиме ожидания. Состояние соединения может включать в себя такую информацию, как значения контура регулирования мощности, временные характеристики мягкой передачи обслуживания, и информацию о наборе активных.

При передаче обслуживания IAP или L3 три типа состояний может потребоваться передавать между старой IAP и новой IAP. Если только AT режима ожидания может осуществлять передачу обслуживания L3, то необходимо передавать только состояние сеанса. Для поддержки передачи обслуживания L3 для активного AT также может потребоваться передать состояние данных и соединения.

Системы, подобные DO и 802.20, выполняют передачу обслуживания L3 по состоянию данных просто путем определения множества маршрутов (или стеков данных), где состояние данных для каждого маршрута является локальным для такого маршрута, то есть каждый из маршрутов имеет независимое состояние данных. Посредством ассоциирования каждого IAP с отличающимся маршрутом состояние данных необязательно передавать при передаче обслуживания. Дополнительный, даже лучший, этап состоит в ассоциировании каждой NF с отличающимся маршрутом, тогда передача обслуживания L3 полностью прозрачна по отношению к состоянию данных, за исключением возможного переупорядочения пакетов.

Поскольку состояние данных имеет множество маршрутов, следующий логический этап для поддержки передачи обслуживания L3 активного AT состоит в том, чтобы переместить управление состоянием соединения из IAP и сделать его локальным для каждой NF в наборе активных. Это выполняется определением множества маршрутов управления (или стеков управления) и определением эфирного интерфейса так, что стеки управления являются независимыми и локальными для каждой NF. Это может потребовать, чтобы некоторые из согласования и управления выделением и разбиением ресурсов состояния соединения передавались на AT, поскольку больше нет одиночной NF для управления всеми членами набора активных. Это также может накладывать некоторые дополнительные требования на конструкцию эфирного интерфейса, чтобы избежать сильной связи между TF - поскольку разные TF могут не использовать совместно одну и ту же NF - в наборе активных. Например, чтобы работать оптимальным образом, предпочтительно устранить всю жесткую синхронизацию между TF, которые не имеют в распоряжении одну и ту же NF, такую как контуры регулирования мощности, мягкая передача обслуживания, и т.п.

Рассылка состояния данных и соединения в NF устраняет необходимость передавать это состояние при передаче обслуживания L3 и также должно сделать передачу интерфейса из NF в NF более простой.

Поэтому система определяет множество независимых стеков данных и управления (названных интерфейсами на фиг.3 и фиг.4) в AT для поддержания связи с разными NF по необходимости, а также механизмы адресации для AT и TF, чтобы логически проводить различие между этими стеками.

Фундаментально, состояние некоторого сеанса (профиль QoS, защитные ключи, значения атрибутов и т.п.) не может делаться локальным по отношению к NF (или IAP), так как слишком дорого осуществлять согласование каждый раз, когда есть передача обслуживания NF (или L3). К тому же, состояние сеанса является относительно статичным и легким для передачи. Требуются механизмы для управления и обновления состояния сеанса по мере того, как он изменяется и во время передачи обслуживания IAP, в тех случаях, когда владелец сеанса перемещается.

Оптимизация передачи состояния сеанса для передачи обслуживания L3 является полезным признаком для каждой системы, независимо от сетевой архитектуры, поскольку она упрощает сетевые интерфейсы и также должна улучшить плавность передачи обслуживания.

Управление в зависимости от осведомленности о передаче обслуживания

Отдельной, но связанной задачей является управление AT