Способы и устройство адресации на основе pn кода для беспроводной связи

Способы и устройство адресации на основе pn кода для беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственные заявки

Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки США №60/812,011, поданной 7 июня 2006 г., под названием "A METHOD AND APPARATUS FOR L2TP TUNNELING", и предварительной заявки США №60/812,012, поданной 7 июня 2006 г., под названием "A METHOD AND APPARATUS FOR ADDRESSING MULTIPLE ACCESS POINTS", каждая из которых, настоящим, непосредственно включена в порядке ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к способам и устройству связи и, в частности, к способам и устройству, связанным с маршрутизацией пакетов.

Уровень техники

Системы беспроводной связи часто включают в себя совокупность точек доступа (AP) и/или других сетевых элементов помимо терминалов доступа, например мобильных или других устройств конечного узла. Во многих случаях, терминалы доступа нормально осуществляют связь с точками доступа по беспроводным линиям связи, тогда как другие элементы в сети, например AP, обычно осуществляют связь друг с другом по стационарным линиям связи, например волоконным, кабельным или проводным линиям связи. В случае беспроводной линии связи полоса является ценным дефицитным ресурсом. Соответственно желательно, чтобы передача по беспроводной линии связи осуществлялась эффективно, без излишней служебной нагрузки.

Линии связи между точками доступа и/или другими сетевыми устройствами зачастую испытывают меньшие ограничения в отношении полосы, чем беспроводные линии связи между терминалами доступа и точками доступа. Соответственно ретрансляционные линии связи допускают больше служебной нагрузки применительно к длине адреса и/или другой информации, чем беспроводные линии связи.

Хотя IP адреса успешно используются в сетях на протяжении многих лет, им свойственно включать в себя чрезмерное количество битов. Для осуществления связи по беспроводным линиям связи желательно использовать более короткие адреса. Однако было бы желательно, чтобы никакие изменения в адресах, используемых на беспроводной линии связи, не препятствовали использованию IP адресов на других линиях связи, например на ретрансляционных линиях связи.

Сущность изобретения

Описаны способы и устройство для осуществления связи между терминалом доступа (AT) и точкой доступа (AP). Для осуществления связи по беспроводной линии связи между AP и AT адрес на основе PN кода пилот-сигнала используется в качестве идентификатора, например адреса AP. PN код пилот-сигнала - это идентификатор пилот-сигнала, который используется для различения пилот-сигнала или пилот-сигналов, передаваемых разными точками доступа или секторами. Когда пилот-канал использует схему генерации на основе псевдослучайного шума (PN), этот идентификатор обычно называется PilotPN. В этой заявке термин "PN код" означает идентификатор пилот-сигнала общего вида, и адрес PN кода означает адрес на основе PN кода.

Другие примеры генерации пилот-сигнала включают в себя последовательность Голда, пилоты на основе маяка и т.д., и в этих случаях адрес на основе PN кода означает адрес на основе идентификатора, передаваемого пилот-сигналами используемого типа.

Адрес на основе PN кода может базироваться на сигналах на основе PN кода пилот-сигнала, поступающих от AP. Таким образом, адрес AP на основе PN можно определить из пилот-сигналов, принятых от AP. Адрес AP на основе PN может быть сокращенной версией PN кода, соответствующего AP, полного PN кода, соответствующего AP, или значением, которое можно вывести известным образом из PN кода, соответствующего AP. Используя значение на основе PN кода в качестве адреса для AP, AT может идентифицировать AP в условиях беспроводной связи без необходимости использовать IP адрес, соответствующий AP. Кроме того, адресация на основе PN кода имеет то преимущество, что используемая информация легкодоступна для AT, поскольку эту информацию можно получить или вывести из сигналов, которые обычно передаются на AT для других целей. Таким образом, AT может идентифицировать локальную или удаленную AP как обслуживающую AP, с которой AT имеет активное соединение, без необходимости осуществлять процесс выявления IP адреса или другой процесс обновления адресации. Кроме того, поскольку идентификатор на основе PN кода, используемый для осуществления связи по беспроводной линии связи, может быть короче, чем полный IP адрес AP, можно добиться эффективного использования беспроводной линии связи.

Адрес на основе PN кода, используемый для идентификации AP, может использоваться обслуживающей AP для передачи по нисходящей линии связи и/или AT для передачи по восходящей линии связи. В случае передач по нисходящей линии связи обслуживающая AP указывает источник передаваемой полезной нагрузки, например удаленную AP или локальную обслуживающую AP, включая адрес на основе PN кода, соответствующий передающему устройству. Например, когда полезная нагрузка пакета, соответствующая удаленной AP, передается на обслуживающую AP через туннель уровня 2, обслуживающая AP определяет адрес на основе PN кода, используемый для идентификации удаленной AP, из IP адреса удаленной AP. Для этого можно использовать поисковую таблицу, поддерживаемую обслуживающей AP, которая включает в себя информацию IP адреса устройства и соответствующую информацию идентификатора на основе PN кода. Поисковая таблица позволяет обслуживающей AP устанавливать соответствие между IP адресом и адресом на основе PN кода устройства, тем самым, позволяя определять IP адрес из идентификатора на основе PN кода или определять идентификатор на основе PN кода из IP адреса. В некоторых вариантах осуществления фактические адреса на основе PN кода, используемые на беспроводной линии связи, хранятся в поисковой таблице. Однако сохраненная информация PN кода может представлять собой значение, например PN код AP, из которого адрес на основе PN кода для беспроводной связи можно вывести, например, известным образом, например путем усечения и/или с помощью заранее определенной формулы. В некоторых вариантах осуществления может поддерживаться поисковая таблица на основе информации адреса и PN кода, передаваемой по ретрансляционным линиям связи, соединяющим различные сетевые устройства, такая информация может передаваться как часть информации обновления маршрутизации, информации первоначальной конфигурации устройства AP и/или другими методами. Например, в некоторых вариантах осуществления, AP первоначально снабжаются информацией о PN кодах, используемых соседними, например физически близко расположенными, AP, и об их соответствующих IP адресах.

В случае сигналов восходящей линии связи AT использует адрес на основе PN кода для идентификации устройства назначения, для которого предназначена передаваемая полезная нагрузка, например полезная нагрузка пакета MAC (Media Access Control). Устройство назначения, идентифицированное адресом на основе PN кода, может быть удаленной AP или текущей обслуживающей AP, на которую пакет передается по беспроводной линии связи. Получив пакет от AT, обслуживающая AP определяет, соответствует ли пакет удаленной AP, и, если да, то, в некоторых вариантах осуществления, определяет соответствующий длинный, например, IP (Internet Protocol) адрес AP назначения из идентификатора PN кода, принятого по беспроводной линии связи. Затем принятая полезная нагрузка пакета пересылается на AP назначения с использованием определенного IP адреса в качестве адреса назначения передаваемого пакета. Пакет может передаваться, и в различных вариантах осуществления передается, на AP назначения, идентифицированную определенным IP адресом, через туннель уровня 2, используемый для передачи пакетов между удаленной AP и обслуживающей АР.

Таким образом, AT может передавать по беспроводной линии связи с использованием меньшего количества битов для идентификации устройства назначения, чем потребовалось бы, если бы длинный адрес, например полный IP адрес устройства назначения, использовался для осуществления связи по беспроводной линии связи между обслуживающей АР и AT.

Иллюстративный способ передачи информации на терминал доступа содержит этапы, на которых: генерируют пакет, причем пакет включает в себя адрес на основе PN кода, идентифицирующий точку доступа, и информацию, подлежащую передаче на терминал доступа; и передают сгенерированный пакет по беспроводной линии связи на терминал доступа. Иллюстративный способ эксплуатации точки доступа для передачи информации на удаленную точку доступа содержит этапы, на которых: принимают пакет от терминала доступа, причем пакет включает в себя адрес на основе PN кода и информацию, подлежащую передаче на удаленное устройство; определяют длинный адрес, соответствующий адресу на основе PN кода, подлежащий использованию для передачи пакета на удаленное устройство, причем длинный адрес включает в себя больше битов, чем адрес на основе PN кода; и передают информацию, подлежащую передаче, с длинным адресом, на удаленное устройство. Иллюстративная точка доступа для передачи информации на терминал доступа содержит: сетевой интерфейс для приема пакета от удаленного устройства через сетевое соединение, причем пакет включает в себя длинный адрес и информацию, подлежащую передаче; модуль сопоставления длинного адреса с адресом на основе PN кода для определения адреса на основе PN кода, соответствующего длинному адресу, причем адрес на основе PN кода используется на линии беспроводной связи, причем адрес на основе PN кода включает в себя меньше битов, чем длинный адрес; модуль генерации пакетов нисходящей линии связи для генерации пакета, включающего в себя адрес на основе PN кода и информацию, подлежащую передаче; и беспроводной передатчик для передачи, по линии беспроводной связи, пакетов нисходящей линии связи.

Иллюстративный способ эксплуатации терминала доступа для передачи информации содержит этапы, на которых: принимают сигнал от устройства; генерируют адрес на основе PN кода из принятого сигнала; и генерируют пакет, включающий в себя адрес на основе PN кода, причем пакет направляют в устройство. Иллюстративный способ эксплуатации терминала доступа для приема информации от удаленного устройства через точку доступа содержит этапы, на которых: принимают от точки доступа пакет, включающий в себя адрес на основе PN кода, соответствующий удаленному устройству, и информацию от удаленного устройства; и идентифицируют удаленное устройство, которое передало информацию из адреса на основе PN кода и сохраненную информацию, связанную с принятым адресом на основе PN кода, на точку доступа. Иллюстративный терминал доступа для передачи информации на удаленное устройство через точку доступа содержит: модуль генерации пакетов для генерации пакета, включающего в себя адрес на основе PN кода, соответствующий удаленному устройству, и информацию, подлежащую передаче на удаленное устройство; и беспроводной передатчик для передачи сгенерированного пакета по беспроводной линии связи на точку доступа.

Хотя в вышеприведенной сущности изобретения рассмотрены различные варианты осуществления, следует понимать, что не обязательно все варианты осуществления включают в себя одни и те же признаки, и что некоторые вышеописанные признаки не обязательны, но могут быть желательны в некоторых вариантах осуществления. Многочисленные дополнительные признаки, варианты осуществления и преимущества рассмотрены в нижеследующем подробном описании.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - система беспроводной связи множественного доступа согласно одному варианту осуществления.

Фиг.2 - блок-схема иллюстративной системы связи.

Фиг.3 - иллюстративная сеть, включающая в себя сеть доступа (AN) распределенной архитектуры и терминал доступа (AT).

Фиг.4 - иллюстративная сеть, включающая в себя AN централизованной архитектуры и AT.

Фиг.5 - логическая блок-схема иллюстративного способа эксплуатации точки доступа для передачи информации на терминал доступа согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.6 - логическая блок-схема иллюстративного способа эксплуатации точки доступа для связи с удаленной точкой доступа.

Фиг.7 - схема иллюстративного терминала доступа согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.8 - логическая блок-схема иллюстративного способа эксплуатации терминала доступа для передачи информации согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.9 - логическая блок-схема иллюстративного способа эксплуатации терминала доступа для приема информации от удаленного устройства через точку доступа.

Фиг.10 - схема иллюстративного терминала доступа согласно различным вариантам осуществления.

Подробное описание

Системы беспроводной связи широко используются для обеспечения различных типов коммуникационного контента, например речи, данных и т.д. Эти системы могут представлять собой системы множественного доступа, способные поддерживать связь с множественными пользователями благодаря совместному использованию доступных системных ресурсов (например, полосы и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя World Interoperability for Microwave Access (WiMAX), протоколы инфракрасной связи, например Infrared Data Association (IrDA), протоколы/технологии беспроводной связи малой дальности, технологию Bluetooth®, протокол ZigBee®, протокол ультраширокого диапазона [ultra wide band] (UWB), home radio frequency (HomeRF), протокол беспроводного доступа общего пользования [shared wireless access] (SWAP), широкополосную технологию, например wireless Ethernet compatibility alliance (WECA), wireless fidelity alliance (Wi-Fi Alliance), сетевую технологию 802.11, технологию общественной коммутируемой телефонной сети, технологию общественной разнородной сети связи, например Интернет, частную сеть беспроводной связи, наземную мобильную сеть радиосвязи, систему множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), широкополосную систему множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA), универсальную систему мобильных телекоммуникаций (UMTS), усовершенствованную мобильную телефонную службу (AMPS), систему множественного доступа с временным разделением (TDMA), систему множественного доступа с частотным разделением (FDMA), систему множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), глобальную систему мобильной связи (GSM), технологию радиопередачи (RTT) на одной несущей (1X), технологию evolution data only (EV-DO), общую радиослужбу пакетной передачи (GPRS), enhanced data GSM environment (EDGE), систему высокоскоростной передачи данных по нисходящей линии связи (HSPDA), аналоговые и цифровые спутниковые системы и любые другие технологии/протоколы, которые можно использовать в, по меньшей мере, одной из сети беспроводной связи и сети передачи данных.

В общем случае, система беспроводной связи множественного доступа может одновременно поддерживать связь с множественными беспроводными терминалами. Каждый терминал осуществляет связь с одной или несколькими базовыми станциями посредством передач по прямой и обратной линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) - это линия связи от базовых станций к терминалам, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) - это линия связи от терминалов к базовым станциям. Эта линия связи может устанавливаться в системе с одним входом и одним выходом, со многими входами и одним выходом или со многими входами и многими выходами (MIMO).

На фиг.1 показана система беспроводной связи множественного доступа согласно одному варианту осуществления. Точка доступа 100 (AP) включает в себя множественные антенные группы, одна из которых включает в себя 104 и 106, другая включает в себя 108 и 110, и еще одна включает в себя 112 и 114. На фиг.1 показаны только две антенны для каждой антенной группы, однако для каждой антенной группы может использоваться больше или меньше антенн. Терминал доступа 116 (AT) осуществляет связь с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 передают информацию на терминал доступа 116 по прямой линии связи 120 и принимают информацию от терминала доступа 116 по обратной линии связи 118. Терминал доступа 122 осуществляет связь с антеннами 106 и 108, где антенны 106 и 108 передают информацию на терминал доступа 122 по прямой линии связи 126 и принимают информацию от терминала доступа 122 по обратной линии связи 124. В системе FDD линии связи 118, 120, 124 и 126 могут использовать разные частоты для связи. Например, прямая линия связи 120 может использовать частоту, отличную от используемой обратной линией связи 118.

Каждая группа антенн и/или область, в которой они призваны осуществлять связь, часто называют сектором точки доступа. Согласно варианту осуществления каждая из антенных групп предназначена для осуществления связи с терминалами доступа в секторе зоны покрытия точки доступа 100.

При осуществлении связи по прямым линиям связи 120 и 126 передающие антенны точки доступа 100 используют формирование пучка для повышения отношения сигнал-шум прямых линий связи для разных терминалов доступа 116 и 122. Кроме того, точка доступа, использующая формирование пучка для передачи на терминалы доступа, произвольно рассеянные по ее зоне покрытия, создает меньше помех для терминалов доступа в соседних сотах, чем точка доступа, передающая через одну антенну на все свои терминалы доступа.

Точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для связи с терминалами, и также может именоваться узлом доступа, Узлом B, базовой станцией или каким-либо другим термином. Терминал доступа также можно именовать устройством доступа, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, беспроводным терминалом, мобильным терминалом, мобильным узлом, конечным узлом или каким-либо другим термином.

На фиг.2 показана блок-схема варианта осуществления иллюстративной точки доступа 210 и иллюстративного терминала доступа 250 в системе MIMO 200. На точке доступа 210 данные трафика для нескольких потоков данных поступают из источника данных 212 на процессор данных передачи (TX) 214.

Согласно варианту осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. TX процессор данных 214 форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных для обеспечения кодированных данных.

Кодированные данные для каждого потока данных можно мультиплексировать с пилотными данными с использованием технологии OFDM. Пилотные данные обычно представляют собой известный шаблон данных, который обрабатывается известным образом и который можно использовать в системе приемника для оценивания характеристики канала. Результат мультиплексирования пилотных и кодированных данных для каждого потока данных затем модулируется (т.е. сопоставляется с символами) на основании конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или М-QAM), выбранной для этого потока данных для обеспечения символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться инструкциями, выполняемыми процессором 230.

Символы модуляции для каждого из потоков данных затем поступают на процессор MIMO ТХ 220, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Затем процессор MIMO ТХ 220 выдает N_T потоков символов модуляции на N_T передатчиков (TMTR) 222а-222t. В некоторых вариантах осуществления процессор MIMO ТХ 220 применяет весовые коэффициенты формирования пучка к символам потоков данных и к антенне, с которой передается символ.

Каждый передатчик (222а, …, 222t) принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для обеспечения одного или нескольких аналоговых сигналов и дополнительно преобразует (например, усиливает, фильтрует и повышает частоту) аналоговые сигналы для обеспечения модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO. Затем N_T модулированных сигналов от передатчиков 222а-222t передаются с N_T антенн 224а-224t соответственно.

На терминале доступа 250 переданные модулированные сигналы принимаются N_R антеннами 252а-252r, и принятый сигнал с каждой антенны 252 поступает на соответствующий приемник (RCVR) 254а-254r.

Каждый приемник (254a, ..., 254r) преобразует (например, фильтрует, усиливает и понижает частоту) соответствующего принятого сигнала, цифрует преобразованный сигнал для обеспечения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для обеспечения соответствующего "принятого" потока символов.

Затем процессор данных RX 260 принимает и обрабатывает N _R принятых потоков символов от N _R приемников (254a, ..., 254r) на основании конкретной техники обработки приемника для обеспечения N _T "детектированных" потоков символов. Затем процессор данных RX 260 демодулирует, деперемежает и декодирует каждый детектированный поток символов для восстановления данных трафика из потока данных. Обработка процессором данных RX 260 дополнительна обработке, осуществляемой процессором MIMO TX 220 и процессором данных TX 214 в системе передатчика 210.

Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать (рассмотрено ниже). Процессор 270 формирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть индекса матрицы и часть значения ранга.

Сообщение обратной линии связи может содержать различные типы информации, относящейся к линии связи и/или принятому потоку данных. Затем сообщение обратной линии связи обрабатывается процессором данных TX 238, который также принимает данные трафика для нескольких потоков данных из источника данных 236, модулируется модулятором 280, преобразуется передатчиками 254a-254r и передается через антенны (252a, 252r), соответственно, обратно на точку доступа 210.

На точке доступа 210 модулированные сигналы от терминала доступа 250 принимаются антеннами 224, обрабатываются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и обрабатываются процессором данных RX 242 для извлечения сообщения обратной линии связи, переданного системой приемника 250. Затем процессор 230 определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать, для определения весовых коэффициентов формирования пучка, 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 доступа 210 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 доступа 250 и реализации способов.

Согласно аспекту SimpleRAN предназначена для значительного упрощения протоколов связи между ретрансляционными элементами сеть доступа в беспроводной сети радиодоступа, в то же время обеспечивая быстрый хэндовер для удовлетворения требований приложений низкой латентности, например VOIP, при быстром изменении условий радиосвязи.

Согласно аспекту сеть содержит терминалы доступа (AT) и сеть доступа (AN).

AN поддерживает как централизованную, так и распределенную конфигурацию. Сетевые архитектуры для централизованных и распределенных конфигураций показаны на фиг.3 и фиг.4 соответственно.

На фиг.3 показана иллюстративная сеть 300, включающая в себя распределенную AN 302 и AT 303.

В распределенной архитектуре, показанной на фиг.3, AN 302 содержит точки доступа (AP) и домашние агенты (HA). AN 302 включает в себя совокупность точек доступа (AP_a 304, AP_b 306, AP_c 308) и домашний агент 310. Кроме того, AN 302 включает в себя облако IP 312. AP (304, 306, 308) подключены к облаку IP по линиям связи (314, 316, 318) соответственно. Облако IP 312 подключено к HA 310 по линии связи 320.

AP включает в себя:

Сетевую функцию (NF):

- по одной на AP, и множественные NF могут обслуживать один AT.

- единичная NF является точкой подключения уровня IP (IAP) для каждого AT, т.е. NF, которой HA пересылает пакеты, адресованные AT. В примере, показанном на фиг.4, NF 336 является текущей IAP для AT 303, что показано линией 322 на фиг.4.

- IAP может меняться (хэндовер L3) для оптимизации маршрутизации пакетов по ретрансляционной сети на AT.

- IAP также осуществляет функцию мастера сеансов для AT (В некоторых вариантах осуществления только мастер сеансов может осуществлять конфигурацию сеанса или изменять состояние сеанса).

- NF играет роль контроллера для каждой из TF на AP и осуществляет такие функции, как выделение, администрирование и блокирование ресурсов для AT на TF.

Функции приемопередатчика (TF) или сектор:

- по нескольку на AP, и множественные TF могут обслуживать один AT.

- обеспечивает подключение радиоинтерфейса для AT.

- могут отличаться для прямой и обратной линий связи.

- Меняются (хэндовер L2) на основании условий радиосвязи.

В AN 302 AP_a 304 включает в себя NF 324, TF 326 и TF 328. В AN 302 AP_b 306 включает в себя NF 330, TF 332 и TF 334. В AN 302 AP_c 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 активном наборе.

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

AP осуществляют связь с использованием протокола туннелирования, заданного на уровне IP. Туннель представляет собой туннель IP-в-IP в плане данных и туннель L2TP в плане управления.

Иллюстративный AT 303 включает в себя совокупность интерфейсов (I_a 342, I_b 344, I_c 346) и MN 348. AT 303 может иметь, и иногда имеет, подключение к AP_a 304 по беспроводной линии связи 350. AT 303 может иметь, и иногда имеет, подключение к AP_b 306 по беспроводной линии связи 352. AT 303 может иметь, и иногда имеет, подключение к AP_c 308 по беспроводной линии связи 354.

На фиг.4 показана иллюстративная сеть 400, включающая в себя распределенную AN 402 и AT 403.

В централизованной архитектуре, показанной на фиг.4, NF уже логически не связана с единичной TF, поэтому AN содержит сетевые функции, точки доступа и домашние агенты. Иллюстративная AN 402 включает в себя совокупность NF (404, 406, 408), совокупность AP (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414), HA 416 и облако IP 418. NF 404 подключена к облаку IP 418 по линии связи 420. NF 406 подключена к облаку IP 418 по линии связи 422. NF 408 подключена к облаку IP 418 по линии связи 424. Облако IP 418 подключено к HA 416 по линии связи 426. NF 404 подключена к (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) по линиям связи (428, 430, 432), соответственно. NF 406 подключена к (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) по линиям связи (434, 436, 438), соответственно. NF 408 подключена к (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) по линиям связи (440, 442, 444), 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 играет роль контроллера для TF, и многие NF могут быть логически связаны с одной TF, NF-контроллер для AT, т.е. NF, осуществляющая связь с AT как часть активного набора, осуществляет функции выделения, администрирования и блокирования ресурсов для TF на этом AT. Поэтому множественные NF могут управлять ресурсами на одной TF, хотя эти ресурсы администрируются независимо. В примере, показанном на фиг.4, NF 408 действует как IAP для AT 403, что показано линией 460.

Остальные осуществляемые логические функции такие же, как для распределенной архитектуры.

Иллюстративный AT 403 включает в себя совокупность интерфейсов (I_a 446, I_b 448, I_c 450) и MN 452. AT 403 может иметь, и иногда имеет, подключение к AP_a 410 по беспроводной линии связи 454. AT 403 может иметь, и иногда имеет, подключение к AP_b 412 по беспроводной линии связи 456. AT 403 может иметь, и иногда имеет, подключение к AP_c 414 по беспроводной линии связи 458.

В системах наподобие DO и 802.20 AT получает обслуживание от AP, совершая попытку доступа на канале доступа конкретного сектора (TF). NF, связанная с TF, принимающей попытку доступа, контактирует с IAP, которая является мастером сеансов для AT, и извлекает копию сеанса AT (AT указывает идентичность IAP благодаря тому, что включает в себя UATI в полезной нагрузке доступа. UATI можно использовать как IP адрес для непосредственного обращения к IAP или можно использовать для поиска адреса IAP). В случае успешной попытки доступа AT назначаются ресурсы радиоинтерфейса, например MAC ID и каналы данных для связи с этим сектором.

Кроме того, AT может отправлять отчет, указывающий другие секторы, которые он может слышать, и интенсивности их сигналов. TF принимает отчет и пересылает его на сетевой контроллер в NF, который, в свою очередь, обеспечивает AT активным набором. Для DO и 802.20, поскольку они реализованы в настоящее время, существует в точности одна NF, с которой AT может осуществлять связь (за исключением NF-хэндовера, когда их временно бывает две). Каждая из TF, осуществляющих связь с AT, будет пересылать принятые данные и сигнализацию на эту единственную NF. Эта NF также играет роль сетевого контроллера для AT и отвечает за согласование и администрирование выделения и блокировки ресурсов для AT для использования с секторами из активного набора.

Таким образом, активный набор представляет собой набор секторов, в которых AT назначаются ресурсы радиоинтерфейса. AT будет продолжать периодически отправлять отчеты, и сетевой контроллер может добавлять или удалять секторы из активного набора по мере того, как AT перемещается по сети.

NF в активном наборе также будут извлекать локальную копию сеанса для AT, когда они становятся членами активного набора. Сеанс необходим для правильной связи с AT.

Для линии беспроводной связи CDMA с мягким хэндовером на восходящей линии связи каждый из секторов в активном наборе может пытаться декодировать передачу AT. На нисходящей линии связи каждый из секторов в активном наборе может осуществлять передачу на AT одновременно, и AT объединяет принятые передачи для декодирования пакета.

Для системы OFDMA или системы без мягкого хэндовера функция активного набора состоит в том, чтобы позволять AT быстро переключаться между секторами в активном наборе и поддерживать обслуживание без необходимости в новых попытках доступа. Попытка доступа обычно осуществляется гораздо медленнее, чем переключение между членами активного набора, поскольку член активного набора уже имеет сеанс и ресурсы радиоинтерфейса, назначенные AT. Поэтому активный набор полезен для осуществления хэндовера без влияния на QoS активных приложений.

Когда AT и мастер сеансов в IAP согласуют атрибуты, или, альтернативно, состояние соединения изменяется, новые значения атрибутов или новое состояние необходимо своевременно распределять на каждый из секторов в активном наборе, чтобы гарантировать оптимальное обслуживание из каждого сектора. В ряде случаев, например, если изменяется тип заголовков, или изменяются ключи безопасности, AT может оказаться вовсе неспособен осуществлять связь с сектором, пока эти изменения не распространятся на этот сектор. Таким образом, каждый член активного набора следует обновлять при изменении сеанса. Некоторые изменения могут быть менее важны для синхронизации, чем другие.

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

Состояние данных - это состояние в сети на пути данных между AT и IAP или NF в ходе соединения. Состояние данных включает в себя, например, состояние блока сжатия заголовка или состояния потока RLP, которые очень динамичны и которые трудно переносить.

Состояние сеанса - это состояние в сети на пути управления между AT и IAP, которое сохраняется при закрытии соединения. Состояние сеанса включает в себя значения атрибутов, которые согласуются между AT и IAP. Эти атрибуты влияют на характеристики соединения и обслуживания, принимаемого AT. Например, AT может согласовывать конфигурацию QoS для нового приложения и подавать в сеть новые спецификации фильтра и поток, указывающие требования к QoS для приложения. В другом примере, AT может согласовывать размер и тип заголовков, используемых при осуществлении связи с AN. Согласование нового набора атрибутов задается как изменение сеанса.

Состояние соединения - это состояние в сети на пути управления между AT и IAP или NF, которое не сохраняется при закрытии соединения и когда AT находится в ждущем режиме. Состояние соединения может включать в себя такую информацию, как контур управления мощностью значения, хронирование мягкого хэндовера и информацию активного набора.

В хэндовере IAP или L3 три типа состояния может быть необходимо переносить между старой IAP и новой IAP. Если хэндовер L3 может осуществлять только AT в ждущем режиме, то необходимо переносить только состояние сеанса. Для поддержки хэндовера L3 для активного AT, может также понадобиться переносить состояние данных и соединения.

Системы наподобие DO и 802.20, осуществляют хэндовер L3 состояния данных, просто задавая множественные маршруты (или стеки данных), где состояние данных для каждого маршрута локально для этого маршрута, т.е., каждый маршрут имеет независимое состояние данных. Благодаря связыванию каждой IAP с отдельным маршрутом, состояние данных не требуется переносить при хэндовере. Дополнительный, даже лучший, этап состоит в связывании каждого NF с отдельным маршрутом, в каковом случае хэндовер L3 полностью прозрачен в отношении состояния данных, за исключением возможного переупорядочения пакетов.

Поскольку состояние данных имеет множественные маршруты, следующий логический этап для поддержки хэндовера L3 для активного AT состоит в перемещении управлением состояния соединения от IAP и его локализации для каждой NF в активном наборе. Для этого задаются множественные маршруты управления (или стеки управления) и задается радиоинтерфейс, благодаря чему стеки управления являются независимыми и локальными для каждой NF. Для этого может потребоваться, чтобы какая-то часть согласования и администрирования выделения и блокировки ресурсов для состояния соединения переносилась на AT, поскольку уже не существует единой NF для администрирования всех членов активного набора. Это также может создавать некоторые дополнительные требования к конструкции радиоинтерфейса во избежание тесной связи между TF - поскольку разные TF могут не использовать совместно одну и ту же NF - в активном наборе. Например, для оптимальной эксплуатации, предпочтительно исключить всякую тесную синхронизацию между TF, которые не имеют одной и той же NF, например контурами управления мощностью, мягким хэндовером и т.д.

Проталкивание состояния данных и соединения вниз к NF исключает необходимость в переносе этого состояния на хэндовер L3, а также упрощает интерфейс между NF.

Поэтому система задает множественные независимые данные и стеки управления (именуемые интерфейсами на фиг.3 и фиг.4), на AT для связи с разными NF при необходимости, а также механизмы адресации для AT и TF для логического различения между этими стеками.

В принципе, некоторое состояние сеанса (профиль QoS, ключи безопасности, значения атрибутов, и т.д.) нельзя сделать локальным по отношению к NF (или IAP), поскольку слишком дорого производить согласование каждый раз при наличии хэндовера NF (или L3). Кроме того, состояние сеанса относительно статично, и его легко переносить. Необходимы только механизмы администрирования и обновления состояния сеанса по мере его изменения и в ходе хэндовера IAP при перемещении мастера сеансов.

Оптимизация переноса состояния сеанса для хэндовера L3 является полезным признаком для каждой системы независимо от сетевой архитектуры, поскольку это упрощает сетевые интерфейсы, а также улучшает гладкость хэндовера.

Управление против информированности о хэндовере

Отдельный, но связанный вопрос заключается в управлении хэндовером L3 на AT. В настоящее время в системах наподобие DO и 802.20, AT знает о хэндовере L3, поскольку он выделяет и блокирует локальные стеки, но никак не управляет временем осуществления хэндовера L3. Это называется сетевым управлением мобильностью. Вопрос в том, сделать ли AT контроллером хэндовера, т.е. использовать ли управление мобильностью со стороны AT.

Для поддержки устойчивости к сбоям и выравнивания нагрузки сеть должна иметь возможность либо производить хэндовер, либо иметь механизм сигнализации на AT для осуществления хэндовера. Таким образом, если используется управление мобильностью со стороны AT, сеть все же нуждается в механизме указания, когда он должен происходить.

Управление мобильностью со стороны AT имеет несколько очевидных преимуществ, например допускает использование единого механизма для интер- и интра-технологии, или глобальной и локальной мобильности. Оно также упрощает сетевые интерфейсы благодаря тому, что не требует сетевых элементов для определения, когда осуществлять хэндовер.

Основной причиной, почему системы наподобие DO и 802.20 использ