Способы и устройства, используемые для связи через радиосоединение

Способы и устройства, используемые для связи через радиосоединение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственные заявки

По настоящей заявке на патент испрашивается приоритет по дате подачи предварительной заявки США №60/812,011, поданной 7 июня 2006 г., озаглавленной "A METHOD AND APPARATUS FOR L2TP TUNNELING", и приоритет по дате подачи предварительной заявки США №60/812,012, поданной 7 июня 2006 г., озаглавленной "A METHOD AND APPARATUS FOR ADDRESSING MULTIPLE ACCESS POINTS", каждая из которых полностью включена в этот документ по ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам связи, а более конкретно к способам и устройствам, относящимся к маршрутизации пакетов.

Предшествующий уровень техники

Беспроводные системы связи часто включают в себя кроме терминалов доступа множество точек доступа (AP) и/или других сетевых элементов, например мобильные или другие устройства конечного узла. Во многих случаях терминалы доступа обычно обмениваются информацией с точками доступа через беспроводные линии связи, в то время как другие элементы в сети, например AP, как правило, обмениваются информацией не через радиосоединения, например через стекловолоконные, кабельные или проводные линии связи. В случае радиосоединения полоса пропускания является ценным ограниченным ресурсом. Соответственно, требуется, чтобы связь по радиосоединению осуществлялась эффективным способом без избыточной служебной информации.

Линии связи между точками доступа и/или другими сетевыми устройствами часто меньше ограничиваются перспективой полосы пропускания, чем радиосоединения между терминалами доступа и точками доступа. Соответственно, более вышестоящей в терминах длины адреса и/или другой доступной информации являются линии связи транзитного соединения по отношению к радиосоединению.

Несмотря на то что IP (Интернет-протокол) - адреса используются успешно в сетях много лет, они имеют тенденцию включать в себя достаточное количество битов. Для связи через радиосоединение требуется, чтобы можно было использовать более короткие адреса. Однако требуется, чтобы любые переключения на адреса, используемые (для передачи) через радиосоединение, не препятствовали использованию IP-адресов (для передачи) по другим линиям связи, например линиям связи транзитного соединения.

Сущность изобретения

Описаны способы и устройства для обмена информацией между терминалом доступа (AT) и устройством, обслуживающим этот AT, посредством точки доступа (AP). Согласно одному признаку обслуживающим устройствам могут быть назначены конкретные адреса, которые интерпретируются в зависимости от источника сообщения, например пакет MAC (управление доступом к среде передачи данных), в котором используется этот адрес. Такие адреса могут интерпретироваться как имеющие тип, отличный от других адресов, которые могут интерпретироваться и/или использоваться без учета идентификационной информации передатчика.

Согласно одному признаку различных вариантов осуществления точки подключения к интернету (IAP) идентифицируются по значению адреса, который называется адресом IAP радиосоединения. Это значение является идентичным для одного или большего количества AT, но интерпретируется в AP, принимающем такой адрес IAP, в зависимости от информации, соответствующей AT, который отправил пакет, содержащий этот адрес IAP.

Соответственно, адрес IAP может быть реализован как специальный тип адреса, который может использоваться AT для идентификации AP, которая является точкой подключения к интернету для AT, отправившего пакет, содержащий этот адрес IAP. В различных вариантах осуществления адрес IAP очень короткий, например 3 или меньшее количество битов. В некоторых вариантах осуществления адрес IAP реализован как индикатор типа адреса, где индикатор типа адреса указывает, что адрес имеет тип IAP. В таком случае не требуется никаких битов кроме тех, которые используются для указания типа адреса.

С использованием адреса IAP описанного типа, при попытке обмена информацией мобильного устройства со своей IAP, через радиосоединение можно отправлять относительно короткий адрес, в противоположность вариантам осуществления, где через радиосоединение отправляют полный IP-адрес IAP.

В случае сигналов восходящей линии связи AP, принимающая пакет, например пакет mac, с адресом IAP, отображает длинный адрес в адрес IAP, который будет использоваться для передачи по линиям связи, например линиям связи транзитного соединения, которые не являются радиосоединениями. Это может быть сделано посредством обращения к набору информации, набору активных AP, соответствующему AT, который отправил пакет, содержащий адрес текущей IAP, обслуживающей AT. Соответственно, короткий адрес IAP может быть отображен в длинный, например, полный IP-адрес, IAP, обслуживающей AT, который отправил пакет. Установленный адрес сервера IAP далее объединяют с полезной нагрузкой принятого пакета и отправляют в IAP, соответствующую AT. Соответственно, несмотря на то что идентичное значение адреса IAP может использоваться различными AT, отображение может быть различным, так как набор информации, соответствующий различным AT, может указывать на различные адреса IAP.

Информация об адресах IAP, соответствующая различным AT, может обновляться на основе информации, переданной из одного или нескольких устройств в сети, в точки доступа AP. Например, информация может быть передана как часть набора информации активной AP, поддерживаемого для каждой AT, и который передается в точки доступа AP, обслуживающие AT, или доступен для них. В качестве альтернативы, точки IAP могут предоставлять точкам доступа AP информацию о том, какие AT они обслуживают в данное время. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, AT может указывать текущей обслуживающей AP посредством сообщения, отправляемого через радиосоединение, полный адрес IAP, которая обслуживает эту AP на конкретный момент времени. Далее этот адрес IAP сохраняют и используют для AT, пока не будет обеспечен новый адрес IAP, или упомянутый AT не перестанет использовать эту AP.

Следовательно, AT и AP могут обмениваться информацией через радиосоединение с использованием меньшего количества битов для идентификации IAP, соответствующей этому AT, чем потребовалось бы, если бы для связи через радиосоединение между обслуживающей AP и AT использовался длинный адрес, например полный IP-адрес устройства назначения.

Иллюстративный способ управления точкой доступа содержит: прием из радиосоединения первого пакета, переданного из терминала доступа, причем этот первый пакет содержит информацию, которая должна быть передана в сетевое устройство, и предопределенный адрес радиосоединения, соответствующий упомянутому сетевому устройству, причем упомянутое сетевое устройство имеет IP-адрес, который длиннее, чем упомянутый предустановленный адрес радиосоединения; и определение IP-адреса, соответствующего упомянутому предопределенному адресу радиосоединения, из информации отображения между предопределенными адресами радиосоединения и IP-адресами. Другой иллюстративный способ управления точкой доступа содержит: прием из линии связи с сетевым устройством первого пакета, содержащего информацию, которая должна быть передана в терминал доступа, и IP-адрес сетевого устройства, указывающий на источник информации; и установление предопределенного адреса радиосоединения, соответствующего адресу упомянутого сетевого устройства, из информации отображения между предопределенными адресами радиосоединения и IP-адресами, причем упомянутый предопределенный адрес радиосоединения более короткий, чем упомянутый IP-адрес. Иллюстративная точка доступа содержит: беспроводной приемник для приема из радиосоединения первого пакета, переданного из терминала доступа, причем этот первый пакет содержит информацию, которая должна быть передана в сетевое устройство, и предопределенный адрес радиосоединения, соответствующий упомянутому сетевому устройству, причем упомянутое сетевое устройство имеет IP-адрес, который длиннее, чем упомянутый предустановленный адрес радиосоединения, и модуль установления IP-адреса для установления IP-адреса, соответствующего упомянутому предопределенному адресу радиосоединения, из информации отображения между предопределенными адресами радиосоединения и IP-адресами.

Иллюстративный способ управления терминалом доступа для передачи информации содержит: формирование пакета, причем упомянутый пакет содержит предустановленный адрес радиосоединения, соответствующий сетевому устройству, причем упомянутое сетевое устройство имеет IP-адрес, который длиннее, чем упомянутый предустановленный адрес радиосоединения, и информацию, которая должна быть передана в упомянутое сетевое устройство; и передачу упомянутого сформированного пакета через радиосоединение в точку доступа. Другой иллюстративный способ управления терминалом доступа содержит: прием пакета, причем упомянутый пакет содержит предустановленный адрес радиосоединения, соответствующий сетевому устройству, причем упомянутое сетевое устройство имеет IP-адрес, который длиннее, чем упомянутый предустановленный адрес радиосоединения, и информацию, которая будет передана в упомянутый терминал доступа; и установление из хранящейся информации об адресах и упомянутого предустановленного адреса радиосоединения, содержащегося в упомянутом принятом пакете, сетевого устройства, которое является источником информации, содержащейся в упомянутом принятом пакете. Иллюстративный терминал доступа содержит: модуль формирования пакета для формирования пакетов, причем упомянутые пакеты содержат информацию, которая должна быть передана в сетевое устройство, и предустановленный адрес радиосоединения, соответствующий упомянутому сетевому устройству, причем упомянутое сетевое устройство имеет IP-адрес, который длиннее, чем упомянутый предустановленный адрес радиосоединения; и беспроводной передатчик для передачи упомянутых сформированных пакетов через радиосоединение в точку доступа.

Несмотря на то что выше в кратком описании обсуждались различные варианты осуществления, следует понимать, что необязательно все варианты осуществления включают в себя идентичные признаки, и некоторые из признаков, описанных выше, не являются обязательными, но могут быть желательными в некоторых вариантах осуществления. В нижеследующем подробном описании обсуждаются многочисленные дополнительные признаки, варианты осуществления и преимущества.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена система беспроводной связи множественного доступа согласно одному варианту осуществления.

Фиг.2 - блок-схема иллюстративной системы связи.

На фиг.3 изображена иллюстративная сеть, содержащая распределенную архитектуру сети доступа (AN) и терминал доступа (AT).

На фиг.4 изображена иллюстративная сеть, содержащая централизованную архитектуру AN и AT.

Фиг.5 - блок-схема иллюстративного способа управления точкой доступа согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.6 - блок-схема иллюстративного способа управления точкой доступа согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.7 - чертеж иллюстративной точки доступа согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.8 - блок-схема иллюстративного способа управления терминалом доступа для передачи информации.

Фиг.9 - блок-схема иллюстративного способа управления терминалом доступа согласно различным вариантам осуществления.

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

Подробное описание

Для обеспечения различных типов содержимого связи, например речи, данных и т.д., широко применяются беспроводные системы связи. Эти системы могут быть системами множественного доступа, которые могут поддерживать связь с несколькими пользователями посредством совместного использования доступных ресурсов системы (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя общемировую совместимость широкополосного беспроводного доступа (WiMAX), протоколы связи в инфракрасном диапазоне, например ассоциации передачи данных в инфракрасном диапазоне (IrDA), беспроводные протоколы/технологии с малым радиусом действия, технологию Bluetooth®, протокол ZigBee®, ультраширокополосный протокол (UWB), беспроводную домашнюю радиосеть HomeRF (HomeRF), протокол совместного беспроводного доступа (SWAP), широкополосную технологию, например ассоциации контроля совместимости с беспроводным Ethernet (WECA), технологию консорциума по "беспроводной точности" (консорциум Wi-Fi), сетевую технологию 802.11, технологию коммутируемой телефонной сети общего пользования, технологию гетерогенной сети связи общего пользования, например Интернет, частную беспроводную сеть связи, наземную мобильную радиосеть связи, множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), широкополосный множественный доступ с кодовым разделением (WCDMA), универсальную мобильную телекоммуникационную систему (UMTS), усовершенствованную службу мобильной телефонной связи (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) с одной несущей (IX), технологию высокоскоростной мобильной передачи данных (EV-DO), общую службу пакетной радиопередачи (GPRS), усовершенствованную передачу данных в сетях GSM (EDGE), доступ пакетов данных к высокоскоростному нисходящему каналу (HSPDA), аналоговые и цифровые спутниковые системы и любые другие технологии/протоколы, которые могут использоваться в, по меньшей мере, одной из беспроводной сети связи и сети передачи данных.

В общем беспроводная система связи множественного доступа может одновременно поддерживать связь для нескольких беспроводных терминалов. Каждый терминал обменивается информацией с одной или большим количеством базовых станций посредством передачи по прямой и обратной линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи из базовых станций в терминалы, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи из терминалов в базовые станции. Эта линия связи может быть установлена через систему с одним входом и одним выходом, систему со многими входами и одним выходом или систему со многими входами и многими выходами (MIMO).

На фиг.1 изображена беспроводная система связи множественного доступа согласно одному варианту осуществления. Точка 100 доступа (AP) содержит несколько групп антенн, причем одна группа содержит 104 и 106, другая группа содержит 108 и 110 и дополнительная группа содержит 112 и 114. На фиг.1 изображены только две антенны для каждой группы антенн, однако для каждой группы антенн может быть использовано большее или меньшее количество антенн. Терминал 116 доступа (AT) связан с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 передают информацию в терминал доступа 116 по прямой линии связи 120 и принимают информацию из терминала 116 доступа по обратной линии связи 118. Терминал 122 доступа связан с антеннами 106 и 108, где антенны 106 и 108 передают информацию в терминал 122 доступа по прямой линии связи 126 и принимают информацию из терминала 122 доступа по обратной линии связи 124. В системе FDD линии связи 118, 120, 124 и 126 могут использовать различные частоты для связи. Например, прямая линия связи 120 может использовать частоту, отличную от той, которую использует обратная линия связи 118.

Каждую группу антенн и/или зону, для связи в которой они предназначены, часто называют сектором точки доступа. В этом варианте осуществления каждая из групп антенн предназначена для обмена информацией с терминалами доступа в секторе зон, покрываемых точкой 100 доступа.

При связи по прямым линиям связи 120 и 126 передающие антенны точки 100 доступа используют формирование луча для улучшения отношения сигнал/шум прямых линий связи для различных терминалов 116 и 122 доступа. Точка доступа, использующая формирование луча для передачи в терминалы доступа, расположенные случайным образом в ее зоне обслуживания, также вызывает меньше помех для терминалов доступа в соседних сотах, чем точка доступа, передающая через одну антенну во все свои терминалы доступа.

Точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для обмена информацией с терминалами, и может также называться узлом доступа, базовой приемопередающей станцией (Node B), базовой станцией или некоторым другим термином. Терминал доступа может также назваться устройством доступа, абонентским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, беспроводным терминалом, мобильным терминалом, мобильным узлом, конечным узлом или некоторым другим термином.

Фиг.2 является блок-схемой варианта осуществления иллюстративной точки 210 доступа и иллюстративного терминала 250 доступа в системе 200 MIMO. В точке 210 доступа данные трафика для нескольких потоков данных обеспечивают из источника 212 данных в процессор 214 данных передатчика (TX).

В варианте осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 214 данных TX форматирует, кодирует и осуществляет перемежение данных трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, для обеспечения кодированных данных.

С использованием способов OFDM кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с данными пилот-сигнала. Данные пилот-сигнала, как правило, являются известной комбинацией данных, которая обрабатывается известным способом и может использоваться в системе приемника для оценки характеристики канала. Мультиплексированные пилот-сигналы и кодированные данные для каждого потока данных после этого модулируют (то есть, отображают в символы) на основе конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, М-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных для обеспечения символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут устанавливаться машинными командами, выполняемыми процессором 230.

Символы модуляции для каждого из потоков данных после этого обеспечиваются в процессор 220 MIMO TX, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 220 MIMO TX далее обеспечивает N_T потоков символов модуляции в N_T передатчиков (TMTR) с 222a по 222t. В определенных вариантах осуществления процессор 220 MIMO TX применяет веса формирования луча к символам потоков данных и к антенне, из которой передается символ.

Каждый передатчик (222a, …, 222t) принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для обеспечения одного или нескольких аналоговых сигналов, и далее преобразует (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для обеспечения модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO. N_T модулированных сигналов из передатчиков с 222a по 222t после этого передаются из N_T антенн с 224a по 224t, соответственно.

В терминале 250 доступа переданные модулированные сигналы принимаются N_R антеннами с 252a по 252r, и принятый сигнал из каждой антенны 252 обеспечивается 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 обеспечения сэмплов и далее обрабатывает сэмплы для обеспечения соответствующего "принятого" потока символов.

Далее процессор 260 данных RX принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символов из N_R приемников (254a, …, 254r) на основе конкретного способа обработки приемника для обеспечения N_T "обнаруженных" потоков символов. Далее процессор 260 данных RX демодулирует, устраняет перемежение и декодирует каждый обнаруженный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка процессором 260 данных RX является дополняющей к той, которая выполняется процессором 220 MIMO TX и процессором 214 данных TX в системе 210 передатчика.

Процессор 270 периодически устанавливает, какую прекодирующую матрицу использовать (обсуждается ниже). Процессор 270 формулирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть с индексами матрицы и часть со значением ранга.

Сообщение обратной линии связи может содержать различные виды информации относительно линии связи и/или потока принимаемых данных. Далее сообщение обратной линии связи обрабатывается процессором 238 данных TX, который также принимает данные трафика для нескольких потоков данных из источника 236 данных, модулируется модулятором 280, преобразуется передатчиками с 254a по 254r и передается через антенны (252a, 252r), соответственно, обратно в 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 250 приемника. Далее процессор 230 устанавливает, какую прекодирующую матрицу использовать для установления весов формирования луча, после этого обрабатывает извлеченную матрицу.

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

В аспекте SimpleRAN предназначена для значительного упрощения протоколов связи между элементами сети доступа транзитного соединения в беспроводной сети радиодоступа, одновременно обеспечивая быструю передачу обслуживания для удовлетворения требований приложений с малым временем ожидания, например, VOIP, в быстро меняющихся условиях радиосвязи.

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

AN поддерживает и централизованное, и распределенное развертывание. Архитектуры сети для централизованного и распределенного развертывания представлены на фиг.3 и фиг.4, соответственно.

На фиг.3 изображена иллюстративная сеть 300, содержащая распределенную AN 302 и AT 303.

В распределенной архитектуре, представленной на фиг.3, AN 302 содержит точки доступа (AP) и агентов мобильного IP (HA). AN 302 содержит множество точек доступа (APa 304, APb 306, APc 308) и агента 310 мобильного IP. Кроме того, AN 302 содержит IP-облако 312. AP (304, 306, 308) соединены с IP-облаком через линии связи (314, 316, 318), соответственно. IP-облако 312 соединено с HA 310 через линию связи 320.

AP включает в себя a:

Сетевую функцию (NF):

Одну для каждого AP, и несколько NF могут обслуживать один AT.

Одна NF является точкой подключения на уровне IP (IAP) для каждого AT, то есть NF, в которую HA направляет пакеты, отправляемые в этот AT. В примере Фиг.4 NF 336 является текущей IAP для AT 303, как изображено линией 322 на фиг.4.

IAP может меняться (передача обслуживания L3) для оптимизации маршрутизации пакетов по транзитному соединению в AT.

IAP также выполняет функцию ведущего устройства сеанса для AT. (В некоторых вариантах осуществления, только ведущее устройство сеанса может выполнять конфигурацию сеанса или изменять состояние сеанса.)

NF действует как контроллер для каждой из TF в AP и выполняет функции, подобные выделению, управлению и разделению ресурсов для AT в TF.

Функции приемопередатчика (TF) или сектор:

Несколько для каждого AP и несколько TF могут обслуживать один AT.

Обеспечивает для AT подсоединение через радиоинтерфейс.

Могут быть различными для прямых и обратных линий связи.

Меняется (передача обслуживания L2) в зависимости от радиоусловий.

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

AT содержит:

Интерфейс I_x, представленный в мобильном узле (MN) для каждого NF в активном наборе.

Мобильный узел (MN) для поддержки мобильности на уровне IP в терминале доступа.

AP обмениваются информацией с использованием протокола туннелирования, определенного поверх IP. Туннель является туннелем IP-в-IP для плоскости данных и туннелем L2TP для плоскости управления.

Иллюстративный AT 303 содержит множество Интерфейсов (I_a 342, I_b 344, I_c 346) и MN 348. AT 303 может и иногда соединен с AP_a 304 посредством беспроводной линии связи 350. AT 303 может и иногда соединен с AP_b 306 посредством беспроводной линии связи 352. AT 303 может и иногда соединен с AP_c 308 посредством беспроводной линии связи 354.

На фиг.4 изображена иллюстративная сеть 400, содержащая распределенную AN 402 и AT 403.

Централизованная архитектура сети

В централизованной архитектуре, представленной на фиг.4, NF логически больше не связана с одной TF, поэтому AN содержит сетевые функции, точки доступа и агентов мобильного IP. Иллюстративная AN 402 содержит 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 через линию связи 420. NF 406 соединена с IP-облаком 418 через линию связи 422. NF 408 соединена с IP-облаком 418 через линию связи 424. IP-облако 418 соединено с HA 416 через линию связи 426. NF 404 соединена с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии связи (428, 430, 432), соответственно. NF 406 соединена с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии связи (434, 436, 438), соответственно. NF 408 соединена с (AP_a 410, AP_b 412, AP_c 414) через линии связи (440, 442, 444), соответственно.

AP_a 410 содержит TF 462 и TF 464. AP_b 412 содержит TF 466 и TF 468. AP_c 414 содержит TF 470 и TF 472.

Так как NF действует как контроллер для TF, и многие NF могут быть логически связаны с одной TF, то контроллер NF для AT, то есть NF, обменивающейся информацией с AT как часть активного набора, выполняет функции выделения ресурсов, управления ими и разделения их для TF в этом AT. Следовательно, несколько NF могут управлять ресурсами в одной TF, хотя этими ресурсами управляют независимо. В примере Фиг.4 NF 408 действует как IAP для AT 403, как изображено линией 460.

Остальные выполняемые логические функции идентичны функциям для распределенной архитектуры.

Иллюстративный AT 403 содержит множество Интерфейсов (I_a 446, I_b 448, I_c 450) и MN 452. AT 403 может и иногда соединен с AP_a 410 посредством беспроводной линии связи 454. AT 403 может и иногда соединен с AP_b 412 посредством беспроводной линии связи 456. AT 403 может и иногда соединен с AP_c 414 посредством беспроводной линии связи 458.

В системах, подобных DO и 802.20, AT обслуживается AP посредством попытки доступа по каналу доступа конкретного сектора (TF). NF, связанная с TF, с приемом попытки доступа связывается с IAP, которая является ведущим устройством сеанса для AT, и восстанавливает копию сеанса AT (AT указывает идентификационную информацию IAP посредством включения UATI в полезную нагрузку доступа. UATI может использоваться как IP-адрес для непосредственного обращения к IAP или может использоваться для поиска адреса IAP). После успешной попытки доступа AT назначаются ресурсы радиоинтерфейса, например ID MAC и каналы передачи данных, для обмена информацией с этим сектором.

Кроме того, AT может отправлять отчет с указанием остальных секторов, которые он может слышать, и их уровней сигнала. TF принимает отчет и отправляет его в сетевой контроллер в NF, который в свою очередь обеспечивает AT активным набором. Для DO и 802.20, как они реализованы в настоящее время, существует ровно одна NF, с которой AT может обмениваться информацией (за исключением времени передачи обслуживания NF, когда временно существуют две). Каждая из TF, связанная с AT, отправляет принятые данные и сигнализацию в эту одну NF. Эта NF также действует как сетевой контроллер для AT, и отвечает за согласование и управление распределением и разделением ресурсов для AT для использования с секторами в активном наборе.

Активный набор, следовательно, является набором секторов, в которых AT назначены ресурсы радиоинтерфейса. AT будет продолжать отправлять периодические отчеты, и сетевой контроллер может добавлять или удалять сектора из активного набора, поскольку AT перемещается в сети.

NF в активном наборе также будут выбирать локальную копию сеанса для AT, когда их присоединят к активному набору. Сеанс необходим для обмена информацией с AT должным образом.

Для радиосоединения CDMA с мягкой передачей обслуживания каждый из секторов в активном наборе может пытаться декодировать передачу AT по восходящей линии связи. Все сектора в активном наборе могут передавать в AT по нисходящей линии связи одновременно, и AT объединяет принятые передачи для декодирования пакета.

Для системы OFDMA или системы без мягкой передачи обслуживания функция активного набора должна обеспечивать возможность AT быстро переключаться между секторами в активном наборе и поддерживать обслуживание без необходимости делать новую попытку доступа. Попытка доступа, как правило, намного медленнее, чем переключение между членами активного набора, так как член активного набора уже имеет сеанс и ресурсы радиоинтерфейса, назначенные AT. Следовательно, активный набор полезен для выполнения передачи обслуживания без влияния на услугу QoS активных приложений.

Когда AT и ведущее устройство сеанса в IAP согласовывают атрибуты или, в качестве альтернативы, состояние изменений в соединении, новые значения для атрибутов или новое состояние должны быть распространены каждому из секторов в активном наборе своевременно для обеспечения оптимального обслуживания из каждого сектора. В некоторых случаях, например, если меняется тип заголовков или меняются защитные ключи, то AT может вообще не быть в состоянии обмениваться информацией с сектором, пока эти изменения не будут переданы в этот сектор. Соответственно, каждый член активного набора должен обновляться, когда сеанс изменяется. Одни изменения могут быть менее важными для синхронизации, чем другие.

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

Состояние данных является состоянием в сети на канале передачи данных между AT и IAP или NF во время соединения. Состояние данных включает в себя составляющие, например состояние компрессора заголовка или состояния потока RLP, которые являются очень динамичными, и управление ими трудно передавать.

Состояние сеанса является состоянием в сети на канале управления между AT и IAP, которое сохраняется, когда соединение завершается. Состояние сеанса включает в себя значение атрибутов, которые согласовывают между AT и IAP. Эти атрибуты влияют на характеристики соединения и обслуживания, принимаемые AT. Например, AT может согласовывать конфигурацию QoS для нового приложения и обеспечивать новый фильтр и спецификации потока в сеть с указанием требований к услуге QoS для этого приложения. В качестве другого примера AT может согласовывать размер и тип заголовков, используемых при обмене информацией с AN. Согласование нового набора атрибутов определяют как изменение сеанса.

Состояние соединения является состоянием в сети на канале управления между AT и IAP или NF, которое не сохраняется, когда соединение завершается и AT бездействует. Состояние соединения может включить в себя такую информацию, как значения контура управления мощностью, синхронизация мягкой передачи обслуживания и информация активного набора.

В IAP или передаче обслуживания L3 может быть необходимо передавать управление тремя типами состояния между старой IAP и новой IAP. Если только бездействующий AT может передавать обслуживание L3, то необходимо передавать управление только состоянием сеанса. Для поддержки передачи обслуживания L3 для активного AT может также быть необходимой передача управления состоянием соединения и данных.

Системы, подобные DO и 802.20, выполняют передачу обслуживания L3 состояния данных просто посредством определения нескольких маршрутов (или стеков данных), где состояние данных для каждого маршрута является локальным для этого маршрута, то есть каждый маршрут имеет независимое состояние данных. Посредством связывания каждой IAP с различными маршрутами нет необходимости передавать управление состоянием данных в передаче обслуживания. Дополнительным, еще лучшим шагом, является связывание каждой NF с различными маршрутами, в этом случае передача обслуживания L3 полностью прозрачна для состояния данных, за исключением возможного переупорядочения пакетов.

Так как состояние данных имеет несколько маршрутов, то следующим логическим шагом для поддержки передачи обслуживания L3 для активного AT является перемещение управления состоянием соединения из IAP, и оно должно стать локальным для каждого NF в активном наборе. Это осуществляется посредством определения нескольких маршрутов управления (или стеков управления) и определения радиоинтерфейса так, чтобы стеки управления были независимыми и локальными для каждой NF. Для этого может потребоваться, чтобы управление частью согласования и управления распределением и разделением ресурсов состояния соединения было передано в AT, так как больше нет единой NF для управления всеми членами активного набора. Также могут быть предъявлены некоторые дополнительные требования к разработке радиоинтерфейса во избежание сильной связи между TF, - так как различные TF могут использовать не одинаковые NF - в активном наборе. Например, для оптимальной работы предпочтительно устранить всю жесткую синхронизацию между TF, которые имеют разные NF, например контуры управления мощностью, мягкую передачу обслуживания и т.д.

Продвижение данных и состояния соединения вниз в функции NF избавляет от необходимости передавать управление этим состоянием в передаче обслуживания L3, а также должно сделать интерфейс из NF в NF более простым.

Система, следовательно, определяет несколько независимых стеков данных и управления (называемых интерфейсами на фиг.3 и фиг.4), в AT для обмена информацией с различными NF, по мере необходимости, а также механизмы адресации для AT и функций TF для проведения логического различия между этими стеками.

По существу, некоторое состояние сеанса (конфигурация QoS, защитные ключи, значения атрибутов и т.д.) не может быть сделано локальным для NF (или IAP), потому что согласование каждый раз при передаче обслуживания NF (или L3) требует слишком больших затрат. Кроме того, состояние сеанса является относительно статичным и управление им легко передавать. Необходимы механизмы для управления состоянием сеанса и его обновлением, когда оно изменяется и во время передачи обслуживания IAP, где ведущее устройство сеанса перемещается.

Оптимизация передачи управления состоянием сеанса для передачи обслуживания L3 является полезным признаком для каждой системы независимо от архитектуры сети, так как это упрощает сетевые интерфейсы и должно также улучшить прозрачность передачи обслуживания.

Отдельной, но связанной проблемой является управление AT при передаче обслуживания L3. В настоящее время в системах, подобных DO и 802.20, AT известно о передаче обслуживания L3, так как он выделяет и разделяет локальные стеки, но он не управляет временем передачи обслуживания L3. Это называют сетевым управлением мобильностью. Вопрос заключается в том, делать ли AT контроллером передачи обслуживания, то есть использовать управление мобильностью на базе AT.

Для поддержки отказоустойчивости и балансировки нагрузки сеть должна или быть в состоянии осуществлять передачу обслуживания, или иметь механизм сигнализации в AT для осуществления передачи обслуживания. Соответственно, если используется управление мобильностью на базе AT, то сети все еще требуется механизм указания, когда это должно произойти.

Управление мобильностью на базе AT имеет несколько очевидных преимуществ, например обеспечение единого механизма для интер- и интра-технологии, или глобальной и локальной мобильности. Это также дополнительно упрощает сетевые интерфейсы за счет того, что не требуется, чтобы сетевые элементы устанавливали, когда осуществлять передачу обслуживания.

Основной причиной почему системы, подобные DO и 802.20, используют сетевую мобильность, является то, что мобильность на базе AT не оптимизирована для достаточно быстрой работы, чтобы поддерживать передачу речи. Второй причиной является туннелирование служебных сигналов, вносимых замыканием тунн