Устройство и способ доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра

Устройство и способ доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к передаче пакета и, более конкретно, к способу доставки дополнительной информации с использованием ограничителя начала кадра (SFD) системы связи, которая передает пакетные данные с использованием беспроводной связи.

Уровень техники

Как правило, система беспроводной связи на основе пакетной передачи включает в себя блок передачи и блок приема, причем блок передачи и блок приема передают и принимают данные между собой с использованием пакета. Блок передачи передает сигнал синхронизации так, чтобы начало кадра могло быть распознано. Последовательность, согласованная передающей стороной и приемной стороной, используется для передачи сигнала синхронизации. Последовательность преамбулы и ограничитель начала кадра (SFD) используются в качестве сигнала синхронизации, как описано выше. Когда данные переданы и затем приняты с использованием сигнала синхронизации, после того как побитовая синхронизация получена с использованием последовательности преамбулы и момент времени начала кадра детектирован с использованием SFD, начинается демодуляция данных.

Фиг.1 изображает вид, иллюстрирующий структуру существующего пакета передачи данных. На Фиг.1 пакет передачи данных включает в себя преамбулу, SFD, заголовок, пользовательские данные и последовательность контроля кадров (FCS).

Ссылаясь на фиг.1, после того как момент времени начала кадра обнаружен с использованием преамбулы и SFD, пользовательские данные демодулируются со ссылкой на параметр демодуляции заголовка. Параметры, передаваемые через заголовок, включают в себя множество частей информации для поиска эффективного использования ресурсов передачи, таких как информация для поддержания передачи больших объемов данных в случае условий хорошего канала, информация для минимизации объема передачи данных и обеспечения усиления приема в условиях плохого канала и т.д.

Однако в условиях беспроводной связи, где существуют различные системы, включая систему связи 1:1, систему связи, поддерживающую самоорганизующуюся сеть, систему связи, поддерживающую 1 к множеству (1 к n) соединений и т.д., причем система связи должна поддерживать различные длины пакета и различные скорости передачи данных для того, чтобы иметь эффективное средство связи, и должна быть обеспечена успешная демодуляция заголовка в целях обеспечения успешной передачи и приема пользовательских данных системы связи. В системе, поддерживающей различные скорости передачи данных, так как информация о скорости передачи предоставляется посредством заголовка, скорость передачи заголовка должна быть фиксированной и должна поддерживаться наибольшая производительность приема. Поэтому для успешной демодуляции заголовка скорость передачи должна быть зафиксирована на самой низкой скорости передачи, разрешенной соответствующей системой связи.

Естественно, что производительность приема должна быть сохранена при обеспечении скорости передачи заголовка на самой низкой скорости для доставки пакетной информации демодуляции в условиях плохого канала. Однако, когда данные должны быть переданы на высокой скорости в условиях хорошего канала, скорость передачи заголовка, зафиксированная на самой низкой скорости, которая соответствует издержкам, является пустой тратой ресурсов передачи. Например, когда скорость передачи системы связи поддерживает 62,5 кбит/с/125 кбит/с/500 кбит/с/1 Мбит/с, скорость передачи заголовка фиксируется на 62,5 кбит/с. В то же время, когда связь предполагается осуществлять на скорости 1 Мбит/с, вследствие фиксированной скорости передачи заголовка пропускная способность системы связи снижается. Поэтому в системе связи, поддерживающей различные скорости передачи данных, есть потребность в способе улучшения пропускной способности системы связи без возникновения издержек, даже когда длина пакета является короткой.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Поэтому настоящее изобретение было выполнено ввиду вышеупомянутых проблем и настоящее изобретение предоставляет устройство и способ, которые добавляют дополнительную информацию к ограничителю начала кадра (SFD) и улучшают пропускную способность самой системы связи без возникновения издержек, даже когда длина пакета является короткой в системе связи, поддерживающей различные скорости передачи данных для того, чтобы справляться с условиями канала беспроводной связи.

Техническое решение

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения здесь предоставляется устройство для доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, причем устройство включает в себя: блок передачи SFD для генерирования кода ограничителя начала кадра (SFD) и расположения сгенерированного кода SFD в положении, соответствующем конкретной дополнительной информации, и передачи пакета для уведомления о конкретной дополнительной информации; и блок приема SFD для приема пакета от блока передачи SFD, детектирования положения кода SFD, расположенного в принятом пакете, и детектирования дополнительной информации, соответствующей детектированному положению кода SFD.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, причем способ включает в себя этапы, на которых: генерируют код ограничителя начала кадра(SFD); генерируют ненужные данные для того, чтобы отличать положение кода SFD от другого положения кода SFD; управляют положением сгенерированного кода SFD для отображения дополнительной информации, предназначенной для передачи; и передают пакет, включающий в себя управляемый код SFD.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ приема пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, причем способ включает в себя этапы, на которых: детектируют поле преамбулы, соответствующее предыдущему полю ограничителя начала кадра (SFD) для распознавания момента времени приема поля SFD; детектируют положение кода SFD включенного в принятый пакет; идентифицируют дополнительную информацию, отображенную в детектированном положении кода SFD; и анализируют идентифицированную дополнительную информацию.

Полезные эффекты

Согласно настоящему изобретению при добавлении дополнительной информации к ограничителю начала кадра, информация принятого пакета идентифицируется даже без демодуляции заголовка принятого пакета таким образом, чтобы предварительно идентифицировать информацию о пакете для того, чтобы улучшить пропускную способность самой системы связи.

Краткое описание чертежей

Предшествующие и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 изображает вид, иллюстрирующий структуру существующего пакета передачи данных;

Фиг.2 изображает блок-схему, иллюстрирующую внутреннюю конфигурацию ограничителя начала кадра (SFD), в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

Фиг.3 изображает вид, иллюстрирующий структуру поля SFD, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

Фиг.4 изображает вид, иллюстрирующий конфигурацию таблицы отображения дополнительной информации SFD, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

Фиг.5 изображает диаграмму, иллюстрирующую пропускную способность системы связи, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов воплощения

В дальнейшем примерные варианты воплощения настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи. Следующее описание включает в себя конкретные детали, такие как элементы и т.д., и эти конкретные детали предусмотрены только для помощи в более глубоком понимании настоящего изобретения. Таким образом, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в конкретных деталях могут быть сделаны предопределенные изменения в форме и деталях без отступления от объема настоящего изобретения.

Настоящее изобретение предлагает способ идентификации информации принятого пакета без демодуляции заголовка принятого пакета таким образом, чтобы предварительно идентифицировать информацию пакета. С этой целью способ, в соответствии с настоящим изобретением, включает в себя процесс включения дополнительной информации в SFD и процесс идентификации SFD, включающего в себя дополнительную информацию, до демодуляции заголовка приемной стороной. В частности, ожидается, что способ идентификации информации принятого пакета без демодуляции заголовка, предложенный в настоящем изобретении, может в будущем упростить сложные аппаратные средства и улучшить пропускную способность всей системы связи.

Элементы SFD и их работа в пакете, где реализованы функции, описанные выше, будут описаны со ссылкой на Фиг.2. Фиг.2 изображает блок-схему, иллюстрирующую внутреннюю конфигурацию ограничителя начала кадра (SFD), согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Ссылаясь на Фиг.2, SFD в основном разделен на блок передачи SFD и блок приема SFD. Блок передачи включает в себя таблицу 201 отображения дополнительной информации, контроллер 203 добавления дополнительной информации, генератор 205 кода SFD и генератор 207 ненужной информации. Блок приема включает в себя детектор 211 преамбулы, фильтр 213 согласования кода SFD и детектор 215 SFD. Вначале, ниже будут описаны элементы в блоке передачи SFD.

Генератор 205 кода SFD генерирует код SFD. Поскольку в настоящем изобретении используется только один код SFD, генерирование кода SFD заканчивается за один раз. Кроме того, чтобы обеспечить отличия между приемами, согласно разнице во времени, код SFD генерируется таким образом, чтобы быть короче, чем длина всего поля SFD. Код SFD, сгенерированный как описано выше, имеет дополнительную информацию, которая отличается согласно положению сгенерированного кода SFD.

Генератор 207 ненужной информации генерирует данные ненужной информации. Данные ненужной информации не включают в себя конкретную информацию и используются для обеспечения отличия между положениями кодов SFD. Данные ненужной информации включаются в промежуток времени, отличный от промежутка времени от момента времени начала до момента времени окончания сгенерированного кода SFD. Дополнительная информация, которую имеет код SFD, отличается согласно положению, в котором включены эти данные ненужной информации.

Таблица 201 отображения дополнительной информации согласует дополнительную информацию с каждым типом. Таблица 201 отображения дополнительной информации предварительно определена в блоке передачи SFD и блоке приема SFD, и может быть скорректирована путем согласования между блоком передачи SFD и блоком приема SFD.

Контроллер 203 добавления дополнительной информации сначала считывает положение кода SFD и затем определяет, какая дополнительная информация должна быть добавлена к коду SFD. Например, когда положение кода SFD находится на передней стороне, дополнительная информация типа A может быть добавлена к коду SFD. В противоположность этому, когда положение кода SFD находится на задней стороне, дополнительная информация типа B может быть добавлена к коду SFD.

Код SFD, сгенерированный генератором 205 кода SFD, и данные ненужной информации, сгенерированные генератором 207 ненужной информации, передаются к мультиплексору 209 (MUX). Кроме того, контроллер 203 добавления дополнительной информации генерирует пакет, к которому добавлена конкретная дополнительная информация, с использованием кода SFD и ненужных данных и передает сгенерированный пакет в блок приема SFD.

Далее будут описаны элементы в блоке приема SFD.

Детектор 211 преамбулы детектирует поле преамбулы, соответствующее предыдущему полю для распознавания момента времени приема поля SFD. Детектор 211 преамбулы позволяет распознать начальный момент времени SFD.

Фильтр 213 согласования кода SFD детектирует значение корреляции принятого кода SFD с использованием кода SFD, принятого от блока передачи SFD. А именно, фильтр 213 согласования кода SFD выясняет, в каком положении расположен код SFD, принятый от блока передачи SFD, и вычисляет значение корреляции принятого кода SFD согласно этому соответствующему положению. Например, когда блок приема SFD принимает код SFD, управляемый в форме дополнительной информации типа A от блока передачи SFD, фильтр 213 согласования кода SFD может распознать, что блок передачи SFD передал дополнительную информацию типа A, соответствующую информации на начальный момент времени поля SFD и момент времени возникновения значения максимальной корреляции в промежутке времени поля SFD, с использованием той же самой таблицы отображения дополнительной информации, такой как у блока передачи SFD.

Детектор 215 SFD детектирует информацию о моменте времени начала поля SFD и моменте времени возникновения максимального значения в промежутке времени поля SFD. Детектирование информации, как описано выше, позволяет идентифицировать то, какой тип дополнительной информации блока передачи SFD был передан.

Фиг.3 изображает вид, иллюстрирующий структуру поля SFD, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Ссылаясь на Фиг.3, так как генерируется только один код SFD, длина кода SFD, включенного в поле SFD, не изменяется. Тип 1 представляет случай, когда код SFD расположен спереди поля SFD без пустого места в начале поля SFD. А именно, код SFD располагается от первого начального момента поля SFD до момента завершения кода SFD. Ненужные данные располагаются от момента завершения кода SFD до последнего момента поля SFD. Здесь момент времени завершения кода SFD определен как T1. T1 изображает значение времени для различения дополнительной информации типа 1 от информации другого типа в поле SFD.

Возможно получать различные значения времени T2 до TN для обеспечения различия между типами дополнительной информации в соответствии с моментом, когда код SFD расположен в поле SFD, по способу, описанному выше. Различные временные значения T1-TN для обеспечения различия между типами дополнительной информации зависят от момента завершения кода SFD. Как описано выше, различие делается между типами дополнительной информации согласно моменту, в котором расположен код SFD, с использованием одного идентификационного кода SFD. Поэтому, когда блок приема SFD впоследствии выполняет демодуляцию, демодуляция может быть выполнена только посредством создания единственного аппаратного средства для демодуляции кода.

Фиг.4 изображает вид, иллюстрирующий конфигурацию таблицы отображения дополнительной информации SFD, согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Как отмечено на Фиг.4, отображены различные части дополнительной информации согласно типу 1 - типу N соответственно. Таблица отображения дополнительной информации SFD, как показано на Фиг.4, может иметь содержание дополнительной информации, отличное от показанного на Фиг.4, может быть предварительно определенной и может быть совместно используемой как блоком передачи SFD, так и блоком приема SFD. Кроме того, таблица отображения дополнительной информации SFD может быть скорректирована путем согласования между блоком передачи SFD и блоком приема SFD.

Фиг.5 изображает график, иллюстрирующий пропускную способность системы связи, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Ссылаясь на Фиг.5, когда предполагается, что использование осуществляется для относительно короткого пакета, имеющего длину 2 мс, в случае установки существующей скорости передачи заголовка в 62,5 кбит/с, что является самой низкой скоростью, можно отметить, что соответствующая пропускная способность равна приблизительно 70%. Однако, когда дополнительная информация была добавлена к SFD, как в настоящем изобретении, вместо фиксирования скорости передачи заголовка на предопределенном значении можно отметить, что соответствующая пропускная способность была равна приблизительно 83% при скорости передачи заголовка 125 кбит/с и что соответствующая пропускная способность была равна приблизительно 94% при скорости передачи заголовка 2 Мбит/с. Здесь пропускная способность - это значение, полученное посредством деления длины пользовательских данных на всю длину пакета. Когда применяется техническая идея настоящего изобретения, можно отметить, что пропускная способность улучшается приблизительно на 24% по сравнению с существующей пропускной способностью.

Как описано выше, конфигурация и работа могут быть выполнены для устройства и способа доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Между тем, хотя изобретение было показано и описано со ссылкой на примерные варианты его воплощения, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть выполнены различные изменения в форме и деталях без отступления от сущности и объема изобретения. Поэтому сущность и объем настоящего изобретения не ограничиваются описанными вариантами воплощения, а определяются приложенной формулой изобретения и ее эквивалентами.

1. Устройство для доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, причем устройство содержит:блок передачи SFD для генерирования кода ограничителя начала кадра (SFD) и расположения сгенерированного кода SFD в положении, соответствующем конкретной дополнительной информации, и передачи пакета для уведомления о конкретной дополнительной информации; иблок приема SFD для приема пакета от блока передачи SFD, детектирования положения кода SFD, расположенного в принятом пакете, и детектирования дополнительной информации, соответствующей детектированному положению кода SFD.

2. Устройство по п.1, в котором блок передачи SFD содержит:генератор кода SFD для генерирования кода SFD;генератор ненужной информации для генерирования ненужных данных для того, чтобы отличать положение кода SFD от другого положения кода SFD;таблицу отображения дополнительной информации для сохранения различных частей дополнительной информации в зависимости от положения кода SFD; иконтроллер добавления дополнительной информации для отображения различных частей дополнительной информации согласно положению кода SFD.

3. Устройство по п.2, в котором таблица отображения дополнительной информации является предварительно определенной, совместно используется блоком передачи SFD и блоком приема SFD и является способной к изменению дополнительной информации при согласовании блока передачи SFD и блока приема SFD.

4. Устройство по п.1, в котором блок приема SFD содержит:детектор преамбулы для детектирования поля преамбулы, соответствующего предыдущему полю SFD для распознавания момента времени приема поля SFD;фильтр согласования кода SFD для идентификации положения кода SFD, принятого от блока передачи SFD и идентификации дополнительной информации, отображенной в положении кода SFD; идетектор SFD для детектирования первого начального момента поля SFD и момента завершения кода SFD и вычисления значения времени, соответствующего моменту завершения кода SFD с использованием первого начального момента поля SFD и момента завершения кода SFD.

5. Устройство по п.4, в котором фильтр согласования кода SFD идентифицирует отображенную дополнительную информацию по таблице отображения дополнительной информации.

6. Способ доставки пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, причем способ содержит этапы, на которых:генерируют код ограничителя начала кадра (SFD);генерируют ненужные данные для того, чтобы отличать положение кода SFD от другого положения кода SFD;управляют положением сгенерированного кода SFD для отображения дополнительной информации, предназначенной для передачи; ипередают пакет, включающий в себя управляемый код SFD.

7. Способ по п.6, в котором управление положением сгенерированного кода SFD содержит этап, на котором изменяют момент времени детектирования значения корреляции кода SFD посредством включения различным образом ненужных данных перед или после кода SFD для отображения дополнительной информации, желаемой пользователем.

8. Способ приема пакетной информации с использованием ограничителя начала кадра, причем способ содержит этапы, на которых:детектируют поле преамбулы, соответствующее предыдущему полю ограничителя начала кадра (SFD) для распознавания момента времени приема поля SFD;детектируют положение кода SFD, включенного в принятый пакет;идентифицируют дополнительную информацию, отображенную в детектированном положении кода SFD; ианализируют идентифицированную дополнительную информацию.

9. Способ по п.8, в котором идентификация дополнительной информации содержит этап, на котором идентифицируют дополнительную информацию, соответствующую информации по детектированному положению кода SFD по таблице отображения дополнительной информации, совместно используемой блоком передачи и блоком приема.