Механизмы уменьшения коллизий для сетей беспроводной связи

Механизмы уменьшения коллизий для сетей беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 61/540681, поданной 29 сентября 2011 года и озаглавленной "COLLISION REDUCTION MECHANISMS FOR WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", которая в явной форме включена в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящая заявка главным образом относится к беспроводной связи и более конкретно к системам, способам и устройствам для уменьшения коллизий в беспроводных сетях 802.11 с большим количеством станций.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Во многих телекоммуникационных системах сети связи используются для обмена сообщениями среди нескольких взаимодействующих пространственно разделенных устройств. Сети могут быть классифицированы согласно географической области и могли бы быть, например, городскими, локальными или персональными. Такие сети были бы обозначены соответственно как глобальная сеть (WAN), городская сеть (MAN), локальная сеть (LAN) или персональная сеть (PAN). Сети также различаются согласно методу коммутации/маршрутизации, используемому для взаимного соединения различных сетевых узлов и устройств (например, коммутация каналов против коммутации пакетов), типу физических сред, используемых для передачи (например, проводная против беспроводной), и набору используемых протоколов связи (например, стек протоколов Интернета, SONET (синхронные оптические сети), Ethernet и т. д.).

[0004] Беспроводные сети часто предпочтительны, когда элементы сети являются мобильными устройствами и таким образом имеют необходимость возможности динамического соединения, или если архитектура сети образована в специальной для данного случая топологии, а не стационарной. Беспроводные сети используют нематериальные физические среды в режиме свободного распространения с использованием электромагнитных волн в радио, микроволновом, инфракрасном, оптическом и т. д. частотных диапазонах. Беспроводные сети преимущественно способствуют мобильности пользователя и быстрому развертыванию в полевых условиях по сравнению со стационарными проводными сетями.

[0005] Устройства в беспроводной сети могут передавать/принимать информацию друг между другом. Информация может содержать пакеты, которые в некоторых аспектах могут быть названы блоками данных. Пакеты могут включать в себя дополнительную служебную информацию (например, информацию заголовка, свойства пакета и т. д.), которая помогает в маршрутизации пакета по сети, идентифицируя данные в пакете, обрабатывая пакет и т. д., так же как и данные, например пользовательские данные, мультимедийный контент и т. д., как имеющие возможность переноситься в полезных данных пакета.

[0006] Устройства, участвующие с беспроводной сети множественного доступа с контролем несущей (CSMA), должны конкурировать друг с другом за использование среды (например, радиочастотной несущей) для передачи данных, таких как пакеты. Тогда как существуют способы для обеспечения многочисленным устройствам возможности осуществления доступа к совместно используемой среде без потери данных, устройства, которые опрашивают среду и определяют, что среда недоступна (испытывает конфликт), используют энергетические и системные ресурсы, не обеспечивая продуктивную связь.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Каждое из систем, способов и устройств по данному изобретению, имеет несколько аспектов, ни один из которых не отвечает единолично за его желательные атрибуты. Без ограничения объема этого раскрытия, которое выражено пунктами формулы изобретения, которые следуют ниже, сейчас будут кратко описаны некоторые признаки. После учета этого рассмотрения и в частности после прочтения раздела, озаглавленного "Подробное описание", специалист поймет, как признаки этого раскрытия предоставляют преимущества, которые включают в себя уменьшение неудавшихся попыток по получению канала.

[0008] В конкретном варианте осуществления устройство включает в себя передатчик, выполненный с возможностью осуществления связи беспроводным образом с одной или более станциями, которые разделены на одну или более групп. Устройство также включает в себя процессор, выполненный с возможностью генерирования сообщения, которое идентифицирует один или более периодов времени, во время которых каждой станции первой группы из одной или более групп разрешается конкурировать за канал связи, или она ограничивается в конкуренции за канал связи, и подачи команды передатчику на передачу первого сообщения.

[0009] В другом конкретном варианте осуществления способ включает в себя этап, на котором осуществляют связь беспроводным образом с одной или более станциями, которые разделены на одну или более групп. Способ также включает в себя этап, на котором генерируют сообщение, которое идентифицирует один или более периодов времени, во время которых каждой станции первой группы из одной или более групп разрешается конкурировать за канал связи, или она ограничивается в конкуренции за канал связи. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором передают сообщение.

[0010] В другом конкретном варианте осуществления устройство включает в себя передатчик, выполненный с возможностью конкуренции за канал связи. Устройство также включает в себя приемник, выполненный с возможностью приема сообщения, которое идентифицирует один или более периодов времени, во время которых каждой станции из первой группы станций разрешается конкурировать за канал связи, или она ограничивается в конкуренции за канал связи. Устройство дополнительно включает в себя процессор, выполненный с возможностью определения, разрешено ли передатчику конкурировать за канал связи, или он ограничен в конкуренции за канал связи во время одного или более периодов времени, на основе того, является ли устройство членом первой группы.

[0011] В другом конкретном варианте осуществления способ включает в себя этап, на котором принимают сообщение, которое идентифицирует один или более периодов времени, во время которых каждой станции из первой группы станций разрешается конкурировать за канал связи, или она ограничивается в конкуренции за канал связи. Способ также включает в себя этап, на котором определяют, разрешено ли конкретной станции конкурировать за канал связи, или она ограничена в конкуренции за канал связи во время одного или более периодов времени, на основе того, является ли конкретная станция членом первой группы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Фиг. 1 иллюстрирует пример системы беспроводной связи, в которой могут быть использованы аспекты настоящего раскрытия.

[0013] Фиг. 2 иллюстрирует различные компоненты, в том числе приемник, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве, которое может быть использовано внутри системы беспроводной связи по фиг. 1.

[0014] Фиг. 3 иллюстрирует аспект процесса, посредством которого беспроводной узел пытается осуществить передачу в стандартной CSMA-сети с предотвращением коллизий.

[0015] Фиг. 4 иллюстрирует примерный интервал маяка с периодами времени.

[0016] Фиг. 5 иллюстрирует пример сети устройств беспроводной связи.

[0017] Фиг. 6 иллюстрирует пример участка интервала маяка.

[0018] Фиг. 7 иллюстрирует аспект способа передачи сообщения об ограничении.

[0019] Фиг. 8 является блок-схемой примерного беспроводного устройства.

[0020] Фиг. 9 иллюстрирует аспект способа приема сообщения об ограничении.

[0021] Фиг. 10 является блок-схемой примерного беспроводного устройства.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0022] Различные аспекты новых систем, устройств и способов описаны более полно в дальнейшем со ссылкой на прилагаемые чертежи. Сведения в этом раскрытии, однако, могут быть осуществлены во многих разных формах и не должны толковаться как ограниченные какой-либо конкретной структурой или функцией, представленной на протяжении этого раскрытия. Скорее, эти аспекты предоставлены так, чтобы это раскрытие было бы законченным и полным и полностью передавало объем данного раскрытия специалистам в данной области техники. На основе сведений в настоящем документе специалист в данной области техники должен понимать, что объем данного раскрытия предназначен для охвата любого аспекта новейших систем, устройств и способов, раскрытых в настоящем документе, будь то реализованных независимо от любого другого аспекта данного изобретения или вместе с ним. Например, может быть реализовано устройство или может быть применен на практике способ с использованием любого числа аспектов, изложенных в настоящем документе. В дополнение объем данного изобретения предназначен предусматривать такое устройство или способ, который применяется на практике с использованием другой структуры, функциональности или структуры и функциональности в дополнение к различным аспектам данного изобретения, изложенным в настоящем документе, или вместо них. Следует понимать, что любой аспект, раскрытый в настоящем документе, может быть осуществлен одним или более элементами по формуле изобретения.

[0023] Хотя конкретные аспекты описаны в настоящем документе, многие вариации и перестановки этих аспектов попадают в рамки объема данного раскрытия. Хотя упоминается некоторая польза и преимущества предпочтительных аспектов, объем данного раскрытия не предназначен для ограничения конкретной пользой, использованиями или целями. Скорее, аспекты данного раскрытия предназначены для широкого применения к разным беспроводным технологиям, конфигурациям систем, сетям и протоколам передачи, некоторые из которых проиллюстрированы в качестве примера на фигурах и следующем ниже описании предпочтительных аспектов. Подробное описание и чертежи являются лишь иллюстративными для данного раскрытия, а не ограничивающими, причем объем данного раскрытия задан прилагающимися пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.

[0024] Популярные технологии беспроводных сетей могут включать в себя различные типы беспроводных локальных сетей (WLAN). WLAN может быть использована для взаимного соединения вместе ближайших устройств, используя широко используемые сетевые протоколы. Различные аспекты, описанные в настоящем документе, могут применяться к любому стандарту связи, такому как Wi-Fi, или более конкретно - любому члену семейства IEEE 802.11 беспроводных протоколов. Например, различные аспекты, описанные в настоящем документе, могут быть использованы как часть протокола IEEE 802.11ah, который использует диапазоны до 1 ГГц.

[0025] В некоторых аспектах беспроводные сигналы в диапазоне до гигагерца могут быть переданы согласно протоколу 802.11ah с использованием мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM), связи со спектром, расширенным методом прямой последовательности (DSSS), комбинации OFDM- и DSSS-связи, или других схем. Реализации протокола 802.11ah могут быть использованы для датчиков, измерения и интеллектуальных сетей. Преимущественно аспекты определенных устройств, реализующих протокол 802.11ah, могут потреблять меньше энергии, чем устройства, реализующие другие беспроводные протоколы, и/или могут быть использованы для передачи беспроводных сигналов на относительно большие расстояния, например, около километра или больше.

[0026] В некоторых реализациях WLAN включает в себя различные устройства, которые являются компонентами, которые осуществляют доступ к беспроводной сети. Например, может быть два типа устройств: точки доступа ("AP") и клиенты (также называемые станциями или "STA"). В основном AP обслуживает хаб или базовую станцию для WLAN, и STA обслуживает пользователя WLAN. Например, STA может быть переносным компьютером, персональным цифровым помощником (PDA), мобильным телефоном и т. д. В примере STA присоединяется к AP посредством беспроводной линии, соответствующей Wi-Fi (например, протокола IEEE 802.11, такого как 802.11ah, который находится в разработке), для получения общей возможности присоединения к Интернету или другим глобальным сетям. В некоторых реализациях STA может также быть использована в качестве AP.

[0027] Точка доступа может также содержать, быть реализованной в качестве или известной как NodeB, контроллер радиосети ("RNC"), eNodeB, контроллер базовой станции ("BSC"), базовая приемопередающая станция ("BTS"), базовая станция ("BS"), приемопередающая функция ("TF"), радиомаршрутизатор, радиоприемопередатчик или некоторая другая терминология.

[0028] Станция "STA" может также содержать, быть реализованной в качестве или известной как терминал доступа ("AT"), абонентская станция, абонентский блок, мобильная станция, удаленная станция, удаленный терминал, пользовательский терминал, пользовательский агент, пользовательское устройство, пользовательское оборудование или некоторая другая терминология. В некоторых реализациях терминал доступа может содержать сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон, работающий по протоколу инициализации сеанса ("SIP"), станция беспроводной местной линии ("WLL"), персональный цифровой помощник ("PDA"), карманное устройство, имеющее способность беспроводного соединения, или некоторое другое подходящее устройство обработки, присоединенное к беспроводному модему. Соответственно один или более аспектов, преподаваемых в настоящем документе, могут быть включены в телефон (например, сотовый телефон или интеллектуальный телефон), компьютер (например, переносной компьютер), портативное устройство связи, наушники, портативное вычислительное устройство (например, персональный помощник обработки данных), развлекательное устройство (например, музыкальное или видеоустройство или спутниковое радио), игровое устройство или система, устройство глобальной системы определения местоположения или любое другое подходящее устройство, которое выполнено с возможностью осуществления связи посредством беспроводной среды.

[0029] AP и станции могут быть названы в общем как передающий или принимающий узлы в сети беспроводной связи.

[0030] Как описано выше, определенные устройства, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы в стандарте 802.11ah, например. Такие устройства, используемые либо как STA, либо AP или другое устройство, могут быть использованы для интеллектуального измерения или в интеллектуальных сетях. Такие устройства могут предоставлять применения датчиков или быть использованы в домашней автоматизации. Данные устройства могут быть использованы взамен или в дополнение в контексте здравоохранения, например, для персонального здравоохранения. Они могут также быть использованы для контроля, для обеспечения возможности соединения с Интернетом (например, для использования с публичными точками доступа) на увеличенных расстояниях или для реализации связи машина-машина.

[0031] Беспроводные узлы, такие как станции и AP, могут взаимодействовать в сети типа "множественный доступ с контролем несущей (CSMA)", такой как сеть, которая соответствует стандарту 802.11ah. CSMA является вероятным протоколом управления доступом к среде (MAC). "Контроль несущей" описывает тот факт, что узел, пытающийся передавать по среде, может использовать обратную связь от своего приемника для обнаружения несущей волны до попытки отправить свою собственную передачу. "Множественный доступ" описывает тот факт, что многочисленные узлы могут отправлять и принимать по совместно используемой среде. Соответственно в сети типа CSMA передающий узел опрашивает среду, и, если среда занята (т. е. другой узел передает по среде), передающий узел отсрочит свою передачу на более позднее время. Однако если среда опознана как свободная, то передающий узел может передать свои данные по среде.

[0032] Оценка состояния канала (CCA) используется для определения состояния среды до того, как узел попытается передать по ней. Процедура CCA исполняется, пока приемник узла включен, и узел в текущий момент не передает блок данных, такой как пакет. Узел может опознать, является ли среда свободной, например, посредством обнаружения начала пакета посредством обнаружения PHY-преамбулы пакета. Это способ может обнаруживать относительно более слабые сигналы. Соответственно при этом способе есть низкий порог обнаружения. Альтернативный способ - обнаруживать некоторую энергию по радио, который может быть назван как обнаружение энергии (ED). Этот способ относительно более сложный, чем обнаружение начала пакета, и может детектировать только относительно более сильные сигналы. В этой связи при этом способе есть более высокий порог обнаружения. В общем, обнаружение другой передачи по среде является функцией принимаемой мощности передачи, где принимаемая мощность является передаваемой мощностью минус потери в тракте передачи.

[0033] Тогда как CSMA, в частности, эффективен для сред, которые не используются интенсивно, ухудшение производительности может произойти там, где среда переполняется большим количеством устройств, пытающихся осуществлять доступ одновременно. Когда многочисленные передающие узлы пытаются использовать среду в одно и то же время, могут произойти коллизии между одновременными передачами, и передаваемые данные могут быть потеряны или повреждены. Благодаря беспроводной передаче данных в общем невозможно прослушивать среду во время передачи по ней, обнаружение коллизий невозможно. К тому же передачи одного узла в общем принимаются только другими узлами с использованием среды, которые находятся в пределах передающего узла. Это известно, как проблема скрытого узла, в силу чего, например, первый узел, желающий передавать на принимающий узел и в его пределах, не находится в пределах второго узла, который в текущий момент передает на принимающий узел, и вследствие этого первый узел не может знать, что второй узел передает на принимающий узел и таким образом занимает среду. В такой ситуации первый узел может опознать, что среда свободна, и начать передавать, что может затем вызвать коллизию и потерю данных на принимающем узле. Соответственно схемы предотвращения коллизий используются для улучшения производительности CSMA посредством попытки разделить доступ к среде до некоторой степени равным образом среди всех передающих узлов внутри области коллизий. Причем предотвращение коллизий отличается от обнаружения коллизий из-за природы среды, в этом случае радиочастотного спектра.

[0034] В сети CSMA, использующей предотвращение коллизий (CA), узел, желающий передавать, сначала опрашивает среду, и, если среда занята, то он делает отсрочку (т. е. не передает) на некоторый период времени. За периодом отсрочки следует случайный период задержки, т. е. дополнительный период времени, в котором узел, желающий передавать, не будет пытаться осуществлять доступ к среде. Период задержки используется для решения конкуренции между разными узлами, пытающимися осуществить доступ к среде в одно и то же время. Период задержки может также быть назван как окно конкуренции. Задержка требует, чтобы каждый узел, пытающийся осуществить доступ к среде, выбрал случайное число в некотором диапазоне и ожидал выбранное число временных слотов, прежде чем попытаться осуществить доступ к среде, и проверял, осуществил ли ранее доступ к среде другой узел. Временной слот задан таким образом, что узел всегда будет способен определять, осуществил ли доступ к среде другой узел в начале предыдущего слота. В частности, стандарт 802.11 использует экспоненциальный алгоритм задержки, в котором каждый раз, когда узел выбирает слот и сталкивается с другим узлом, он будет экспоненциально увеличивать максимальное число из диапазона. С другой стороны, если узел, желающий передавать, опознает среду как свободную в течение точно определенного времени (называемого распределенным межкадровым промежутком (DIFS) в стандарте 802.11), то узлу обеспечивается возможность передачи по среде. После передачи принимающий узел выполнит циклический контроль избыточности (CRC) принятых данных и отправит подтверждение обратно передающему узлу. Прием подтверждения передающим узлом будет указывать передающему узлу, что коллизия не произошла. Аналогично отсутствие приема подтверждения на передающем узле будет указывать, что коллизия произошла, и передающий узел должен повторно отправить данные.

[0035] Фиг. 1 иллюстрирует пример системы 100 беспроводной связи, в которой могут быть использованы аспекты настоящего раскрытия. Система 100 беспроводной связи может работать в соответствии с беспроводным стандартом, например, стандартом 802.11ah. Система 100 беспроводной связи может включать в себя AP 104, которая осуществляет связь с STA 106.

[0036] В системе 100 беспроводной связи может быть использовано многообразие процессов и способов для передач между AP 104 и STA 106. Например, сигналы могут быть отправлены и приняты между AP 104 и STA 106 в соответствии с методами OFDM/OFDMA. Если это действительно так, система 100 беспроводной связи может быть названа OFDM/OFDMA-системой. В качестве альтернативы сигналы могут быть отправлены и приняты между AP 104 и STA 106 в соответствии с методами CDMA. Если это действительно так, система 100 беспроводной связи может быть названа CDMA-системой.

[0037] Линия связи, которая способствует передаче от AP 104 к одной или более STA 106, может быть названа нисходящей линией 108 связи (DL), и линия связи, которая способствует передаче от одной или более STA 106 к AP 104, может быть названа восходящей линией 110 связи (UL). В качестве альтернативы нисходящая линия 108 связи может быть названа прямой линией связи или прямым каналом, и восходящая линия 110 связи может быть названа обратной линией связи или обратным каналом.

[0038] AP 104 может действовать как базовая станция и предоставлять покрытие беспроводной связью в основной зоне 102 обслуживания (BSA). AP 104 вместе с STA 106, ассоциированными с AP 104, и которые используют AP 104 для связи, могут быть названы базовым набором служб (BSS). Следует отметить, что система 100 беспроводной связи может не иметь центральной AP 104, а скорее может функционировать как одноранговая или специализированная сеть между STA 106. Соответственно функции AP 104, описанные в настоящем документе, могут в качестве альтернативы выполняться одной или более STA 106.

[0039] Фиг. 2 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве 202, которое может быть использовано внутри системы 100 беспроводной связи. Беспроводное устройство 202 является примером устройства, которое может быть выполнено с возможностью реализации различных способов, описанных в настоящем документе. Например, беспроводное устройство 202 может содержать AP 104 или одну из STA 106.

[0040] Беспроводное устройство 202 может включать в себя процессор 204, который управляет работой беспроводного устройства 202. Процессор 204 может также быть назван как центральный процессор (CPU). Память 206, которая может включать в себя как постоянную память (ROM), так и оперативную память (RAM), предоставляет инструкции и данные процессору 204. Часть памяти 206 может также включать в себя энергонезависимую оперативную память (NVRAM). Процессор 204 обычно выполняет логические и арифметические операции на основе программных инструкций, хранящихся внутри памяти 206. Инструкции в памяти 206 могут быть исполняемыми для реализации способов, описанных в настоящем документе.

[0041] Процессор 204 может содержать или быть компонентом системы обработки, реализованной с помощью одного или более процессоров. Один или более процессоров могут быть реализованы с помощью любой комбинации микропроцессоров общего назначения, микроконтроллеров, процессоров цифровой обработки сигналов (DSP), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA), программируемых логических устройств (PLD), контроллеров, конечных автоматов, вентильных логических элементов, дискретных аппаратных элементов, выделенных аппаратных конечных автоматов или любых других подходящих объектов, которые могут выполнять вычисления или другие манипуляции с информацией.

[0042] Система обработки может также включать в себя машиночитаемые носители для хранения программного обеспечения. Программное обеспечение должно толковаться в широком смысле, чтобы означать любой тип инструкций, будь то называемые программным обеспечением, программно-аппаратным средством, промежуточным программным обеспечением, микрокодом, языком описания аппаратного обеспечения или иначе. Инструкции могут включать в себя код (например, в формате исходного кода, формате двоичного кода, формате исполнительного кода или любом другом подходящем формате кода). Инструкции, при исполнении одним или более процессорами, побуждают систему обработки выполнять различные функции, описанные в настоящем документе.

[0043] Беспроводное устройство 202 может также включать в себя корпус 208, который может включать в себя передатчик 210 и приемник 212 для обеспечения возможности передачи и приема данных между беспроводным устройством 202 и удаленным размещением. Передатчик 210 и приемник 212 могут быть объединены в приемопередатчик 214. Антенна 216 может быть прикреплена к корпусу 208 и электрически связана с приемопередатчиком 214. Беспроводное устройство 202 может также включать в себя (не показано) многочисленные передатчики, многочисленные приемники, многочисленные приемопередатчики и/или многочисленные антенны.

[0044] Беспроводное устройство 202 может также включать в себя детектор 218 сигналов, который может быть использован с целью обнаружения и количественного определения уровня сигналов, принятых приемопередатчиком 214. Детектор сигналов 218 может обнаруживать такие сигналы как общую энергию, энергию на поднесущую на символ, спектральную плотность мощности и другие сигналы. Беспроводное устройство 202 может также включать в себя процессор 220 цифровой обработки сигналов (DSP) для использования в обработке сигналов. DSP 220 может быть выполнен с возможностью генерирования блока данных для передачи. В некоторых аспектах блок данных может содержать блок данных физического уровня (PPDU). В некоторых аспектах PPDU называется пакетом.

[0045] Беспроводное устройство 202 может дополнительно включать в себя пользовательский интерфейс 222 в некоторых аспектах. Пользовательский интерфейс 222 может включать в себя клавиатуру, микрофон, громкоговоритель и/или дисплей. Пользовательский интерфейс 222 может включать в себя любой элемент или компонент, который передает информацию пользователю беспроводного устройства 202 и/или принимает ввод от пользователя.

[0046] Различные компоненты беспроводного устройства 202 могут быть связаны вместе посредством системы 226 шин. Система 226 шин может включать в себя шину данных, например, так же как и шину питания, шину сигнала управления и шину сигнала статуса в дополнение к шине данных. Специалисты в данной области техники должны понимать, что компоненты беспроводного устройства 202 могут быть связаны вместе или принимать или предоставлять входные сигналы друг другу с использованием некоторых других механизмов.

[0047] Хотя некоторое число отдельных компонентов проиллюстрировано на фиг. 2, специалисты в данной области техники поймут, что один или более компонентов могут быть объединены или повсеместно реализованы. Например, процессор 204 может быть использован для реализации не только функциональности, описанной выше, относительно процессора 204, но также для реализации функциональности, описанной выше, относительно детектора 218 сигналов и/или DSP 220. К тому же каждый из компонентов, проиллюстрированных на фиг. 2, может быть реализован с использованием множества отдельных элементов.

[0048] Как описано выше, беспроводное устройство 202 может содержать AP 104 или STA 106 и может быть использовано для передачи и/или приема связи.

[0049] Фиг. 3 иллюстрирует аспект процесса 500, в результате которого беспроводной узел пытается осуществить передачу в стандартной CSMA-сети с предотвращением коллизий. Процесс 500 начинается на этапе 501 и переходит к этапу 503, где беспроводной узел подготавливает кадр данных для передачи по среде. На этапе 505 беспроводной узел выполняет алгоритм CCA для обнаружения, является ли среда доступной для передачи. Как описано ранее, алгоритм CCA может быть основан, например, на обнаружении начала пакета посредством обнаружения PHY-преамбулы пакета или посредством обнаружения некоторой энергии по радио.

[0050] Если сеть использует контроль виртуальной несущей, то беспроводной узел передает RTS-кадр принимающему узлу на этапе 509. Если на этапе 511 беспроводной узел принимает CTS-кадр от принимающего узла, то процесс 500 переходит к этапу 513, где беспроводной узел передает кадр данных с использованием среды. Однако если на этапе 511 беспроводной узел не принимает CTS-кадр, он переходит к этапу 507, где он ожидает в течение случайного периода задержки, прежде чем снова опросить среду на этапе 505.

[0051] Если сеть не использует контроль виртуальной несущей, то на этапе 505, если после выполнения алгоритма CCA среда недоступна, то процесс 500 переходит к этапу 507, где он ожидает в течение случайного периода задержки, прежде чем снова опросить среду на этапе 505. С другой стороны, если на этапе 505 среда опознается как доступная (например, среда находится в течение DIFS-периода), то процесс 500 переходит к этапу 513, где беспроводной узел передает кадр данных с использованием среды.

[0052] После передачи кадра данных на этапе 513 в сетях, использующих опрос виртуальной несущей или не использующих опрос виртуальной несущей, процесс 500 переходит к этапу 515, где беспроводной узел ожидает подтверждения от принимающего узла, что кадр данных был принят. Если на этапе 515 беспроводной узел не принимает подтверждение, то процесс 500 переходит обратно к этапу 505, и беспроводной узел снова пытается передать кадр данных. Однако если на этапе беспроводным узлом принято подтверждение, то процесс 500 переходит к этапу 517 и оканчивается.

[0053] Причем этапы 505 и 507 и опциональные 509 и 511 реализуют аспект управления коллизиями проиллюстрированного процесса 500. Если на этапе 505 после выполнения алгоритма CCA среда недоступна, то процесс 500 переходит к этапу 507, где он ожидает в течение случайного периода задержки, прежде чем снова опросить среду на этапе 505. Аналогично, если на этапе 511 беспроводной узел не принимает CTS-кадр, он переходит к этапу 507, где он ожидает в течение случайного периода задержки, прежде чем снова опросить среду на этапе 505. Так как устройства, которые опрашивают среду и определяют, что среда не доступна, используют энергетические и системные ресурсы, не обеспечивая продуктивную связь, предотвращение таких коллизий является полезным.

[0054] Как отмечено выше, коллизии происходят, когда многочисленные устройства конкурируют за среду в одно и то же время. По мере роста числа устройств, конкурирующих за среду, число неудачных попыток заполучить среду также растет. Аналогично меньшее число конкурирующих устройств приводит к меньшим коллизиям. Может быть использована схема распределения времени для уменьшения числа устройств, конкурирующих за среду в заданный момент времени, и она приводит к меньшим коллизиям. Станции, потенциально конкурирующие за среду, сгруппированы, и группам могут быть выделены временные слоты. Соответственно каждая группа имеет период времени, во время которого станциям группы разрешено конкурировать за среду, и во время каждого периода времени, только части станций разрешено конкурировать за среду. В результате, станции конкурируют за среду с меньшей вероятностью коллизии.

[0055] Фиг. 4 иллюстрирует интервал 40 маяка (например, одиночный период маяка) с периодами 44 времени. Тогда как фигуры и описания рассматривают периоды времени как являющиеся участками интервалов маяков, в некоторых реализациях периоды времени не зависят от интервалов маяков. В качестве примера, периоды времени могут быть указаны запускающими кадрами, которые подталкивают к конкуренции за восходящую линию связи конкретной группой станций. Как показано на фиг. 4, интервал 40 маяка начинается с маяка 45. Следующими за маяком 45 являются периоды 41, 42 и 43 времени. В некоторых реализациях периоды 41, 42 и 43 времени могут иметь по существу идентичные продолжительности. В качестве альтернативы периоды 41, 42 и 43 времени могут иметь продолжительности, которые не идентичны.

[0056] Фиг. 5 иллюстрирует сеть 50 устройств беспроводной связи. Устройства беспроводной связи включают в себя AP 56, которая может быть аналогичной AP 104, и множество STA 55, которые могут быть аналогичными STA 106a, 106b, 106c и 106d. Каждая STA 55 является членом одной или более групп из одной или более STA 55. Каждая из STA 51 является членом группы 1, каждая STA 52 является членом группы 2, каждая STA 53 является членом группы 3 и каждая STA 54 является членом группы 4.

[0057] В некоторых реализациях одна или более STA 55 являются членами множества групп. В некоторых аспектах STA 55 могут быть назначены одной или более группам во время инициализации каждой STA 55 (например, во время производства STA 55, во время первого запуска STA 55, когда STA 55 присоединяется к новой беспроводной сети, такой как система 50 беспроводной связи, посредством ответов ассоциации/повторной ассоциации и т. д.). Назначения групп для STA 55 могут быть назначены/обновлены посредством периодических кадров-маяков или кадров управления. В некоторых аспектах группы могут быть назначены или дополнительно пересмотрены, как, например, посредством связи с другими устройствами в системе 50 беспроводной связи, такими как AP 56. В некоторых аспектах AP 56 может определять или назначать группы для STA 55 и передавать сообщения, указывающие назначения групп для STA 55. Группы могут быть разъединенными или перекрывающимися, означая, что в определенных аспектах множество групп могут включать в себя одни и те же STA 55, и в определенных аспектах одна группа может включать в себя STA 55, которую не включает в себя другая группа. К тому же группы могут быть одного или разного размера, означая, что они содержат одинаковое или разное число STA 55. К тому же некоторые группы могут включать в себя непрерывный интервал STA 55, такой как последовательные ряды STA 55, согласно идентификационному номеру, такому как идентификатор ассоциации (AID). Некоторые группы могут включать в себя STA 55, которые не образуют непрерывный интервал. В одном аспекте группа может включать в себя весь набор STA 55. Такая группа может называться широковещательной группой. Каждой STA 55 может быть назначена или дана информация для идентификации групп, членом которых является STA 55 (например, на основе соответствующего идентификационного номера каждой STA 55).

[0058] В некоторых реализациях группы задаются на основе общих характеристик членов групп. Например, группы могут быть заданы на основе одного или более из общего или аналогичного класса трафика, общего или аналогичного объема трафика, общего или аналогичного географического размещения, общего или аналогичного AID и общих или аналогичных аппаратных способностей STA. Аппаратные способности могут включать в себя максимальную мощность передачи, источник электропитания (батарея, электрическая сеть) или поддержку способностей передачи и приема данных (например, конкретные скорости передачи данных, методы модуляции и кодирования, число пространственных потоков). Географическое размещение может включать в себя относительное размещение относительно других STA в сети, или скрыты ли друг от друга STA или нет.

[0059] В некоторых реализациях назначения групп могут быть основаны на конкретном классе трафика. Конкретный класс трафика может включать в себя один или более конкретных типов трафика. Тип трафика может включать в себя голосовой трафик, видеотрафик, трафик с наибольшим благоприятствованием, фоновый трафик, трафик экстренной связи или их комбинацию. Каждая STA 55 в заданной группе может осуществлять доступ к среде (например, каналу связи) в заданном интервале времени, чтобы отправить один или более типов трафика в конкретном классе, когда группа основана на конкретном классе трафика, но ей может быть не обеспечена возможность отправки трафика других типов, которые принадлежат другому классу (но не принадлежат к конкретному классу).

[0060] В некоторых реализациях назначения групп могут быть основаны на параметрах конкуренции, возможность использования которых обеспечена STA для отправки трафика (т. е. STA 55 в заданной группе может быть обеспечена возможность осуществления доступа к среде с помощью заданного набора параметров конкуренции в заданном интервале времени для отправки трафика одного или более