Способы и устройства для передачи политики подтверждения в коротком кадре

Способы и устройства для передачи политики подтверждения в коротком кадре

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления относятся к области беспроводной связи. Более конкретно, варианты осуществления относятся к области протоколов осуществления связи между беспроводными передатчиками и приемниками.

Уровень техники

Система беспроводной связи может использовать двунаправленную передачу управляющей информации, чтобы координировать действия между географически различными устройствами связи. Конструктивный компромисс для системы беспроводной связи заключается в сбалансированности объема управляющей информации и данных для заданной величины полосы частот системы. Увеличение количества управляющей информации, иногда называемой служебными сигналами, может сократить полосу частот системы, доступную для передачи данных. Определяют баланс между включением дополнительной управляющей информации в протоколы для систем и включением меньшего количества информации в протоколы для систем. Фактор в определении баланса основывается на использовании по назначению устройств, применяющих различные протоколы. В некоторых системах, например, некоторые из устройств могут использовать источник электроэнергии, высокие скорости передачи данных и другие благоприятные факторы внешней среды, которые могут сместить баланс в сторону увеличенных накладных расходов, чтобы достичь некоторых преимуществ от увеличенного количества служебных данных. Другие устройства могут использовать энергию батареи, иметь низкие скорости передачи данных и, возможно, подвергаться воздействию других факторов внешней среды, которые смещают баланс в сторону сокращения количества служебных данных для передачи данных. Тем не менее, сокращение количества служебной информации может вызвать проблемы в управлении двунаправленной передачей сигналов. При сокращении количества управляющей информации можно сократить или устранить такое управление, потенциально приводя к неудовлетворительной связи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вариант осуществления беспроводной сети, содержащей множество устройств связи, включая множество фиксированных или мобильных устройств связи;

на фиг. 1А показан вариант осуществления формата короткого кадра;

на фиг. 1В показан вариант осуществления управляющего поля короткого кадра;

на фиг. 2 показан вариант осуществления устройства, предназначенного для того, чтобы генерировать, передавать, принимать, декодировать и интерпретировать короткий кадр с полем политики подтверждения;

на фиг. 3А-В показаны варианты осуществления последовательности действий для выработки короткого кадра с полем политики подтверждения; и

на фиг. 4А-В показаны варианты осуществления последовательности действий для передачи, приема, декодирования и интерпретации связи с короткими кадрами с полями политики подтверждения, как показано на фиг. 1-2.

Подробное описание варианта осуществления

Ниже приведено подробное описание новых вариантов осуществления, показанных на сопровождающих чертежах. Тем не менее, не предполагается, что множество представленных подробностей ограничивают ожидаемые изменения описанных вариантов осуществления; наоборот, предполагается, что формула изобретения и подробное описание охватывают все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие под объем и сущность представленных идей в соответствии с тем, как они определены в формуле изобретения. Подробное описание, приведенное ниже, предназначено для того, чтобы сделать такие варианты осуществления доступными для понимания специалистами в данной области техники.

Упоминания выражений "один вариант осуществления", "вариант осуществления", "пример осуществления", "различные варианты осуществления" и т.д. означают, что описанные таким образом вариант(ы) осуществления могут включать в себя специфический признак, структуру или характеристику, но необязательно, чтобы каждый вариант осуществления включал в себя такой признак, структуру или характеристику. Кроме того, повторное использование фразы "в одном варианте осуществления" не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления, хотя может.

Если не указано обратное, то использование в этом документе порядковых числительных "первый", "второй", "третий" и т.д. для описания простого объекта означает только, что обращаются к различным экземплярам похожих объектов, и не предполагается, что применение таких терминов подразумевает, что такие объекты должны быть в заданной последовательности либо во времени, либо в пространстве, в иерархии или в каком-либо другом порядке.

Короткие кадры могут представлять собой кадры, в которых сокращают количество управляющей информации при осуществлении связи, чтобы сократить количество служебных сигналов, задействованных в осуществлении связи. Например, в стандарте института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.11ah определен формат короткого кадра управления доступом к сетевой среде (MAC), предназначенного для сокращения служебных данных в MAC заголовке путем удаления некоторых имеющихся полей МАС-заголовка. Несколько вариантов осуществления могут получить значительную выгоду от сокращения количества служебных данных в существующих MAC заголовках. Например, некоторые варианты осуществления реализуют канал с шириной полосы частот 1 мегагерц (МГц) для систем стандарта IEEE 802.11ah. Самая низкая скорость передачи данных в таких вариантах осуществления может составлять примерно 6,5 мегабит в секунду (Мб/с), разделенные на 20=365 килобит в секунду (Кб/с). Если применяют кодирование с двукратным повторением, то самая низкая скорость передачи данных падает до 162,5 Кб/с. В многих вариантах осуществления наименьшую физическую скорость используют для передачи радиомаяка и контрольного кадра. Хотя снижение скорости передачи данных может повысить дальность передачи, но для передачи пакета требуется намного больше времени. В соответствии с одним вариантом осуществления эффективность протокола можно увеличить путем сокращения MAC заголовков пакетов до коротких MAC заголовков, что может позволить небольшим работающим от батареи беспроводным устройствам (например, датчикам) использовать Wi-Fi для подключения, например, к сети Интернет, с очень низким потреблением энергии.

Системы стандарта IEEE 802.11 обычно используют формат кадра доступа к сетевой среде (MAC), чтобы передавать управляющую информацию. Тем не менее, MAC заголовок (не короткий) может внести значительное количество служебных данных, особенно для более короткой полезной нагрузки или элемента данных MAC протокола (MPDU). Например, система стандарта IEEE 802.11n может использовать MAC заголовок, содержащий 30-36 октетов без защиты. Это неэффективно для приложений, использующих короткие пакеты, например, для трафика для датчиков и автоматизации промышленных процессов.

В стандарте IEEE 802.11ah определен формат короткого кадра доступа к сетевой среде (MAC), предназначенного для сокращения служебных данных в MAC заголовке путем удаления некоторых имеющихся полей MAC заголовка. Формат короткого MAC кадра можно использовать для того, чтобы укоротить MAC заголовок, что, в свою очередь, продлевает время работы устройства от батарей и сокращает заполненность сетевой среды. Одно из полей, удаляемое из формата MAC заголовка, представляет собой поле политики подтверждения, которое обычно является частью управляющего поля качества обслуживания (QoS) нормального формата MAC кадра.

Поле политики подтверждения может обозначать, должна ли использоваться определенная политика подтверждения для данного соединения, устройства или системы. Например, устройство может использовать нормальную схему подтверждения (АСК), блочную АСК схему или вовсе не использовать АСК схему. Отсутствие поля политики подтверждения в формате короткого MAC кадра может привести к ненадежной связи, особенно для QoS приложений. Более того, отсутствие поля политики АСК может по существу ограничить возможность устройств использовать короткие кадры с небольшим количеством служебных данных в ситуациях, когда пригодно более одной политики АСК, или может предотвратить участие в осуществлении связи, требующей использования более одной политики АСК, устройств, которые могут использовать только короткий кадр.

Множество вариантов осуществления реализуют протокол, чтобы сделать возможным передачу политик подтверждения в коротких кадрах, чтобы решить эти и другие задачи, реализуя технологии передачи политики подтверждения для систем WLAN, использующих сокращенное MAC сигнализирование, например, формат короткого MAC кадра в системе стандарта IEEE 802.11ah. Варианты осуществления могут содержать логическую схему, например, аппаратную и/или в виде кода, чтобы сделать возможным передачу сигналов о политиках подтверждения в коротком кадре, сообщая, что кадр представляет собой короткий кадр, а также анализ, декодирование и интерпретацию короткого кадра на принимающем устройстве.

Варианты осуществления могут задавать новый формат короткого кадра с полем политики подтверждения (АСК). Многие варианты осуществления могут задавать новый формат короткого кадра, чтобы включить в него поле политики АСК в качестве подполя управляющего поля кадра в новом формате короткого кадра. Несколько вариантов осуществления могут реализовать формат короткого кадра с заново заданным управляющим полем (FC) кадра по сравнению с текущим форматом короткого кадра, чтобы минимизировать воздействие ввода нового формата короткого кадра. В одном варианте осуществления текущее FC поле формата короткого MAC кадра переопределяют так, чтобы зарезервировать один или несколько битов для использования в качестве поля политики подтверждения. В результате варианты осуществления могут улучшить доступность, масштабируемость, модульность, расширяемость или функциональную совместимость оператора, устройства или сети. Некоторые варианты осуществления могут определить новый формат короткого кадра с усеченным и переопределенным полем типа и новым подполем политики АСК в поле управления кадром. Многие варианты осуществления могут определять подполе политики АСК, чтобы включить в него более одной политики АСК, такой как нормальное АСК, блочное АСК и отсутствие АСК, чтобы увеличить практичность формата короткого кадра, и чтобы повысить совместимость устройства с устройствами других конструкций и от других производителей.

В нескольких вариантах осуществления поле управления кадром (FC) может содержать несколько подполей, включающих в себя подполе типа и подполе идентификатора трафика (TID). Подполе типа может быть сокращено с четырехбитового поля до двухбитового поля и может быть переопределено так, чтобы оно сообщало информацию существующего подполя типа. Например, подполе типа в коротком поле системы стандарта IEEE 802.11ah может сообщать, что кадр относится к типу кадров данных, битовой последовательностью 0000 или, что кадр относится к типу управляющих кадров, битовой последовательностью 0001, и может иметь резервную битовую последовательность 1111, которая в настоящее время является зарезервированной. Остальные битовые последовательности являются зарезервированными. Подполе типа может быть переопределено так, чтобы использовать два бита для политики АСК.

В некоторых вариантах осуществления подполе типа может быть переопределено так, чтобы использовать два бита. В таких вариантах осуществления двухбитовые последовательности могут быть определены или переопределены так, чтобы идентифицировать кадр, относящийся к кадрам данных, битами 00, кадр, относящийся к управляющим кадрам, битами 01, зарезервированный кадр битами 10, и, возможно, кадр расширения или другой зарезервированный кадр битами 11.

Варианты осуществления могут определять новое подполе двумя битами, например, битами, выделенными из подполя типа, чтобы создать новую политику АСК, которая определяет четыре различные политики. Например, некоторые варианты осуществления могут определять двухбитовое подполе политики АСК так, чтобы обеспечить, по меньшей мере, нормальное АСК, блочное АСК и отсутствие АСК. Включение этих дополнительных политик АСК может значительно улучшить связь между устройствами, разработанными различными производителями. В других вариантах осуществления двухбитовая политика АСК может содержать, например, политики АСК, включая нормальное АСК, отсутствие АСК, отсутствие явного АСК и блочное АСК. В других вариантах осуществления двухбитовая политика АСК может содержать, например, политики АСК, включая битовую последовательность 00 нормального АСК или явного АСК, битовую последовательность 10 отсутствия АСК, битовую последовательность 01 отсутствия явного АСК или АСК режима энергосберегающего множественного опроса (PSMP) и битовую последовательность 11 блочного АСК. Многие варианты осуществления реализуют подтипы кадра в подполе идентификатора трафика (TID) поля управления кадром короткого кадра.

Различные варианты осуществления могут быть разработаны для решения различных технических задач, связанных с системными служебными данными и отсутствием политики АСК в форматах короткого кадра для осуществления связи. Другие технические задачи могут включать в себя отсутствие битов, доступных в форматах коротких кадров, чтобы определить политику АСК, переопределение битов в поле, усечение или сжатие значения поля и/или т.п.

Различные технические задачи, подобные обсуждавшимся выше, могут быть решены посредством одного или нескольких различных вариантов осуществления. Например, некоторые варианты осуществления, которые решают задачи, связанные со служебными данными системы или отсутствием политики АСК в форматах коротких кадров для осуществления связи, могут выполнять это посредством одного или нескольких различных технических средств, таких как определение одного или нескольких подполей, которые можно переопределить, чтобы задать поле политики АСК, переопределение одного или нескольких подполей, чтобы предотвратить необязательные потери заданной в настоящее время функциональности, и определение нового подполя политики АСК в поле управления кадром формата короткого кадра.

Некоторые варианты осуществления реализуют системы стандарта института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.11, такие как системы стандарта IEEE 802.11ah, и другие системы, которые функционируют в соответствии со стандартами, такими как IEEE 802.11-2012, стандарт IEEE Информационные технологии - Телекоммуникации и обмен информацией между системами - Локальные и общегородские сети - Специальные требования - Часть 11: Спецификации для управления доступом к среде передачи данных в беспроводной локальной вычислительной сети и для физического уровня (http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.ll-2012.pdf).

Некоторые варианты осуществления отдельно направлены на усовершенствования беспроводной локальной сети (WLAN), такой как WLAN, реализующей один или несколько стандартов института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.11 (иногда называемых в общем "Wi-Fi" или беспроводное качество (Wireless Fidelity)). В одном варианте осуществления, например, может быть реализована усовершенствованная схема подтверждения для WLAN, например, стандарта беспроводной связи IEEE 802.11ah. Тем не менее, варианты осуществления не ограничены этим примером.

Несколько вариантов осуществления содержат точки доступа (АР) для клиентских устройств и/или клиентские устройства АР или станции (STA), такие как маршрутизаторы, концентраторы, серверы, рабочие станции, нетбуки, мобильные устройства (ноутбук, смартфон, планшет и т.п.), а также датчики, измерители, управляющие устройства, инструменты, мониторы, приборы и т.п. Некоторые варианты осуществления могут обеспечить, например, службы внутренней и/или внешней интеллектуальной энергосети и датчиков. Например, в некоторых вариантах осуществления можно предложить измерительную станцию для сбора данных от датчиков, которые измеряют потребление электроэнергии, воды, газа и/или других коммунальных услуг для дома или домов в некоторой области и передают показания потребления этих коммунальных услуг на измерительную подстанцию посредством беспроводной связи. Другие варианты осуществления могут собирать данные от датчиков для медико-санитарной помощи на дому, клиник или госпиталей для отслеживания событий, связанных со здравоохранением, и основных жизненных показателей пациентов, таких как определение падения, отслеживание лекарств, мониторинг веса, приступов апноэ во сне, уровня сахара в крови, сердечного ритма и т.п. Варианты осуществления, разработанные для таких служб, в целом могут требовать намного более низких скоростей передачи данных и намного более низкого (сверхнизкого) энергопотребления, чем устройства, выполненные в системах стандарта IEEE 802.11n/ас.

Логические схемы, модули, устройства и интерфейсы, описанные в этом документе, могут выполнять функции, которые можно реализовать в виде аппаратного обеспечения и/или в виде кода. Аппаратное обеспечение и/или код могут содержать программное, микропрограммное обеспечение, процессоры, конечные автоматы, микросхемы или их сочетания, сконструированные так, чтобы обладать соответствующей функциональностью.

Варианты осуществления могут упростить осуществление беспроводной связи. Некоторые варианты осуществления могут содержать маломощные виды беспроводной связи, такие как Bluetooth®, беспроводные локальные сети (WLAN), беспроводные общегородские сети (WMAN), беспроводные персональные сети (WPAN), сотовые сети, осуществление связи в сетях, системы управления и интеллектуальные устройства для облегчения взаимодействия между такими устройствами. Более того, некоторые беспроводные варианты осуществления могут включать в себя единственную антенну, в то время как другие варианты осуществления могут использовать множество антенн. Одна или несколько антенн могут соединяться с процессором и радио, чтобы передавать и/или принимать радиоволны. Например, система множественный вход-множественный выход (MIMO) представляет собой использование радиоканалов, несущих сигналы, посредством множества антенн и на передатчике, и на приемнике, чтобы увеличить качество связи.

Данное описание не ограничено стандартами, касающимися WLAN, но также может быть применено к беспроводным региональным сетям (WWAN) и стандартам 3G или 4G (включая их развитие и варианты), касающимся беспроводных устройств, пользовательского оборудования или сетевого оборудования, входящего в WWAN. Примеры стандартов беспроводной связи 3G и 4G могут включать в себя, без ограничения, любые стандарты IEEE 802.16m и 802.16р, стандарты "Долгосрочное развитие сетей связи" (LTE) и LTE-Advanced (LTE-A) партнерства мобильной связи 3-го поколения (3GPP), и стандарты усовершенствованной международная система мобильной связи (IMT-ADV), включая из ревизии, развитие и варианты. Другие подходящие примеры могут без ограничения включать в себя технологии глобальной системы мобильной связи (GSM)/развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE), технологии универсальной системы мобильной связи (UMTS)/высокоскоростной пакетной передачи данных (HSPA), технологии общемировой совместимости широкополосного беспроводного доступа (WiMAX) или WiMAX II, технологии систем многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) 2000 (например, CDMA2000 1×RTT, CDMA2000 EV-DO, CDMA EV-DV и т.д.), технологии высокопроизводительной общегородской радиосети (HIPERMAN) в соответствии с технологиями Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI) широкополосной сети с радиодоступом (BRAN), Wireless Broadband (WiBro), технологии систем GSM с пакетной радиосвязью общего назначения (GPRS) (GSM/GPRS), технологии высокоскоростной пакетной передачи данных от базовой станции к мобильному телефону (HSDPA), технологии высокоскоростной пакетной передачи (HSOPA) с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM), технологии систем высокоскоростной пакетной передачи данных от мобильного телефона к базовой станции (HSUPA), 3GPP вер. 8-12 LTE/Эволюция системной архитектуры (SAE) и т.д. Примеры не ограничены этим контекстом.

Хотя некоторые из специфических вариантов осуществления, описанных ниже, ссылаются на варианты осуществления со специфической конфигурацией, специалистам в области техники понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут преимущественно быть реализованы с другими конфигурациями с аналогичными проблемами и задачами.

Обратимся к фиг. 1, на ней изображен вариант осуществления системы 1000 беспроводной связи. Система 1000 беспроводной связи содержит устройство 1010 связи, которое может быть подключено к сети 1005 через проводную линию или беспроводным образом. Устройство 1010 связи может осуществлять беспроводную связь с множеством устройств 1030, 1050 и 1055 связи через сеть 1005. Устройство 1010 связи может содержать точку доступа. Устройство 1030 связи может содержать маломощное устройство связи, такое как датчик, потребительское электронное устройство, персональное мобильное устройство и т.п. И устройства 1050 и 1055 связи могут содержать датчики, станции, точки доступа, хабы, концентраторы, маршрутизаторы, компьютеры, ноутбуки, нетбуки, сотовые телефоны, смартфоны, PDA (персональные цифровые помощники) и другие беспроводные устройства. Таким образом, устройства связи могут быть мобильными или фиксированными. Например, устройство 1010 связи может содержать измерительную подстанцию для измерения потребления воды в близлежащих домах. Каждый из близлежащих домов может содержать датчик, такой как устройство 1030 связи, и устройство 1030 связи может быть интегрировано с водяным счетчиком или соединено с ним.

Сначала, устройство 1030 связи может определить короткий кадр 1034 для передачи. Например, формирователь 1033 кадра устройства 1030 связи может вырабатывать или выбирать короткий кадр 1034 на основании структуры 1032 короткого кадра в памяти 1031 устройства 1030 связи. Логическая схема 1038 подуровня управления доступом к среде (MAC) может сообщаться с логической схемой 1039 физического уровня (PHY), чтобы передать короткий кадр 1034. В некоторых вариантах осуществления логическая PHY схема 1039 может вырабатывать преамбулу с битом, обозначающим, что кадр является коротким кадром.

Короткий кадр 1034 может содержать кадр с коротким MAC заголовком, который идентифицируют как управляющий кадр или кадр данных посредством значения в подполе типа, иногда называемом полем, поля управления кадром в коротком кадре 1034 и конкретного подтипа, такого как подтип управления в подполе идентификатора трафика (TID) поля управления кадром короткого кадра 1034. В других вариантах осуществления тип короткого кадра 1034 может представлять собой другой тип кадра, такой как новый тип кадра, определенный зарезервированными значениями поля, как, например, кадр расширения. После этого, устройство 1030 связи может передать короткий кадр 1034, такой как короткий кадр запроса на соединение, чтобы соединиться с устройством 1010 связи.

Устройство 1010 связи может принять короткий кадр 1014 в виде пакета. Пакет может содержать короткий кадр 1014 и, в некоторых вариантах осуществления, один или несколько дополнительных кадров, предваренных преамбулой 1016. Логическая PHY схема 1029 может декодировать преамбулу 1016, чтобы определить короткий кадр 1014 и передать короткий кадр 1014 на логическую схему 1018 подуровня MAC. Логическая схема 1018 подуровня MAC анализирует короткий кадр 1014, основанный на структуре 1012 короткого кадра в памяти 1011, и интерпретирует одно или несколько значений поля, чтобы определить, что устройство 1030 связи запрашивает соединение. Устройство 1010 связи может передавать короткий управляющий кадр, такой как короткий кадр запроса на соединение, чтобы установить соединение устройства 1030 связи с устройством 1010 связи.

Как только устройство 1030 связи устанавливает соединение с устройством 1010 связи, устройство 1030 связи может периодически передавать короткие кадры данных на устройство 1010 связи. Устройство 1010 связи может вырабатывать короткие кадры 1033 данных с двумя битами в подполе типа поля управления кадром, обозначающими кадр данных, и двумя битами в подполе политики АСК поля управления кадром в коротком кадре 1034 данных, значение которых обозначает политику АСК. Например, устройство 1030 связи может вставить значение 00 в подполе типа, чтобы указать, что короткий кадр 1033 является кадром данных, и вставить значение 00 в подполе политики АСК, чтобы указать устройству 1010 связи, что в качестве политики АСК для короткого кадра 1034 данных используют политику нормального или неявного блочного АСК. В других ситуациях устройство 1030 связи может вставить значение 10 в подполе политики АСК, чтобы указать что в качестве политики АСК применяют отсутствие АСК, значение 10, чтобы указать отсутствие явного АСК или АСК режима энергосберегающего множественного опроса (PSMP), или значение 11, чтобы указать политику блочного АСК.

В ответ на короткие кадры данных устройство 1010 связи может ответить с АСК в отклике на прием короткого кадра 1014 данных. Более того, устройство 1030 связи также может периодически принимать короткие кадры радиомаяка от устройства 1010 связи измерительной подстанции, чтобы передавать данные, касающиеся потребления воды. В некоторых вариантах осуществления короткие кадры радиомаяка могут включать в себя индикацию того, что устройство 1010 связи осуществляет буферизацию данных для устройства 1030 связи.

В дополнительных вариантах осуществления устройство 1010 связи может упрощать выгрузку данных. Например, устройства связи, представляющие собой маломощные датчики, могут включать в себя схему выгрузки данных, например, через Wi-Fi, на другое устройство связи, сотовую сеть и т.п. для сокращения энергопотребления при ожидании доступа, например, к измерительной станции, и/или для увеличения доступности полосы частот. Устройства связи, которые принимают данные от датчиков, такие как измерительные станции, могут включать в себя схему выгрузки данных, например, через Wi-Fi, на другое устройство связи, сотовую сеть и т.п. для сокращения перегрузки сети 1005.

Сеть 1005 может представлять взаимосоединение множества сетей. Например, сеть 1005 может соединяться с региональной сетью, такой как Интернет или интранет, и может соединять локальные устройства, подключенные проводными линиями или беспроводным образом с один или несколькими хабами, маршрутизаторами или концентраторами. В настоящем варианте осуществления сеть 1005 соединяет устройства 1010, 1030, 1050 и 1055 связи.

Устройства 1010 и 1030 связи содержат процессор(ы) 1001 и 1002, память 1011 и 1031 и логические схемы 1018 и 1038 подуровня MAC соответственно. Процессор(ы) 1001 и 1002 могут содержать любые устройства обработки данных, такие как микропроцессор, микроконтроллер, конечный автомат и/или т.п. Память 1011 и 1031 может содержать запоминающее устройство, такое как динамическая память произвольного доступа (DRAM), постоянная память (ROM), буферы, регистры, кэши, флэш-память, жесткие диски, твердотельные накопители и т.п. Память 1011 и 1031 может хранить кадры, такие как короткие кадры, и/или структуры коротких кадров, а также память 1011 и 1031 может хранить заголовки коротких кадров, такие как короткие MAC заголовки или их части. Во многих вариантах осуществления короткие кадры могут содержать поля, основанные на структуре стандартных структур кадров, заданных в стандарте IEEE 802.11. На фиг. 1А показана структура короткого кадра такая же, как стандартная структура кадра, за исключением того, что были опущены один или несколько размеров поля и одно или несколько полей, как, например, поле продолжительности и поле качества обслуживания (QoS).

Структуры короткого кадра могут отличаться от стандартных структур кадра числом или типами полей и/или размером полей, входящих в MAC заголовок. Например, в коротком кадре одно или несколько или даже все поля в заголовке могут быть усечены или пропущены. В нескольких вариантах осуществления поле типа сокращено до двух битов, а поле подтипа отсутствует. В других вариантах осуществления имеется поле протокола, и оно такого же размера, что и соответствующее поле протокола в стандартном MAC протоколе.

На фиг. 1А показан короткий кадр 1060, в котором отсутствуют некоторые поля стандартного кадра, а одно или несколько полей в коротком кадре 1060 усечены или сжаты. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1А, короткий кадр содержит MAC заголовок 1061, за которым следует поле 1084 тела кадра и поле 1086 проверочной последовательности кадра. Поле 1084 тела кадра может содержать один или несколько информационных элементов. Тело 1084 кадра может иметь переменное число октетов, как, например, от нуля до 2312 октетов, как и тело кадра стандартного кадра, и может включать в себя элементы данных, управляющие элементы или параметры и способности. Поле 1086 FCS может состоять из четырех октетов, как и в стандартном кадре, и может включать в себя дополнительные знаки проверочной суммы, добавленные к короткому кадру 1060 для определения искажений и исправления.

MAC заголовок 1061 может содержать поле 1062 управления кадром, поле 1074 адреса (ADDR), поле 1076 ADDR, поле 1080 управления последовательностью (SEQ CTL), поле 1078 ADDR и поле 1082 ADDR. Поле 1062 управления кадром может состоять из двух октетов, как и в стандартном кадре, и может идентифицировать тип и подтип кадра, например, тип - управляющий, а подтип - радиомаяк. В некоторых типах и подтипах коротких кадров может присутствовать только одно или несколько полей 1076 ADDR, 1078 ADDR, 1080 управления последовательностью, 1082 ADDR и тело 1084 кадра, как и в случае стандартных кадров. В других вариантах осуществления короткие кадры могут содержать одно или несколько других полей, и/или одно или несколько из этих полей с усеченным или сжатым форматом по сравнению с полями соответствующего стандартного кадра.

Поле 1062 управления кадром может содержать поле 1064 версии протокола, поле 1066 типа, другие управляющие биты 1070 кадра и поле 1068 политики АСК. Поле 1064 версии протокола может состоять из двух битов (В0-В1). Значение поля 1064 версии протокола может представлять версию соответствующего стандарта, который представляет кадр. Поле 1066 типа может иметь длину два бита (В2-В3) и может идентифицировать тип короткого кадра 1060, как, например, управляющий кадр или кадр данных. Поле 1068 политики АСК может иметь длину два бита (В14-В15) и может иметь такое значение, чтобы идентифицировать одну из доступных политик АСК, например, нормальное АСК, отсутствие АСК или блочное АСК. А другие биты 1070 могут быть использованы для дополнительных параметров поля управления кадром. Отметим, что короткий кадр 1060 иллюстрирует один вариант осуществления короткого кадра. Другие короткие кадры могут включать в себя поля, устроенные по-другому, или которые могут включать в себя или не иметь в своем составе некоторые из вышеупомянутых полей.

На фиг. 1В показан вариант осуществления поля 1100 управления кадром, пригодный для формата 1060 короткого кадра. Как показано на фиг. 1В, поле 1100 управления кадром может содержать подполе 1104 версии протокола с двумя битами (В0-В1), подполе 1106 типа с двумя битами (В2-В3), подполе 1108 от распределительной системы (DS) из одного бита (В4), подполе 1110 добавочных фрагментов из одного бита (В5), подполе 1112 управления мощностью из одного бита (В6), подполе 1114 добавочных данных из одного бита (В7), подполе 1116 защищенного кадра из одного бита (В8), подполе 1118 завершения периода обслуживания из одного бита (В9), подполе 1120 ретранслируемого кадра из одного бита (В10), подполе 1122 идентификатора (TID) трафика из трех битов (В11-В13) и подполе 1124 политики подтверждения из двух битов (В14-В15). Поля и размеры полей являются примерными, а данная реализация поля 1100 управления кадром может иметь другие поля и размеры полей. Примеры осуществления не ограничены этим контекстом.

Как показано на фиг. 1В, поле 1100 управления кадром имеет два существенных отличия от поля управления кадром существующего в настоящее время короткого кадра, определенного в стандарте IEEE 802.11ah. Во-первых, длина подполя 1106 типа поля 1100 управления кадром составляет два бита, в то время как длина подполя поля управления кадром существующего в настоящее время короткого кадра, определенного в стандарте IEEE 802.11ah, составляет четыре бита. Во-вторых, освободившиеся два бита подполя типа существующего в настоящее время короткого кадра, определенного в стандарте IEEE 802.11ah, перемещены в новое подполе 1124 подтверждения поля 1100 управления кадром.

Подполе 1124 политики подтверждения может быть использовано для того, чтобы обеспечить формат 106 короткого MAC кадра информацией о политике подтверждения. Подполе 1124 политики подтверждения может указывать, должна ли использоваться определенная политика подтверждения для данного соединения, устройства или системы для системы WLAN, такой как, например, система WLAN стандарта IEEE 802.11ah. Например, устройство может использовать нормальную схему подтверждения (АСК), блочную АСК схему или вовсе не использовать АСК схему. В одном варианте осуществления могут использоваться те же определения поля политики подтверждения для подполя 1124 политики подтверждения, что и в любом из стандартов серии IEEE 802.11, включая их развитие, версии и варианты, или даже в любом из других протоколов беспроводной связи. Наличие поля политики подтверждения в формате 1060 короткого MAC кадра может привести к более надежной связи, особенно для QoS приложений. Другие поля управления кадром для коротких кадров могут включать в себя поля, устроенные по-другому, или которые могут включать в себя или не иметь в своем составе некоторые из вышеупомянутых полей.

Со ссылкой на фиг. 1, логическая схема 1018, 1038 подуровня MAC может содержать логическую схему для реализации функциональности подуровня MAC канального уровня устройства 1010, 1030 связи. Логическая схема 1018, 1038 подуровня MAC может вырабатывать кадры, такие как короткие управляющие кадры, и может сообщаться с логической PHY схемой 1029, 1039, чтобы указать, что эти кадры являются короткими кадрами 1014, 1034. Логическая PHY схема 1029, 1039 может вырабатывать блоки данных протокола физического уровня (PPDU) на основании коротких кадров 1014, 1034. Более конкретно, формирователи 1013 и 1033 кадров могут вырабатывать короткие кадры 1014, 1034, а формирователи 1015, 1035 блоков данных логической PHY схемы 1029, 1039 могут предварять короткие кадры 1014, 1034 преамбулами 1016, 1036, чтобы вырабатывать PPDU для передачи посредством устройства физического уровня, такого как трансиверы (RX/TX) 1020 и 1040.

Короткий кадр 1014, также называемый служебными блоками данных уровня MAC, может представлять собой, например, управляющий кадр. Например, формирователь 1013 кадра может выработать управляющий кадр, такой как короткий кадр радиомаяка, чтобы идентифицировать устройство 1010 связи как обладающее такими возможностями, как поддерживаемые скорости передачи данных, признаки энергосбережения, взаимная поддержка, и сетевой идентификатор (SSID) сети, чтобы идентифицировать сеть для устройства 1030 связи.

Каждое из устройств 1010, 1030, 1050 и 1055 связи может содержать трансивер, такой как трансиверы (RX/TX) 1020 и 1040. Во многих вариантах осуществления трансиверы 1020 и 1040 реализуют мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (ODFM) 1022, 1042. ODFM 1022, 1042 реализует способ кодирования цифровых данных на множестве несущих частот. ODFM 1022, 1042 содержит схему мультиплексирования с частотным разделением каналов, используемую в качестве способа цифровой модуляции с множеством несущих. Большое число близко расположенных ортогональных поднесущих сигналов используют для передачи данных. Данные разделяют на несколько параллельных потоков данных или каналов, по одному для каждой поднесущей. Каждую поднесущую модулируют с помощью схемы модуляции с низкой скоростью передачи, поддерживая общую скорость передачи данных аналогичной обычным схемам с одной несущей в той же полосе частот.

Система ODFM использует несколько несущих или "тонов" для функций, включающих в себя данные, контрольный сигнал, защитный интервал и нуллификацию. Тоны данных используют для передачи информации между передатчиком и приемником по одному из каналов. Тоны контрольного сигнала используют, чтобы сохранять каналы, и они могут передавать информацию о времени/частоте и отслеживании канала. А защитные тоны могут способствов