Протокол обміну пакетами-маячками для мереж довільної структури

1. Спосіб роботи пристрою у комунікаційній мережі довільної структури, в якій час для доступу до середовища передавання даних розділений на послідовність суперфреймів (102), кожний з яких починається у відповідний заданий момент часу початку (101), причому суперфрейм (102) розділений на розділений на слоти період (104) пакетівмаячків, що складається з множини послідовних слотів (105) для пакетів-маячків, і період (103) передавання даних, що йде за ним, під час якого даний пристрій може приймати дані, що передаються іншими пристроями, і передавати дані в інші пристрої; причому даний пристрій у відповідний заданий момент часу початку суперфрейму діє відповідно до протоколу обміну пакетами-маячками, який включає такі етапи: (a) перевірка наявності щонайменше одного пакета-маячка; (b) якщо не приймається жодний пакет-маячок організація нової мережі довільної структури, в якій час для доступу до середовища передавання даних розділений як описано вище; (c) якщо приймається щонайменше один пакетмаячок - перевірка наявності вільного слота для пакета-маячка; 2 (19) 1 3 блок інформації, вибраний з такої групи: ідентифікаційна інформація та інформація про функціональні можливості даного пристрою, карта ТІМ, поле інформації про зайнятість слотів для пакетівмаячків, релевантна інформація мережі із сітковою структурою та інформація про резервування часу для доступу до середовища передавання даних. 4. Спосіб за п. 3, який додатково включає етап виявлення згаданих інших пристроїв впродовж тривалості одного суперфрейму (102) після прийняття згаданих інших пакетів-маячків. 5. Спосіб за п. 3, який додатково включає етап: перемикання у робочий режим в момент часу початку (101) наступного суперфрейму; виконання перелічених нижче операцій, якщо карта ТІМ будь-якого зі згаданих прийнятих інших пакетів-маячків визначає даний пристрій як адресат: і) збереження робочого режиму під час періоду (103) передавання даних суперфрейму (102), якщо карта ТІМ є непустою; іі) перехід в режим очікування під час періоду (103) передавання даних суперфрейму (102), якщо карта ТІМ є пустою; і ііі) перехід в режим очікування у разі прийняття, під час періоду (103) передавання даних суперфрейму, пакета даних з нульовим бітом "додаткові дані", який вказує, чи може пристрій перейти в режим очікування до закінчення суперфрейму (102). 6. Спосіб за п. 3, який додатково включає такі етапи: приймання в інших пакетах-маячках інформації стосовно сусідів даного пристрою; і використання прийнятої інформації стосовно сусідів для визначення маршруту передавання, використовуючи такі критерії, як мінімізація кількості проміжних пристроїв і мінімізація вартості. 7. Спосіб за п. 3, який додатково включає такі етапи: визначення для кожного слота (105) для пакетамаячка, використовуючи інформацію про зайнятість слотів, що міститься у прийнятому пакетімаячку, чи є слот (105) для пакета-маячка незайнятим і чи не прийнятий він неправильно; якщо у певній заздалегідь визначеній кількості послідовних суперфреймів слот для пакетамаячка, захоплений даним пристроєм, визначається як вільний або прийнятий неправильно, або такий, що містить інформацію іншого пристрою, тоді вважається, що щодо цього слота (105) для пакета-маячка, захопленого даним пристроєм, трапилась колізія, і пристрій шукає новий вільний слот для пакета-маячка для розв'язання цієї колізії. 8. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що: етап передавання даних включає передавання даних під час періоду (103) передавання даних, що відповідає інформації про резервування середовища передавання даних, переданій у власному пакеті-маячку; і етап передавання пакета-маячка додатково включає утримання середовища передавання даних зарезервованим до завершення відповідного передавання даних. 93029 4 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що резервування часу для доступу до середовища передавання даних під час періоду (103) передавання даних суперфрейму (102) здійснюють з використанням механізму вдосконаленого розподіленого доступу до середовища передавання даних (EDCA) або механізму розподіленого резервування, відповідно до якого пристрій може оголошувати у власному пакеті-маячку, що ним передається, про резервування конкретного інтервалу часу, що належить до періоду (103) передавання даних суперфрейму (102). 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що: суперфрейм (102) включає певну першу заздалегідь визначену кількість слотів (107) доступу до середовища передавання даних, що мають певну першу заздалегідь визначену тривалість; згаданий розділений на слоти період (104) пакетівмаячків включає певну другу заздалегідь визначену кількість слотів доступу до середовища передавання даних, кожний з яких складається з третьої заздалегідь визначеної кількості слотів (105) для пакетів-маячків, причому за кожним слотом для пакета-маячка йде проміжок (203), довший від тривалості короткого міжпакетного проміжку; і згаданий період передавання даних включає решту слотів доступу до середовища передавання даних, кількість яких дорівнює різниці між згаданою першою заздалегідь визначеною кількістю і згаданою другою заздалегідь визначеною кількістю. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що: згаданою першою заздалегідь визначеною кількістю є 256; згаданою першою заздалегідь визначеною тривалістю є 256 мкс, так що суперфрейм має тривалість 65 мс; згаданою другою заздалегідь визначеною кількістю є 24; згаданою третьою заздалегідь визначеною кількістю є 3. 12. Пристрій (301), що працює у комунікаційній мережі довільної структури, в якій час для доступу до середовища передавання даних розділений на послідовність суперфреймів (102), кожний з яких починається у відповідний заданий момент часу початку (101), причому суперфрейм (102) розділений на розділений на слоти період (104) пакетівмаячків, що складається з множини послідовних слотів (105) для пакетів-маячків, і період (103) передавання даних, що йде за ним, під час якого даний пристрій може приймати дані, що передаються іншими пристроями, і передавати дані в інші пристрої; який включає в себе: приймач (404) для приймання пакетів-маячків і даних, що передаються іншими пристроями (301), що працюють у мережі довільної структури; передавач (401) для передавання власних пакетівмаячків і даних даного пристрою; засіб керування/процесор (402, 403), виконаний з можливістю, у відповідний заданий момент часу початку суперфрейму, діяти відповідно до протоколу обміну пакетами-маячками, який включає такі етапи: 5 (a) перевірка наявності щонайменше одного пакета-маячка; (b) якщо не приймається жодний пакет-маячок організація нової мережі довільної структури, в якій час для доступу до середовища передавання даних розділений як описано вище; (c) якщо приймається щонайменше один пакетмаячок - перевірка наявності вільного слота для пакета-маячка; (d) якщо є вільний слот для пакета-маячка - захоплення вільного слота для пакета-маячка, так що даний пристрій використовує захоплений слот для передавання власного пакета-маячка у наступних суперфреймах; (e) якщо нема вільного слота для пакета-маячка виконання однієї з таких операції: (і) організація нової мережі довільної структури, в якій час для доступу до середовища передавання даних розділений як описано вище, і (іі) перебування в режимі очікування до заданого моменту часу початку наступного суперфрейму, а потім перемикання у робочий режим і повторення етапу (а) та етапів, що слідують за ним. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що: згаданий щонайменше один суперфрейм (102) містить певну першу заздалегідь визначену кількість слотів доступу до середовища передавання даних, що мають певну першу заздалегідь визначену тривалість (106); згаданий розділений на слоти період пакетівмаячків включає певну другу заздалегідь визначену кількість слотів доступу до середовища передавання даних, кожний з яких складається з певної третьої заздалегідь визначеної кількості слотів (105) для пакетів-маячків, причому за кожним слотом для пакета-маячка йде проміжок (203), довший від тривалості короткого міжпакетного проміжку; і згаданий період (130) передавання даних включає решту слотів доступу до середовища, кількість яких дорівнює різниці між згаданою першою заздалегідь визначеною кількістю і згаданою другою заздалегідь визначеною кількістю. 14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що: згаданою першою заздалегідь визначеною кількістю є 256; згаданою першою заздалегідь визначеною тривалістю є 256 мкс, так що суперфрейм має тривалість 65 мс; згаданою другою заздалегідь визначеною кількістю є 24; згаданою третьою заздалегідь визначеною кількістю є 3. 15. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що пакет-маячок містить щонайменше один блок інформації, вибраний з такої групи: ідентифікаційна інформація та інформація про функціональні можливості даного пристрою; 93029 6 карта ідентифікації трафіку (ТІМ), яка відображає пристрій-адресат даних, що очікують передавання в черзі даного пристрою; поле інформації про зайнятість слотів для пакетівмаячків, що містить інформацію стосовно слота, в якому був переданий певний прийнятий пакетмаячок, таідентифікаційний номер пристрою, що здійснив передавання; релевантна інформація мережі із сітковою структурою; інформація про розподілені резервування часу для доступу до середовища передавання даних. 16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що засіб керування/процесор додатково виконаний з можливістю: перемикання у робочий режим в момент часу початку (101) наступного суперфрейму; виконання перелічених нижче операцій, якщо карта ТІМ будь-якого зі згаданих прийнятих інших пакетів-маячків визначає даний пристрій як адресат: і) збереження робочого режиму під час періоду (103) передавання даних суперфрейму (102), якщо карта ТІМ є непустою; іі) перехід в режим очікування під час періоду (103) передавання даних суперфрейму (102), якщо карта ТІМ є пустою; і ііі) перехід в режим очікування у разі прийняття, під час періоду (103) передавання даних суперфрейму, пакета даних з нульовим бітом "додаткові дані", який вказує, чи може пристрій перейти в режим очікування до закінчення суперфрейму (102). 17. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що інші пристрої виявляють впродовж тривалості одного суперфрейму (102) після прийняття щонайменше одного маячка. 18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що: в інших пакетах-маячках приймається інформація стосовно сусідів даного пристрою; і прийнята інформація стосовно сусідів використовується засобом керування/процесором (402, 403) для визначення маршруту передавання, використовуючи такі критерії, як мінімізація кількості проміжних пристроїв і мінімізація вартості. 19. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що засіб керування/процесор (402, 403) додатково виконаний з можливістю: визначати, використовуючи інформацію про зайнятість слотів, що міститься у прийнятому пакетімаячку, які зі слотів (105) для пакетів-маячків є або вільними, або прийнятими неправильно; якщо у певній заздалегідь визначеній кількості послідовних суперфреймів (102) слот для пакетамаячка, захоплений пристроєм, визначається як вільний або прийнятий неправильно, або такий, що містить інформацію іншого пристрою: вважати, що трапилась колізія щодо слота (105) для пакета-маячка, захопленого даним пристроєм, і розв'язувати колізію відповідно до певного заздалегідь визначеного механізму розв'язання колізій. 7 Даний винахід стосується системи і способу функціонування протоколу обміну пакетамимаячками (відомого фахівцям як "Beaconing Protocol") у мережах довільної структури (відомих фахівцям як "ad-hoc networks"). Популярність бездротових локальних мереж (LAN) зростає, і щоб задовольняти попит на різні типи послуг, що надаються із застосуванням бездротового середовища передавання даних, були розроблені декілька рішень для рівня керування доступом до середовища (MAC), включаючи чинні стандарти IEEE 802.11 і IEEE 802.11e. У результаті, існують декілька протоколів зв'язку для бездротових мереж довільної структури, таких як IEEE 802.11 IBSS або сімейство протоколів IEEE 802.15. Ці протоколи визначені в стандарті IEEE 802.111999 (Reaff 2003), частина 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, редакція 2003 р., і стандарті IEEE 802.15.3-2003, частина 15.3: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), редакція 2003 р., які повністю включені в цей текст шляхом посилання. Стандарт IEEE 802.11 визначає два основних режими доступу до бездротового середовища передавання даних: DCF-режим (режим "Distributed Coordination Function") і PCF-режим (режим "Point Coordination Function"). DCF-режим призначений для послуг, що передбачають асинхронне передавання даних, і працює з інтервалами часу для конкурентного доступу, під час яких станціїпередавачі конкурують між собою за доступ до середовища передавання даних, використовуючи схему колективного доступу з прослуховуванням середовища передавання даних і запобіганням колізій (відому фахівцям як CSMA/CA). Обмін даними в бездротових персональних мережах (WPAN) здійснюється між конкуруючими вузлами, які знаходяться ближче один до одного, ніж у типовій бездротовій локальній мережі (WLAN). Може бути корисним мати мережі WPAN з "нульовою інфраструктурою" (що відомо фахівцям як "zero infrastucture"-мережа). Група MBOA також визначає протокол керування доступом до середовища передавання даних для мереж WPAN, див. специфікацію MBOA Wireless Medium Access Control (MAC) Specification For High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), Technical Specification, Draft 0.5, квітень 2004 р., яка також повністю включається в цей текст шляхом посилання. Цей протокол керування доступом до середовища передавання даних (або MAC-протокол) є розподіленим, тобто рівноправні пристрої працюють відповідно до одних і тих самих протоколів і мають однакову апаратну/програмну функціональність. Протокол керування доступом до середовища передавання даних групи MBOA передбачає резервування середовища передавання даних пристроями, завдяки чому не втрачається час на прослуховування середовища передавання даних та розв’язування колізій. Крім того, цей протокол дозволяє відмовитись від мережевої інфраструктури (точок доступу 93029 8 тощо), розподіляючи відповідну функціональність по всіх вузлах (пристроях) бездротової персональної мережі (WPAN), базуючись на режимі роботи EDCA (вдосконалений розподілений доступ до каналу) стандарту IEEE 802.11e. Відповідно до протоколу розподіленого керування доступом до середовища передавання даних групи MBOA мережа WPAN не має точки доступу або центрального координатора. Протоколом розподіленого керування доступом до середовища передавання даних групи MBOA підтримуються синхронне, асинхронне і ізохронне передавання даних. Iзохронне передавання даних – це передавання даних, залежне від часу, при якому на доставку даних накладаються певні часові обмеження. Наприклад, ізохронне передавання необхідне для передавання мультимедійних потоків, щоб гарантувати доставку даних із швидкістю, що відповідає швидкості їх візуального відображення, і забезпечувати синхронізацію аудіо та відео. У протилежність цьому, асинхронні процеси працюють з потоками даних, які можуть бути розділені довільними інтервалами часу, а синхронні процеси – з потоками даних, які повинні доставлятися точно в заздалегідь визначені періодичні інтервали часи. Часові вимоги до ізохронних послуг не такі жорсткі, як для синхронних послуг, але жорсткіші, ніж для асинхронної послуги. Двома великими не вирішеними досі проблемами є керування енергоспоживанням і синхронізація. Наприклад, пристрій повинен бути здатним переходити в режим очікування ("сплячий" режим, відомий також фахівцям як "sleeping mode") у той час, коли не очікується надходження адресованого йому трафіка. Передбачений у IEEE 802.11 IBSS механізм дуже неефективний, зокрема в тому, що стосується синхронізування. Зокрема, він побудований на тому допущенні, що всі пристрої "чують" один одного, тоді як це далеко не завжди так. Отже, існує необхідність в протоколі розподіленого керування доступом до середовища передавання даних, який ефективно забезпечував би як керування енергоспоживанням, так і синхронізацію, а також допускав розподілене резервування часу для доступу до середовища передавання даних. Звернемось до Фіг.1. Даний винахід пропонує протокол розподіленого керування доступом до середовища передавання даних, відповідно до якого передбачаються суперфрейми 102 і процедури роботи з такими суперфреймами 102, які, крім інших переваг, забезпечують поліпшені керування енергоспоживанням і синхронізацію у мережах довільної структури. Передбачений відповідно до даного винаходу суперфрейм рівня MAC включає розділений на слоти період 104 пакетівмаячків (період BP, відомий фахівцям як “Beaconing Period”), що складається з множини слотів доступу до середовища передавання даних (відомих фахівцям як слоти MAS) 107, і період 103 передавання даних. Всі пристрої у мережі довільної структури передають пакети-маячки. Доступ до середовища передавання даних у слоті MAS періоду передавання даних здійснюють із використан 9 ням вдосконаленого розподіленого доступу до каналу (EDCA) або подібного до нього механізму, або механізму розподіленого резервування. Координування обміну даними між пристроями у мережі довільної структури відповідно до даного винаходу здійснюється шляхом періодичного передавання пакетів-маячків. Пакети-маячки являють собою базовий механізм синхронізації пристроїв у мережі, в тому числі надаючи інформацію, що стосується ізохронних резервувань часу. Пристрої, що бажають обмінюватися даними, мають належати до однієї і тієї самої групи обміну даними (відомої фахівцям як "Beacon Group"), або множини пристроїв, що знаходяться в межах зони досяжності певного пристрою і передають пакетимаячки під час одного і того самого періоду BP. Як показано на Фіг.1, відповідно до протоколу розподіленого керування доступом до середовища передавання даних групи MBOA і даного винаходу кожний суперфрейм 102 включає множину слотів MAS 107. Ці MAS розподілені поміж періодом 104 пакетів-маячків і періодом 103 передавання даних (див. також Фіг.2b). Щоб передавати або приймати пакети-маячки, пристрої виділяють певний інтервал часу, що відповідає безперервній послідовності 104 слотів MAS 107, як період BP 104, який жорстко резервується лише для передавання і приймання пакетів-маячків. Група пристроїв, що спільно використовують цей час - період BP 104 іменується "групою обміну даними" (або "Beacon Group"). Тобто група обміну даними визначається "на місці", застосовно до певного пристрою, як певна множина пристроїв, які синхронізують свої сеанси передавання пакетів-маячків у межах однієї і тієї самої підмножини слотів MAS 107 і ідентифікують цю підмножину 104 слотів MAS 107 як свій період BP 104. У відповідності зі специфікацією групи MBOA період BP 104 визначається як вісім послідовних слотів MAS, призначених пакетамимаячками одного або декількох пристроїв як період BP, або розділений на слоти період 104 пакетівмаячків. Відповідно до варіанта здійснення, якому віддається перевага, кількість слотів MAS 107 у періоді BP 104 може бути фіксованою, наприклад, 8 слотів MAS, або змінною. Специфікація групи MBOA визначає період BP 104 як такий, що має 24 слоти для пакетів-маячків, що відповідає восьми слотам MAS, кожний з яких включає по три слоти для пакетів-маячків (див. Фіг.2a). Кількість слотів для пакетів-маячків може бути змінною (не фіксованою), в залежності від кількості слотів MAS 107 у періоді BP. Кластер – це множина пристроїв у межах зони досяжності певного пристрою, до якої належать всі пристрої групи обміну даними. Кластер може також включати в себе пристрої, що знаходяться в межах зони досяжності, але належать до іншої групи обміну даними. Таким чином, тривалість 106 періоду BP може бути фіксованою або змінною. Якщо вона фіксована, відповідна фіксована кількість слотів 105 для пакетів-маячків визначає максимальну кількість пристроїв, що можуть одночасно працювати в одному й тому самому місці і на одній частоті. Однак тривалість 202 пакетів-маячків є фіксованою і за 93029 10 лежить від довжини пакета-маячка, тобто часу, необхідного для передавання одного пакетамаячка. Інші особливості і переваги даного винаходу стануть очевидними з наведених нижче креслень і докладного опису винаходу. Фіг.1 ілюструє суперфрейми відповідно до даного винаходу; Фіг.2a ілюструє розбитий на слоти період пакетів-маячків, що відповідає даному винаходу, де слот MAS складається з трьох слотів для пакетівмаячків; Фіг.2b ілюструє суперфрейм, що відповідає даному винаходу, який включає в себе множину слотів MAS, розподілених поміж періодом пакетівмаячків і періодом передавання даних; Фіг.3 ілюструє архітектуру системи бездротового зв'язку, в якій можуть бути застосовані варіанти здійснення даного винаходу; і Фіг.4 ілюструє спрощену функціональну схему бездротового пристрою з системи зв'язку, показаної на Фіг.3, що відповідає одному варіанту здійснення даного винаходу. Фіг.5 схематично ілюструє скінченний автомат, що пояснює функціональність протоколу обміну пакетами-маячками щодо синхронізації. Фіг.6 схематично ілюструє скінченний автомат, що пояснює роботу протоколу розв’язання колізій при передаванні пакетів-маячків (відомого фахівцям як “Beacon collision resolution protocol”, BCRP) під час періоду передавання пакетів-маячків. Фахівцеві в цій галузі техніки буде зрозуміло, що подальший опис наведено для пояснення винаходу, але не для обмеження його обсягу. Фахівцеві буде ясно, що без відступу від суті винаходу і в межах формули винаходу можливі багато різних варіантів реалізації винаходу. Несуттєві подробиці щодо відомих функцій і операцій можуть бути випущені з опису винаходу, щоб не ускладнювати сприйняття даного винаходу. Даний винахід стосується мереж довільної структури, в яких канальний час ділиться на суперфрейми, кожний з яких починається з періоду BP. Період BP використовується для передавання пакетів-маячків. На Фіг.1 показана структура 100 з суперфреймів MAC-протоколу відповідно до даного винаходу. У мережі довільної структури всі пристрої передають пакети-маячки. Кожна структура 100 з суперфреймів MAC-протоколу складається з не менш ніж одного суперфрейма 102, що включає в себе розділений на слоти період BP 104, який починається в момент часу TBTT або в момент часу початку періоду пакетів-маячків (BPST) 101, триває протягом тривалості 106 розбитого на слоти періоду BP і включає в себе множину слотів 105 для пакетів-маячків, завдяки чому нові пристрої можуть приєднуватися до мережі; за цим розбитим на слоти періодом BP 104 йде період 103 передавання даних. Тривалість 106 періоду BP може бути фіксованою або змінною. Як показано на Фіг.2a, час між двома суміжними слотами 105 для пакетів-маячків триваліший, ніж інтервал SIFS 203. Слот MAS 107 є базовою одиницею часу для передавання. Як зображено на Фіг.2b, суперфрейм у варіанті, якому віддається 11 93029 перевага, розділено на 256 слотів MAS 107. Кожний MAS має тривалість 256 мкс, так що тривалість суперфрейма становить 65 мс. MAS 107 може використовуватися для доступу до середовища передавання даних за механізмом EDCA, DRP (протокол розподіленого резервування часу для 12 передавання даних) або передавання пакетівмаячків. Слоти MAS можуть бути декількох різних типів, залежно від того, як слот MAS 107 використовується пристроєм або сусідніми пристроями див. таблицю 1. Таблиця Визначення типів слотів MAS Тип слота MAS Кількість слотів MAS Пояснення Змінна, більше 1, відповідно до варіанта, Слоти зарезервовані для передавання Період пакетів-маячків якому віддається перевага, 8 пакетів-маячків EDCA Змінна, один або більша Слоти використовуються тільки для EDCA Слоти використовуються в режимі резервування. У залежності від різновиду резеDRP Змінна, один або більша рвування за протоколом DRP визначаються декілька підтипів Перш ніж може бути встановлений зв'язок, пристрій повинен створити власну групу обміну даними або приєднатися до вже існуючої групи обміну даними. У кожному періоді пакетів-маячків як слоти 105 для пакетів-маячків відповідно до варіанта, якому віддається перевага, використовуються вісім послідовних слотів MAS 107, під час яких всі пристрої, що належать до даної групи обміну даними, передають пакети-маячки. Момент часу початку суперфрейма відповідає початку періоду пакетів-маячків і визначається як "очікуваний момент часу передавання пакетів-маячків" ("Target Beacon Transmission Time", TBTT) у стандарті IEEE 802.11 і "момент часу початку періоду пакетівмаячків" ("Beacon Period Start Time", BPST) в протоколі розподіленого керування доступом до середовища передавання даних групи MBOA. У варіанті здійснення, якому віддається перевага, період 104 пакетів-маячків включає 8 слотів MAS 107. Кожний MAS 107 включає в себе три слоти 105 для пакетів-маячків, розділених інтервалом >SIFS; відповідно, в протоколі розподіленого керування доступом до середовища передавання даних групи MBOA період пакетів-маячків включає двадцять чотири слоти 105 для пакетівмаячків. Як вже згадувалось, кількість слотів може бути змінною. Тривалість 106 розділеного на слоти періоду BP може бути фіксованою або змінною. Якщо вона фіксована, кількість слотів 105 для пакетів-маячків є фіксованою, і вона визначає максимальну кількість пристроїв, що можуть одночасно працювати в одному і тому самому місці і на одній і тій самій частоті. У принципі, тривалість слота 202 для пакета-маячка залежить від розміру пакета-маячка. Суперфрейм 102 відповідно до даного винаходу включає в себе також період 103 передавання даних, що містить решту слотів MAS 107 суперфрейма 102, тобто ті MAS суперфрейма, які не належать до періоду BP 104. Під час періоду 103 передавання даних суперфрейма 102 пристрої передають і приймають дані, або за схемою конкурентного доступу з пріоритетами, що має назву EDCA, або із резервуванням часу для доступу до середовища передавання даних, що зветься "про токолом розподіленого резервування" (DRP). Пакет-маячок містить, зокрема, таку інформацію: (1) ідентифікатор пристрою та його функціональних можливостей; (2) карту ідентифікації трафіка (відому фахівцям як "Traffic Identification Map", TIM); (3) поле, що повідомляє про зайнятість слотів для пакетів-маячків; (4) релевантну інформацію мережі із сітковою (або чарунковою) структурою (відомої фахівцям як "mesh networks"); і (5) інформацію про розподілені резервування середовища передавання даних. Ця інформація може передаватися в пакетімаячку у вигляді інформаційних елементів, як це передбачено стандартами IEEE 802.11 або IEEE 802.15. Передавання пакетів-маячків відповідно до даного винаходу може застосовуватися, крім іншого, для: (1) керування енергоспоживанням; (2) виявлення пристроїв завдяки швидкому виявленню зв'язків між ними; (3) маршрутизації повідомлень, що передаються через декілька проміжних пристроїв; (4) синхронізації пар рівноправних пристроїв, що обмінюються даними між собою; і (5) розподіленого резервування середовища передавання даних. Керування енергоспоживанням: Даний винахід сприяє економії енергії кожним пристроєм. Всі пристрої "прокидаються" (перемикаються у режим повного споживання енергії, або робочий режим) в момент часу TBTT або BPST для приймання пакетів-маячків. Пристрої з трафіком у чергах включають пристрої-адресати у карти TIM. Пристрої, що одержують адресовані їм карти TIM, залишаються у робочому режимі протягом наступного конкурентного періоду суперфрейма. Якщо карта TIM є пустою, пристрої можуть переходити в режим очікування відразу ж після закінчення періоду BP суперфрейма. Пристрої можуть також перейти в режим очікування і до закінчення суперфрейма, якщо буде прийнято пакет із нульовим полем "додаткові 13 дані" (відомим фахівцям як поле "More Data"). Виявлення пристроїв завдяки швидкому виявленню зв’язків між ними: Під час періоду пакетівмаячків всі пристрої передають пакети-маячки. Пристрої можуть бути виявлені за час, що відповідає тривалості одного суперфрейма, - як тільки буде прийнято пакет-маячок. Маршрутизація повідомлень, що передаються через декілька проміжних пристроїв: Пакетимаячки містять інформацію про сусідів пристрою. Цю інформацію, що включається у пакет-маячок як інформаційний елемент, що повідомляє про зайнятість слотів пакетами-маячками (відомий фахівцям як "Beacon Period Occupancy Information Element", або BPOIE), можна використовувати для виявлення найкоротшого або найдешевшого маршруту до певного пристрою. Синхронізація: Кожний пристрій прослуховує середовище передавання даних для виявлення пакетів-маячків. Якщо не прийнято жодного пакета-маячка, пристрій визначає свій власний момент часу TBTT або BPST і передає перший пакетмаячок. Якщо ж пакет-маячок прийнято, то пристрій шукатиме вільний слот у розділеному на слоти періоді пакетів-маячків і, якщо знаходитиме такий слот, то вибиратиме його для себе. Після того як слот вибрано, пристрій буде завжди передавати свій пакет-маячок у цьому слоті, якщо тільки не трапиться колізія. У випадку, якщо прийнято більш ніж один пакет-маячок, пристрій синхронізується за найшвидшим годинником. Може трапитися так, що один і той самий слот для пакета-маячка використовують два пристрої; відповідно, необхідно мати механізм виявлення і розв’язання колізій (відомий фахівцям як BCRP). Пристрої передають у власних пакетах-маячках поле "інформація про зайнятість слотів для пакетів-маячків" (BPOIE): (1) Поле "інформація про зайнятість слотів для пакетів-маячків" містить інформацію про номери слотів і ідентифікатори пристроїв (DevID), що відповідають прийнятим пакетам-маячкам; (2) Якщо або певний слот для пакета-маячка визначається за прийнятими пакетами-маячками як незайнятий, або пакет-маячок приймається неправильно принаймні певну заздалегідь визначену кількість разів, то поле "інформація про зайнятість слотів для пакетів-маячків" вважається пустим або таким, що не містить інформацію про даний таймслот. Коли пристрій, що передає пакет-маячок, приймає принаймні певну заздалегідь визначену кількість разів поле (поля) "інформація про зайнятість слотів для пакетів-маячків", яке не містить інформації про зайнятість його власного слота у періоді пакетів-маячків, або для цього слота вказано інший ідентифікатор пристрою, пристрій починає шукати новий незайнятий слот для пакетамаячка. Розподілене резервування середовища передавання даних: У своєму пакеті-маячку пристрій може оголосити про резервування конкретного інтервалу часу, що належить до періоду передавання даних суперфрейма. Всі пристрої одержують це оголошення при прийманні цього пакета 93029 14 маячка і дізнаються про резервування часу. Інші пристрої не здійснюють передавання протягом зарезервованого сусіднім пристроєм інтервалу часу. Запропоновані цим винаходом система і спосіб можуть використовуватися у бездротових персональних мережах (WPAN) і локальних мереж (WLAN) 300, в яких бездротові пристрої 301 мають МАС-модуль, модифікований відповідно до даного винаходу. Фіг.3 ілюструє типову бездротову мережу, в якій можуть використовуватись варіанти здійснення даного винаходу. Відповідно до даного винаходу передбачається МАС-модуль 400 (див. Фіг.4), виконаний з можливістю реалізації протоколу обміну пакетами-маячками таким чином, щоб полегшити здійснення щонайменше однієї з таких функцій: керування енергоспоживанням кожного пристрою у мережі довільної структури, розподілене резервування і синхронізація бездротових пристроїв у мережі довільної структури. Слід зазначити, що мережа показана на Фіг.3 невеликою лише для цілей ілюстрації. На практиці мережа WLAN або WPAN може об’єднувати набагато більшу кількість бездротових пристроїв, в яких втілено даний винахід. Кожний пристрій 301 у мережі довільної структури, показаній на Фіг.3, може включати в себе МАС-модуль 400 з архітектурою, що ілюструється функціональною схемою на Фіг.4. Кожний пристрій 301 може включати в себе МАС-модуль 400, що має блок керування 402, підключений до, принаймні, передавача 401, виконаного з можливістю роботи з розділеним на слоти періодом пакетівмаячків процесора 403, виконаного відповідно до даного винаходу, і приймача 404. Передавач 401 і приймач 404 підключені до антени 405. Виконаний з можливістю роботи з розділеним на слоти періодом пакетів-маячків процесор 403 є програмованим, так що тривалість періоду пакетів-маячків, наприклад, регулюється відповідно до різних стандартів зв’язку, включно з IEEE 802.11, Bluetooth і будь-якими іншими відомими стандартами/протоколами, що підтримують бездротові мережі довільної структури. Наприклад, передбачена стандартом IEEE 802.11 IBSS-мережа є мережею довільної структури, в якій, отже, може бути застосований даний винахід. Мережа довільної структури починається з того, що певний пристрій ("STA"), виконаний з можливістю роботи в мережі довільної структури, "шукає" пакет-маячок, що містить назву мережі (SSID), що відповідає тій, яка настроюється. Після приймання певним пристроєм STA і передаванням іншим пристроєм STA, що працюють в режимі мережі довільної структури, пакетів-маячків із відповідними ідентифікаторами SSID, згаданий певний пристрій STA приєднується до даної мережі, тобто мережі WLAN згаданого іншого пристрою STA. У тому випадку, якщо пакетів-маячків із відповідною назвою мережі не прийнято, пристрій STA почне сам передавати пакети-маячки, щоб організувати мережу довільної структури, що має ідентифікатор SSID, що настроюється. На Фіг.5 схематично зображено скінченний автомат, що пояснює функціональність виконаного з можливістю роботи з розділеним на слоти періо 15 дом пакетів-маячків процесора 403 щодо синхронізації. Пристрій перемикається у робочий режим ("прокидається") до моменту часу TBTT (501) та/або перевіряє наявність пакетів-маячків (502). Розглядаються два варіанти - або приймається щонайменше один пакет-маячок, або не приймається жодного пакета-маячка, і пристрій переходить зі стану 502 перевірки наявності пакетівмаячків, відповідно, або до стану (503) перевірки наявності слота для пакета-маячка, або до стану 504 організації мережі довільної структури. Зі стану 503 перевірки наявності слота для пакетамаячка при наявності незайнятого слота для пакета-маячка пристрій переходить до стану 506 синхронізації. Після синхронізації пристрій може передавати дані, якщо в чергах є дані (507), або може перейти в режим очікування (505) і знов "прокинутись" тільки перед наступним моментом часу TBTT і BPST (501). Якщо в чергах є дані (507), пристрій може перейти в режим очікування (505) після того, як всі дані будуть доставлені. Якщо вільних слотів немає, пристрій може організувати другу мережу довільної структури з новим періодом пакетівмаячків (504), або може перейти в режим очікування (505), до наступного суперфрейма. Як альтернативний варіант, у випадку, якщо пристроєм не прийнято жодного пакета-маячка, він може організувати мережу довільної структури, визначивши момент час TBTT або BPST тощо (504). На Фіг.6 схематично зображено скінченний автомат, що пояснює функціональність виконаного з можливістю роботи з розділеним на слоти періодом пакетів-маячків процесора 403 щодо виявлення і розв’язання колізій. Припустимо, що певний пристрій виконав процедуру синхронізації, показану на Фіг.5, і організував мережу довільної структури (504) або синхронізувався з вже існуючою мережею довільної структури (506). Початковий стан протоколу BCRP відповідає вибору пристроєм незайнятого слота періоду пакетів-маячків (601). Пристрій чекає моменту часу TBTT або BPST (602) і передає пакет-маячок у вибраному незайнятому слоті, включивши в нього інформаційний елемент BPOIE, обчислений за попереднім суперфреймом (603). Під час періоду пакетівмаячків пристрій приймає пакети-маячки (якщо такі є) від інших пристроїв групи обміну даними (604) і зберігає ідентифікатори пристроїв (DEVID), що передавали ці пакети-маячки (605). Ці ідентифікатори DEVID, разом із відповідними номерами слотів, вміщуються в інформаційний елемент BPOIE пакета-маячка наступного суперфрейма, що передається (603). Інформаційні елементи BPOIE з прийнятих пакетів-маячків також декодуються 93029 16 (606). Паралельно пристрій виконує операцію визначення слотів як зайнятих або незайнятих (606). Всі слоти, в які був прийнятий пакет-маячок, або включені в прийняті інформаційні елементи BPOIE, визначаються як зайняті. Слот, який був визначений як зайнятий, перевизначається як незайнятий якщо у N послідовних суперфреймах (де N - певна заздалегідь визначена кількість суперфреймів) у цьому слоті не було прийнято жодного пакета-маячка, або якщо у N послідовних суперфреймах (де N - певна заздалегідь визначена кількість суперфреймів) у прийнятих від пристроїв даної групи обміну даними інформаційних елементах BPOIE не було інформації про даний слот. Далі протокол BCRP передбачає аналіз прийнятих інформаційних елементів BPOIE. Якщо всі прийняті інформаційні елементиBPOIE містять його власний ідентифікатор DEVID, то пристрій працює у нормальному режимі і чекає наступного моменту часу TBTT або BPST (602). Якщо ж в одному або декількох інформаційних елементах BPOIE його власний ідентифікатор DEVID відсутній, то пристрій прирощує лічильник (який ведеться для кожного елемента BPOIE), що вказує кількість послідовних суперфреймів, в яких в цьому конкретному інформаційному елементі BPOIE був відсутній його власний ідентифікатор пристрою DEVID (607). Якщо ідентифікатор DEVID був відсутній в певному інформаційному елементі в суперфреймах, кількість яких більша ніж певна заздалегідь задана кількість N, то пристрій вибирає новий слот (601) і починає процес спочатку. В іншому випадку пристрій чекає наступного моменту часу TBTT або BPST (602). Хоч були описані і проілюстровані варіанти здійснення даного винаходу, яким віддається перевага, фахівцям в цій галузі техніки буде ясно, що розкритий в цьому тексті суперфрейм є лише ілюстративним прикладом; можуть бути виконані різні зміни і модифікації суперфрейма, наприклад, із використанням еквівалентних ознак, що не слід вважати виходом за межі даного винаходу. Для пристосування цього винаходу до конкретної ситуації без виходу за межі винаходу можуть бути здійснені різноманітні модифікації; наприклад, положення періоду пакетів-маячків може бути відмінним від початку суперфрейма, як розглядалося у розглянутих прикладах. Отже, цей винахід не обмежується конкретними варіантами здійснення, розкритими як приклади найкращих способів здійснення винаходу, а включає в себе всі варіанти здійснення, що не виходять за межі формули винаходу. 17 93029 18 19 93029 20 21 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 93029 Підписне 22 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601