Пакетна синхронізація з відкладеним підтвердженням в бездротових мережах

1. Спосіб передавання пакетів із першого пристрою (101), підключеного до бездротової локальної мережі (WLAN) (100), у другий пристрій (102), підключений до WLAN, який включає такі операції: передавання від першого пристрою у другий пристрій першого пакета (200), що містить вказівник (205) першої передачі, який вказує на те, що інтервал обслуговування повинен початися в певний момент часу; передавання з другого пристрою в перший пристрій підтвердження, що підтверджує одержання вказівника першої передачі; і передавання другого пакета (200), що містить ще один вказівник (205) першої передачі, якщо у межах заздалегідь заданого проміжку часу першим пристроєм не буде одержане згадане підтвердження. 2. Спосіб за п. 1, який включає повторення передавання другого пакета до одержання підтвердження. 3. Спосіб за п. 1, який додатково включає передавання останнього пакета (200), що містить вказівник (206) останньої передачі, який вказує на те, що інтервал обслуговування повинен закінчитися у певний момент часу. 4. Спосіб за п. 1, який додатково включає визначення інтервалу обслуговування. 5. Спосіб за п. 3, який додатково включає, після передавання вказівника першої передачі і до передавання вказівника останньої передачі, здійснення множини передач між першим пристроєм і другим пристроєм. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що одним пристроєм є сумісна з технологією гаранту 2 (19) 1 3 84285 4 пристрій (102), яка відрізняється тим, що перший пристрій передає перший пакет (200), що містить вказівник (205) першої передачі, який вказує на те, що інтервал обслуговування повинен початися в певний момент часу, а другий пристрій передає в перший пристрій підтвердження, що підтверджує одержання вказівника першої передачі, а також тим, що перший пристрій передає другий пакет (200), що містить ще один вказівник (205) першої передачі, якщо у межах заздалегідь заданого проміжку часу першим пристроєм не буде одержане згадане підтвердження. 18. Бездротова локальна мережа (WLAN) (100), яка включає в себе перший пристрій (101) і другий пристрій (102), яка відрізняється тим, що перший пристрій передає останній пакет (200), що містить вказівник (206) останньої передачі, який вказує на те, що інтервал обслуговування повинен закінчи тися в певний момент часу, а другий пристрій передає в перший пристрій підтвердження, що підтверджує одержання вказівника останньої передачі, а також тим, що перший пристрій передає другий пакет, що містить ще один вказівник останньої передачі, якщо у межах заздалегідь заданого проміжку часу першим пристроєм не буде одержане згадане підтвердження. 19. Бездротова локальна мережа за п. 17, яка відрізняється тим, що першим пристроєм є сумісна з технологією гарантування якості послуг (QoSсумісна) точка доступу (QAP), а др угим пристроєм є QoS-сумісна станція (QSTA). 20. Бездротова локальна мережа за п. 18, яка відрізняється тим, що першим пристроєм є сумісна з технологією гарантування якості послуг (QoSсумісна) точка доступу (QAP), а др угим пристроєм є QoS-сумісна станція (QSTA). Застосування бездротового зв'язку в системах передавання даних і голосової інформації стає все масовишім. Пристрої, що використовують бездротовий зв'язок, включають в себе портативні комп'ютери, комп'ютери в бездротовій локальній мережі (WLAN), мобільні телефони тощо. Досягнення в галузі канальної модуляції істотно збільшили пропускну спроможність каналів бездротового зв'язку, роблячи WLAN життєздатною альтернативою дротовим і оптоволоконним мережам. IEEE 802.11 - це стандарт, що передбачає специфікацію для підрівня керування доступом до середовища (МАС-підрівня) і фізичного (PHY) рівня мережі WLAN. Хоч цей стандарт істотно вдосконалив керування голосовим трафіком і трафіком даних, безперервно зростаючий попит на доступ до мережі із все більш високими канальними швидкостями при гарантованій якості послуг (QoS) вимагає постійного розвитку стандарту і його вдосконалення. Наприклад, значні зусилля спрямовуються на підтримку роботи в бездротових локальних мережах (WLAN) мультимедійних сервісів у реальному часі, особливо з гарантованою якістю послуг (QoS). Одним методом, що використовується для координування доступу до робочого каналу мережі WLAN і його використання, є опитування. Опитування - це процес, в якому сумісна з технологією гарантування якості послуг (QoS-сумісна) точка доступу (QAP) передає в QoS-сумісну станцію (QSTA) повідомлення з певними вимогами, такими як вимоги до потоку. Фактично йдеться про надання точкою доступ у QAP дозволу станції QSTA, з наданням права доступу до каналу впродовж вказаного проміжку часу. QSTA має виділений за розкладом (плановий) час для здійснення доступ у; мінімальний період часу між двома послідовними плановими інтервалами обслуговування відомий як мінімальний інтервал обслуговування. У проміжку між плановими інтервалами обслуговування QSTA може перейти в енергозбережний режим або виконувати якісь власні (внутрішні) об числювальні операції, або й те, й інше. Наприклад, QSTA може використовувати цей час простою для інших задач, зокрема, для заощадження електроенергії. Без інформації про момент часу, що відповідає початку мінімального інтервала обслуговування, QSTA після інтервала обслуговування доводилося б залишатися в активному режимі, чекаючи від QAP наступн у команду для одержання доступ у до каналу. Використання ресурсів при цьому було б неефективним. Хоча специфікація IEEE 802.1 IE, що передбачає описану вище стисло процедуру опитування, підвищує ефективність WLAN, є все ж і певні недоліки. Наприклад, мінімальний інтервал обслуговування і максимальний інтервал обслуговування відлічуються від початку першого успішного передавання точкою доступу QAP (яка також іменується гібридним контролером (HC) даних або пакета QoS(+)CF-Poll. Хоч пакет даних або QoS(+)CF-Poll, переданий точкою доступу QAP, може бути прийнятий станцією QSTA належним чином, QAP може не одержати належним чином передбачене підтвердження прийому. Відповідно, QSTA задає точку відліку для мінімального інтервала обслуговування відповідно до моменту часу, вказаного в QoS(+)CF-Poll, і параметрів, заданих в ньому (точка відліку - від початку QoS(+)CF-Poll або низхідного передавання), тоді як QAP, не одержавши підтвердження, повторно передає попередній сигнал, вважаючи, що попередня передача не була прийнята. Однак оскільки QSTA вже встановила початок мінімального інтервала обслуговування, вона може, наприклад, в кінці мінімального інтервала обслуговування перейти в енергозбережний режим, і тому не прийме опитувальне повідомлення, що призведе до збою в роботі протоколу. Іншими словами, синхронізація початку інтервалів обслуговування в QAP і QSTA виявляється порушеною. Крім того, якщо початок інтервала обслуговування не синхронізований для QSTA, після спливу максимальної тривалості обслуговування від початку 5 84285 інтервала обслуговування QSTA може перейти в енергозбережний режим. Однак, оскільки початок інтервала обслуговування не синхронізований, QAP вважатиме, що початок інтервала обслуговування настає пізніше (порівняно з QSTA), і максимальна тривалість обслуговування спливе пізніше. Тому QAP могла б продовжувати передавати дані в QSTA, хоч QSTA знаходиться в енергозбережному режимі, що призвело б до збою у роботі протоколу. Відповідно, існує потреба у забезпечення залишання QSTA в активному стані доти, доки їй не буде явно сказано про кінець інтервала обслуговування. На додаток до неоднозначності, яка може виникати при визначенні початку мінімального інтервала обслуговування, кінець інтервала обслуговування також може бути неоднозначним, результатом чого може бути збій у роботі протоколу, навіть якщо моменти початку інтервалів обслуговування синхронізовані. Наприклад, якщо в одному інтервалі обслуговування точка доступу QAP надасть більш ніж один інтервал для передавання (TXOP) у послідовності пакетів QoS(+)CF-Poll, тоді станції QSTA, що не володіє інформацією, чи є даний TXOP останнім, довелося б чекати завершення максимального інтервала обслуговування, перш ніж перейти в енергозбережний режим. Зрозуміло, результатом цього може бути надмірне споживання електроенергії станцією QSTA. Відповідно, є потреба у способі опитування і передавання пакетів даних і/або голосової інформації між точкою доступу QAP і станціями QSTA мережі WLAN, який долав би принаймні описані вище недоліки відомих способів. Відповідно до одного прикладу здійснення спосіб передавання пакетів із першого пристрою бездротової локальної мережі (WLAN) у другий пристрій WLAN включає передавання з першого пристрою у другий пристрій першого пакета, що містить вказівник першої передачі. Вказівник першої передачі визначає, що інтервал обслуговування повинен початися в певний час. Спосіб також включає передавання з другого пристрою в перший пристрій підтвердження, що вказує на успішний прийом вказівника першої передачі, і передавання другого пакета, що містить ще один вказівник першої передачі, якщо у межах заздалегідь заданого проміжку часу першим пристроєм не буде одержане згадане підтвердження. Відповідно до ще одного прикладу здійснення бездротова локальна мережа включає в себе перший пристрій і другий пристрій. Перший пристрій передає перший пакет, що містить вказівник першої передачі, який визначає, що інтервал обслуговування повинен початися в певний час. Другий пристрій передає підтвердження в перший пристрій, що вказує на успішний прийом вказівника першої передачі. Якщо у межах заздалегідь заданого проміжку часу згадане підтвердження не буде прийнято першим пристроєм, перший пристрій передає другий пакет, що містить ще один вказівник першої передачі. Винахід стане більш зрозумілим із наведеного нижче докладного опису, що посилається на прикладені фігури. Слід підкреслити, що різні елемен 6 ти не обов'язково зображені в реальному масштабі. Навпаки, для ясності уявлення розміри можуть бути, залежно від обставин, збільшені або зменшені. Фіг.1 - блок-схема бездротової локальної мережі відповідно до одного прикладу здійснення. Фіг.2 - приклад пакета QoS Control Field Frame відповідно до одного прикладу здійснення. Фіг.3а - спосіб обміну пакетами між QAP і QSTA відповідно до одного прикладу здійснення. Фіг.3b - спосіб обміну пакетами між QSTA і QAP відповідно до одного прикладу здійснення. У наведеному нижче докладному описі для забезпечення більш глибокого розуміння даного винаходу викладені, з метою пояснення - але не обмеження - приклади його здійснення, що розкривають певні деталі. Однак після ознайомлення з ним рядовому фа хівцю в цій галузі техніки стане зрозуміло, що можливі й інші варіанти реалізації даного винаходу з відхиленням від конкретних деталей, розкритих в цьому описі. Крім того, щоб не ускладнювати опис винаходу, опис добре відомих пристроїв, способів і матеріалів не наводиться. На Фіг.1 показана WLAN 100 відповідно до одного прикладу здійснення. WLAN 100 включає в себе щонайменше одну QAP 101, за допомогою бездротової інфраструктури (не показана) з'єднану з декількома станціями QSTA 102. В даному прикладі здійснення показані чотири QSTA 102, для більшої ясності обговорення прикладів здійснення. Станції QSTA 102 можуть бути, наприклад, переносними пристроями, такими як персональні комп'ютери, побутове електронне обладнання, мобільні телефони або інші пристрої, що можуть підключатись до бездротової локальної мережі. Відповідно до одного прикладу здійснення WLAN 100 і її елементи по суті відповідають стандарту IEEE 802.11 і його розширенням і версіям. У WLAN 100 також впроваджені зміни і удосконалення, запропоновані цим винаходом. У процесі роботи, QAP 101 керує передаванням, що здійснюють різні QSTA 102. Для цього QAP координує передавання голосової інформації та даних станціями QSTA 102. Відповідно до одного прикладу здійснення станції QSTA 102 з'єднані одна з одною тільки через QAP 101. Відповідно до іншого прикладу здійснення QSTA можуть зв'язуватися з однією або декількома QSTA без необхідності передавання спочатку в QAP 101. Перше відоме як висхідний канал, тоді як останнє іменується прямим з'єднанням. Хоч ці аспекти організації WLAN 100 є важливим для загального розуміння прикладів здійснення, для цього, як правило, не є необхідним заглиблюватись у деталі таких аспектів. Відповідно, ці деталі не наводяться, щоб не ускладнювати опис прикладів здійснення. На Фіг.2 і Фіг.3 показані, відповідно, приклади пакета QoS Control і способу обміну пакетами між QAP і QSTA відповідно до прикладів здійснення даного винаходу. Пакет 200, що має назву QoS Control Field Frame, має формат, що відповідає специфікації IEEE 802.НЕ Draft D4.0 Article 7.1.3.5, з модифікаціями, що відповідають наведеним прикладам здійснення. Зміст цієї специфікації слід 7 84285 вважати повністю включеним в дану заявку шляхом посилання. Пакет 200 QoS Control Field Frame (пакет з полями керування якістю послуг) включає в себе різні поля, такі як ідентифікатор трафіка (TID) 201, поле "schedule pending element" 202, поле 203 політики підтвердження (ACK) і граничну тривалість інтервала для передавання (TXOP) 204. Цифрові позначення над кожним полем пакета вказують кількість бітів пакета 200. Слід відзначити, що мінімальні і максимальні інтервали обслуговування, що згадуються в даній заявці, як правило вказуються в окремому полі, що іменується у п. 7.3.2.19 "Schedule Element", див. Фіг.42.14 згаданої специфікації Інституту інженерів з електротехніки і електроніки (IEEE). Важливою модифікацією пакета 200 QoS Control Field Frame відповідно до даного прикладу здійснення є введення у склад одного з пакетів, зарезервованих згідно з IEEE 802.НЕ, Стаття 7.3.5, біта 205 першого пакета (F) і біта 206 останнього пакета (L). Слід відзначити, що термінологія, використовувана для позначення біта 205 першого пакета і біта 206 останнього пакета, може бути різною. Наприклад, вони можуть іменуватися вказівником (або маркером) першої передачі і вказівником (або маркером) останньої передачі. Незалежно від термінології, біт 205 першого пакета є елементом (полем) пакета 200 QoS Control Field Frame, що передається точкою доступу QAP в станцію QSTA, призначеним для вказування на те, що інтервал обслуговування повинен початися; а біт 206 останнього пакета є елементом пакета, що передається QAP в QSTA, призначеним для вказування на те, що інтервал обслуговування повинен закінчитися. Фактично біт 205 першого пакета синхронізує QAP і QSTA за початком інтервала обслуговування, а біт 206 останнього пакета синхронізує QAP і QSTA за кінцем інтервала обслуговування. Спочатку детально розглянемо призначення біта 205 першого пакета, після чого перейдемо до розгляду призначення біта 206 останнього пакета. Як показано на Фіг.3а, послідовність операцій обміну інформацією з боку QSTA в наведеному як приклад способі 300 починається на кроці 301. На кроці 302 QSTA чекає початку інтервала обслуговування. У цьому режимі QSTA може працювати з внутрішніми чергами або переходити в енергозбережний режим. Зрозуміло, це дозволяє станції QSTA виконувати операції, час здійснення яких закінчується, і/або зберігати електроенергію, оскільки в цей час вона не буде обмінюватися інформацією з QAP. Якщо на кроці 303 час, що сплив, є рівним мінімальному інтервала обслуговування або більший за нього, QSTA переходить в робочий стан на кроці 304 і приймає або передає інформацію в QAP, якщо її опитують. Якщо на кроці 303 проміжок часу менший від мінімального інтервала обслуговування, QSTA повторює кроки 302 і 303, як це і показано на Фіг.3а. Якщо на кроці 305 QAP передає біт першого пакета, QSTA встановлює точку відліку першого інтервала обслуговування. У такий спосіб визначається момент часу, в який починається перший 8 інтервал обслуговування. Протягом цього інтервала обслуговування точка доступ у QAP може обслуговувати станцію QSTA. Отже, після приймання біта першого пакета QSTA реєструє тривалість часу від приймання пакета 200 QoS Control Field Frame до початку інтервала обслуговування. Після того як на кроці 306 буде належним чином задана точка відліку, QSTA може зайнятися іншими внутрішніми задачами або перейти в енергозбережний режим-залежно від обставин. Після початку інтервала обслуговування можливі передавання і приймання даних і/або голосової інформації. Під час інтервала обслуговування відбувається задана кількість висхідних (з QSTA в QAP), низхідних (з QAP в QSTA) і прямих передавань/опитувань. Ця процедура здійснюється відповідно до протоколу згадуваного стандарту IEEE 802.11 і/або його модифікацій. Для вказування кінця інтервала обслуговування точка доступу QAP передає останній пакет QoS Control Field Frame, що містить біт L 206 останнього пакета. На кроці 307 QSTA перевіряє, чи прийнятий біт 206 останнього пакета. Якщо біт останнього пакета був прийнятий, QSTA передає ACK (підтвердження) на кроці 308. У цей момент QSTA встановлює точк у відліку кінця інтервала обслуговування. Якщо, з іншого боку, біт 206 останнього пакета не був прийнятий на кроці 308, QSTA перевіряє на кроці 312, чи не перевищив поточний час максимальну тривалість обслуговування. Якщо не перевищив, спосіб повторюється, починаючи з кроку 304. Якщо вже сплив час, що відповідає максимальній тривалості обслуговування, QSTA робить висновок, що в даному інтервалі обслуговування не передбачається більше ніякого обслуговування точкою доступу QAP, і QSTA може перейти в енергозбережний режим або обробляти внутрішні черги, готуючись до наступного інтервала обслуговування. Це виконується на кроці 309. Корисний ефект полягає в тому, що станція QSTA може однозначно встановити для себе момент вимкнення. У цьому полягає відмінність від відомих способів, в яких QSTA може залишатися в робочому стані, марно витрачаючи енергію, або може не встигнути обробити внутрішні черги, які повинні бути оброблені впродовж обмеженого проміжку часу, оскільки QSTA марно чекає подальших передач, або й те, й інше. Нарешті, на кроці 310, QSTA ви ходить з енергозбережного режиму перед початком наступного планового інтервала обслуговування. Процес повторюється з кроку 301. Перш ніж перейти до розгляду передавання останнього пакета інтервала обслуговування, доцільно відзначити, що задля ясності не описуються всі можливі варіанти передавання і приймання пакета 200. Звичайно, можливі й інші варіанти передавання/приймання і підтвердження приймання, що вимагають повторення (можливо, безперервного) одного або декількох кроків способу 300, доки не буде досягнута синхронізація QAP і QSTA. По суті, повторення будь-яких необхідних кроків до досягнення синхронізованого встановлення початку інтервала обслуговування в QSTA і QAP не вийде за межі запропонованого прикладу способу. 9 84285 На Фіг.3b спосіб обміну пакетами між QAP і QSTA показаний з боку QAP. Кроки 301 і 302 такі самі, як описані вище. Якщо на кроці 311 поточний час відповідає часу початку планового інтервала обслуговування, то на кроці 313 QAP передає пакет QoS Control Frame, що містить біт 205 першого пакета. В іншому випадку алгоритм повертається на крок 302. На кроці 314 QAP перевіряє, чи одержала QAP підтвердження (ACK) у межах заздалегідь заданого проміжку часу. Якщо одержала, то на кроці 315 продовжується передавання і приймання згідно зі згаданою специфікацією Інституту інженерів з електротехніки і електроніки (IEEE). Якщо ACK не одержане, крок 313 повторюється, і повторно передається біт 205 першого пакета. Не зважаючи на те, чи одержала QSTA біт 205 першого пакета на попередньому кроці, QSTA задає точку відліку початку інтервала обслуговування за останнім одержаним бітом першого пакета. Іншими словами, для досягнення синхронізму у встановленні початку інтервала обслуговування між QSTA і QAP вимагається гарантований прийом ACK. Тому QAP буде повторно передавати біт першого пакета, і QSTA буде задавати точку відліку початку інтервала обслуговування за одержаним пакетом QoS Control Field Frame. Зрозуміло, що цей підцикл, що складається з кроків 313 і 314 приведеного як приклад способу, може повторюватися до одержання підтвердження ACK точкою доступ у QAP. Як легко зрозуміти, операції, що здійснюються на кроках 313 і 314, призводять до встановлення однакової точки відліку початку інтервала обслуговування в QAP і QSTA. А саме, якщо підтвердження ACK прийняте, то і QAP, і QSTA визначають певний момент часу (вказаний точкою доступу QAP в пакеті 200 QoS Control Field Frame) як початок інтервала обслуговування. Це визначення забезпечує синхронізм між QAP і QSTA і є прямим результатом передавання, приймання, підтвердження і приймання підтвердження першого пакета F. Іншими словами, оскільки QAP передає біт 205 першого пакета, який вказує, що це є перша передача в інтервалі, a QSTA приймає біт 205 першого пакета, який вказує, що це перша передача, і QAP приймає підтвердження того, що біт 205 першого пакета був прийнятий, не може бути ніяких сумнівів, що саме ця передача є першою, виходячи з чого визначається початок (що також іменується точкою відліку) інтервала обслуговування. Але при передаванні, прийманні і підтвердженні біта 206 першого пакета неприйняття або станцією QSTA, або точкою доступа QAP передачі може призвести до відсутності необхідного синхронізму між QAP і QSTA. Результатом цього може бути неприйнятний збій у роботі протоколу, такий як згадуваний вище. Щоб указати кінець даного інтервала обслуговування, на кроці 316 QAP передає пакет 200 QoS 10 Control Field Frame, що містить біт 206 останнього пакета. На кроці 317 QAP перевіряє, чи було прийнято підтвердження ACK від QSTA, чи ні. Якщо було, інтервал обслуговування закінчується на кроці 318. Якщо не було, на кроці 319 перевіряється, чи не зайняте середовище передавання даних між QSTA і QAP в межах PIFS. Якщо середовище зайняте, інтервал обслуговування завершується на кроці 318. Якщо середовище не зайняте, на кроці 320 QAP перевіряє, чи не досягнута задана максимальна кількість спроб передавання пакетів 200 QoS Control Field Frame з бітом 206 останнього пакета. Якщо не досягнута, на кроці 321 перевіряється, чи не перевищує поточна тривалість обслуговування максимальну тривалість обслуговування. Якщо перевищує, інтервал обслуговування закінчується на кроці 318. Якщо ні, повторюється послідовність операцій, що починається з кроку 316. Послідовність операцій приведеного як приклад способу, яка починається на кроці 315, практично виключає неоднозначність визначення фактичного завершення інтервала обслуговування. А саме, послідовність операцій, що включає: передавання точкою доступу QAP біта 206 останнього пакета, який вказує на закінчення інтервала обслуговування; одержання станцією QSTA біта 206 останнього пакета; передавання станцією QSTA підтвердження того, що біт останнього пакета одержано; і приймання підтвердження точкою доступу QAP-практично синхронізує завершення інтервала обслуговування для QAP і QSTA. Цей синхронізм забезпечує переваги як для висхідного, так і для низхідного передавання. Переваги для висхідного передавання включають уможливлення ранньої обробки певних чутливи х до часу черг, яка вже може бути виконана станцією QSTA, оскільки кінець інтервала обслуговування розпізнаний і QSTA не витрачатиме цінний час в очікуванні подальших передач. Крім того, це дає більше часу для обслуговування черг, оскільки кінець інтервала обслуговування розпізнається на ранньому етапі. Більш того, забезпечуються переваги і для низхідного каналу, оскільки QSTA чітко визначає, що інтервал обслуговування закінчився, і може зберігати електроенергію, або обробляти черги, або, у разі потреби, виконувати будь-яку іншу функцію керування доступом до середовища. З описаних прикладів здійснення стає очевидним, що винахід може бути реалізований фахі вцем в цій галузі те хніки, який ознайомився з даною заявкою, багатьма різними способами. Такі варіанти не мають вважатися відступом від предмета і обсягу винаходу, і такі модифікації, які були б очевидні фахівцю в даній галузі, мають вважатися охопленими формулою винаходу і її правових еквівалентів. 11 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84285 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601