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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationssysteme.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Systeme
für verbesserte
Kommunikationen in drahtlosen Einrichtungen, die WiFi-Kommunikationsverbindungen
verwenden.
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Die
drahtlose Kommunikations-Technologie stellt den Benutzern eine große Flexibilität bei der Kommunikation
zur Verfügung
einschließlich
der Audiokommunikation, der E-Mail, der Videokommunikation anderer
Datenübertragung.
Während
zellulare Netzwerke für
bequeme Sprachkommunikationen weit verbreitet sind, hat die Verwendung
von Daten-intensiven, drahtlosen Kommunikationen in den letzten
Jahren dramatisch zugenommen, teilweise auf Grund der Entwicklung
der Technologie (beispielsweise WiFi) basierend auf der Familie
der 802.11 Standards. Die letztere Technologie ist besonders für Benutzer
von Datenterminals, beispielsweise tragbare Computer, geeignet,
die einen „tragbaren" Zugang zu Datennetzwerken
durch Zugangspunkte (APs = Access Points = Zugangspunkte) ob zu
Hause, in einem Büro,
Hotel, Schule oder einem Cafe-Laden schätzen.
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Wegen
der 802.11-(der Begriff „WiFi" wird hier austauschbar
mit „802.11" verwendet, um eine drahtlose
Kommunikation basierend auf einem 802.11-Standard zu bezeichnen)
Technologie wurde entwickelt, um die Datenkommunikation, beispielsweise
E-Mail, Web-Zugang und dergleichen, zu erleichtern, wobei ein Schwerpunkt
darin lag, eine Datenübertragung
sicherzustellen, während
weniger Aufmerksamkeit auf Anwendungen gerichtet wurde, die Realzeit-Kommunikationen
involvieren, beispielsweise Audio- und Video-Übertragung.
Entsprechend wurden auf 802.11 basierende Einrichtungen als Audio-
und Video-Einrichtungen
nicht weit verbreitet.
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Ein
erstes Problem, das mit der Verwendung von 802.11 für Realzeit-Anwendungsfälle verbunden ist,
ist die Verwendung einer Rahmen-Prüfsequenz (FCS = Frame Check
Sequence = Rahmen-Prüfsequenz),
die in dem Nutzlastpaket enthalten ist, um zu bestimmen, ob eine
Bestätigung
(ACK = Acknowledgement = Bestätigung)
für ein
spezielles, übertragenes
Nutzlastpaket gesendet werden soll. Bei Realzeit-Sprachanwendungen und bei Video-Streaming-Anwendungen
ist es jedoch nicht möglich,
einen ACK-Mechanismus
zu verwenden.
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Da
jedes Datenpaket einem ACK-Mechanismus bei der Übertragung unter Verwendung
des 802.11 Standard unterworfen ist, wird ein großer Wasserkopf
zu den Datenübertragungen
hinzugefügt.
Während
es erwünscht
ist, die Zuverlässigkeit der
Datenübertragungen
sicherzustellen, erzeugt dies einen oft unnötigen Übertragungs-Flaschenhals für Realzeit-Anwendungsfälle. In
der drahtlosen Übertragung
von Daten von einem WiFi-Terminal zu einem Zugangspunkt (AP), wenn
ein einziger Fehler in dem Medien-Zugangsprotokoll-(MAC = Media Access
Controll = Medien-Zugangssteuerung) Kopf oder in der Nutzlast einer
802.11-Paketübertragung festgestellt
wird, wird beispielsweise das Paket zurückgewiesen. Die Zurückweisung
auf Grund eines einzigen Fehlers mag in dem Fall erwünscht sein, wenn
Daten unter Verwendung des Internetprotokolls (IP) übertragen
werden, wo der einzige Fehler in dem IP-Adressfeld liegen könnte und
bewirken könnte, dass
das Paket nicht ordnungsgemäß zu der
falschen IP-Adresse durch den AP weitergegeben wird. Einzelne Fehler,
die in Sprachpaketen liegen, können jedoch
beispielsweise oft leicht korrigiert werden oder sie haben einen
vernachlässigbaren
Einfluss auf die Integrität
der Kommunikationen. Somit ist eine Sprachnachrichten-Übertragung
unter Verwendung von WiFi-Technologie oft mit häufigen Wiederaufnahme-Versuchen
verbunden, die wegen einer Fehlerdetektion oder einem Verlust der
Audioverbindung ausgelöst
werden, was zu einer schlechteren Audioqualität führt.
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Zusätzlich unterliegen
drahtlose 802.11-Terminaleinrichtungen der Interferenz von anderen,
in der Nähe
liegenden RF-Einrichtungen. Da die Übertragung bei einer festen
Frequenz stattfindet, kann die Frequenz-Diversity nicht eingesetzt werden, um die
RF-Interferenz mit anderen Einrichtungen zu vermeiden, die bei etwa
der gleichen Frequenz arbeiten. Obwohl eine Sequenz von erneutem
Eintreten der Übertragung
eines Audiopakets versucht werden kann, um eine Interferenz unter
Verwendung der Zeit-Diversity zu vermeiden, können die erneuten Verbindungsversuche
Konsequenzen haben. Beispielsweise, wenn zwei Handgeräte, die
in enger Nachbarschaft zueinander arbeiten, eine Serie von erneuten
Verbindungsversuchen verwenden, um eine externe Interferenz zu vermeiden,
die gesamte Rahmenzeit 10 ms übersteigen und zu mobilen Kommunikationen
führen.
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Entsprechend
ist zu erkennen, dass ein Bedarf besteht, 802.11-Kommunikationen
für Realzeit-Anwendungsfälle zu verbessern.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum verbesserten
Nutzlast-Schutz in einem WiFi-System das Empfangen eines ersten
Datenpakets in einem Puffer. Das erste Datenpaket und ein zweites
Datenpaket werden in einem ersten Rahmenkörper zwischen einem WiFi-Terminal und einem
Zugangspunkt (AP) übertragen.
Das erste Datenpaket und ein drittes Datenpaket werden in einem
zweiten Rahmenkörper zwischen
dem WiFi-Terminal und dem AP übertragen.
Durch Wiederholen der vorstehenden Schritte mit anderen Datenpaketen
in der oben genannten Weise können
zwei Kopien von jedem Datenpaket zwischen dem WiFi-Terminal und
dem AP gesendet werden. Die zwei Kopien werden in einen Puffer empfangen.
Eine Bestimmung in Bezug auf eine beste Kopie der zwei Kopien wird
durchgeführt,
und die beste Kopie der zwei Kopien wird zu einem Empfänger weitergegeben.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum verbesserten
Nutzlast-Schutz in einem WiFi-System einen Schritt der Speicherung
eines Datenpakets in einem Puffer. Ein FEC-Paket, das auf dem Datenpaket
basiert, wird ebenfalls in dem Puffer gespeichert. Das Datenpaket
und das FEC-Paket werden zwischen einem WiFi-Terminal und einem
AP übertragen.
Das FEC-Paket wird
auf das Datenpaket angewendet, um ein korrigiertes Datenpaket zu
erzeugen. Das korrigierte Datenpaket wird zu einem Empfänger weitergegeben.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren für verbesserte
Kommunikationen über
eine WiFi-Verbindung die Übertragung
einer Datennutzlast über eine
erste Nutzlast. Ein Fehler wird unter Verwendung eines FCS-Pakets
bestimmt. Die Datennutzlast wird zu einer Paket-Korrekturschicht
gesendet. Die Paket-Korrekturschicht bestimmt die Natur des Fehlers.
In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wenn festgestellt wird, dass ein Fehler
in den IP- und MAC-Felder
existiert, überprüft die Paket-Korrekturschicht
ein Einheits-ID-Paket, um eine Bestimmungsstelle der Datennutzlast
zu bestimmen. Wenn eine Bestimmungsstelle festgestellt ist, wird das
Paket basierend auf der Einheits-ID-Bestimmung korrigiert und an
die Einrichtung weitergegeben.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren für verbesserte
Kommunikationen in einem WiFi-Netzwerk einen Schritt der Bereitstellung
eines Rahmens, der durch ein Rahmenintervall charakterisiert ist,
für die Übertragung
von aufeinander folgenden Audio-Datenpaketen, die zwischen dem WiFi-Handgerät und dem
AP übertragen
werden. Eine Registrierung wird von dem WiFi-Handgerät empfangen. Ein aktiver Zeitschlitz
für die Übertragung
von Audio-Datenpaketen zwischen dem WiFi-Handgerät und dem AP ist in dem Rahmen
angeordnet. Ein Triggersignal von dem WiFi-Handgerät wird empfangen.
Die Daten werden an das Handgerät
abgegeben und von dem Handgerät
empfangen, wobei der aktive Zeitschlitz so konfiguriert ist, dass
eine Überlappung
mit aktiven Zeitschlitzen vermieden wird, die für andere WiFi-Einrichtungen
eingerichtet sind, die in aktiver Kommunikation mit dem AP stehen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine
beispielhafte Datennutzlast (Rahmenkörper)-Struktur zeigt, die bei
der Übertragung von
aufeinander folgenden 802.11-Nutzlastpaketen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 eine
Drei-Datenpaket-Rahmenkörperstruktur
nach einem anderen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 einen
beispielhaften Rahmenkörper zeigt,
der gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
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4 ein
Referenz-IP-Paket zeigt, das zur Übertragung von Sprache und
anderen Daten von einem Sender unter Verwendung des 802.11-Protokolls
verwendet werden kann, wobei die Daten über ein IP-Netzwerk gesendet werden sollen;
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5 beispielhafte
Schritte in einem Verfahren zur Verbesserung einer 802.11-Verbindung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
beispielhafte 802.11-Datenpaketnutzlast gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
beispielhafte Rahmenstruktur für verbesserte
WiFi-Kommunikationen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7A eine
beispielhafte Rahmenstruktur gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7B eine
beispielhafte Rahmenstruktur zeigt, die gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
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7C eine
Rahmenstruktur zeigt, bei der zwei aktive Handgeräte-Schlitze
zu den in 7B gezeigten hinzugefügt sind;
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7D eine
Rahmenstruktur zeigt, die einem Szenario entspricht, bei dem ein
zusätzlicher, aktiver
Handgeräte-Schlitz
zu den zwei vorherigen, aktiven Handgeräte-Schlitzen in dem Fall hinzugefügt wird,
wenn die Datenübertragungsrate
ebenfalls drastisch reduziert ist;
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7E eine
Rahmenstruktur zeigt, die einen vierten, aktiven Handgeräte-Schlitz
in dem Fall einer niedrigen Datenübertragungsrate hinzufügt, wie
in 7D gezeigt ist;
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8 ein
WiFi-System zeigt, das entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet
ist;
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9 eine
Ausführung
eines U-APSD zeigt;
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10 beispielhafte
Schritte in einem Verfahren für
verbesserte Kommunikationen in einem WiFi-System gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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11 beispielhafte
Schritte in einem Verfahren für
verbesserte Kommunikationen in einem WiFi-System gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In
einem 802.11-Nutzlastpaket, das zur Übertragung von Standarddaten
verwendet wird, wird ein Rahmen-Prüfsequenz-(FCS)Paket zusammen
mit einem Rahmenkörper
(Nutzlast) in das Nutzlastpaket eingefügt. Die FSC wird im Zusammenhang
mit einem Bestätigungsmechanismus
verwendet, um zu bestimmen, das Nutzlastpaket gesendet werden soll.
In Standards wie beispielsweise 802.11, die auf Realzeit-Datenübertragung
abgestimmt sind, wird kein Bestätigungsmechanismus
unterstützt. Folglich
können
Realzeitsprache oder Video-Streaming-Informationen ohne jegliche
FCS gesendet werden. Die Qualität
solcher Übertragungen
kann daher weniger als ideal sein.
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1 zeigt
eine beispielhafte Datennutzlast (Rahmenkörper)-Struktur 100,
die in der Übertragung von
aufeinander folgenden 802.11-Nutzlastpaketen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Zu dem Zeitpunkt T1 wird die
Rahmenkörperstruktur 100 in
das 802.11-Nutzlastpaket 102 eingefügt, das
einen Kopf und andere Adressfelder (nicht gezeigt) enthalten kann.
Das Nutzlastpaket 102 kann beispielsweise von einem WiFi-Handgerät an einen
drahtlosen AP übertragen werden.
In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Rahmenkörperstruktur 100 eine duale
Sprachpaketstruktur, die einen Sprachpaketschlitz 104 und
einen Sprachpaketschlitz 105 umfasst. Wie dargestellt ist,
sind die Sprachpaketschlitze 104 und 105 aufeinander
folgende Sprachpakete, die in einem Puffer empfangen wurden. Zu
dem Zeitpunkt T1 sind beispielsweise die Sprachpakete N und N-1
in einem Rahmenkörper 100 eines
802.11-Nutzlastpakets 102 enthalten. Nachdem das Nutzlastpaket 102 an
dem drahtlosen AP empfangen worden ist, können die Sprachpakete N und
N-1 lokal in dem AP gespeichert werden. Zu dem Zeitpunkt T2 umfasst
die Sprach-Rahmenkörperstruktur 100 des Nutzlastpakets 112 die
Sprachpakete N und N+1. Das Sprachpaket N+1 kann ein Sprachpaket
sein, das zu dem Sprachpaket N an einen Puffer übertragen worden ist. Beide
Sprachpakete N und N+1 können
dann an dem Zeitpunkt T2 an den drahtlosen AP in dem Nutzlastpaket 112 übertragen
werden. Auf ähnliche
Weise werden zu dem Zeitpunkt T3 die Sprachpakete N+1 und N+2 in
einem Rahmenkörper 100 des
802.11-Nutzlastpakets 122 übertragen. Folglich kann jedes
Sprachpaket zwei Mal zu dem drahtlosen AP in aufeinander folgen den
802.11-Nutzlastpaketen übertragen
werden. Indem die Übertragung
von definitionsgemäß identischen
Sprachpaketen zeitlich getrennt wird, liefert die duale Paket-Rahmenkörperstruktur 100 einen
Mechanismus, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass wenigstens eines
der zwei definitionsgemäß identischen
Sprachdatenpakete ohne Fehler gesendet wird, insbesondere in Anwesenheit
einer Interferenz, bei der die Erzeugung eines Fehlers in einem
beliebigen Paket auftreten kann. Entsprechend kann die Empfangseinrichtung,
beispielsweise ein AP, sodann bestimmten, welche der zwei Kopien
eines bestimmten Sprachpakets an einen Empfänger zum Abspielen übertragen
werden soll.
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2 zeigt
eine Drei-Datenpaket-Rahmenkörperstruktur 200 gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall wird die Arbeitsweise
der Rahmenkörperstruktur 200 dadurch
gezeigt, dass redundante Datenpakete in eine Serie von übertragenen
802.11-Nutzlastpaketen, die die Nutzlastschlitze 203, 204, 205 nutzen, eingeschlossen
werden. In jedem 802.11-Nutzlastpaket umfasst die Rahmenkörperstruktur 200 drei
unterschiedliche Datenpakete, beispielsweise Sprachdatenpakete.
Die Arbeitsweise der Rahmenkörperstruktur 200 ist
analog zu der der Rahmenkörperstruktur 100 mit
der Ausnahme, dass statt der zweifachen Aussendung von jedem Sprachdatenpaket
jedes Sprachdatenpaket drei Mal gesendet wird. So wird beispielsweise
das Sprachdatenpaket N nacheinander an den Zeitpunkten T1, T2 und
T3 in 802.11-Nutzlastpaketen 205, 204 bzw. 203 gesendet. Die
drei Kopien von jedem Sprachnutzlastpaket können in einem Puffer einer
Empfangseinrichtung gespeichert werden, und die beste Kopie kann
für die Übertragung
an einen Empfänger
angenommen werden.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
die Datenpakete Videodaten oder andere Datentypen sein.
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3 zeigt
einen beispielhaften Rahmenkörper 300,
der nach einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Der Rahmenkörper 300 umfasst
ein Datenpaket 302 und ein Vorwärts-Fehlerkorrektur-(FEC =
Forward Error Correction)-Paket 304. Das Datenpaket 302 kann
beispielsweise ein Sprachpaket oder ein Videopaket sein. Wenn eine
Einrichtung (nicht gezeigt) das Datenpaket 302 als Teil
eines 802.11-Nutzlastpakets (nicht gezeigt) überträgt, kann der Sender FEC-Bits auf
der Grundlage des Datenpakets 302 und eines vorgegebenen
Algorithmus berechnen und die FEC-Bits als Paket 304 an
die Daten anhängen.
Ein Empfänger
des 802.11-Nutzlastpakets kann dann den Algorithmus und das empfangene
FEC-Paket 304 benutzen, um notwendigenfalls eine Fehlerkorrektur
an dem Datenpaket 302 durchzuführen.
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4 zeigt
ein Referenz-IP-Paket 400, das verwendet werden kann, um
Sprach- oder andere Daten von einem Sender, der ein 802.11-Protokoll verwendet,
zu übertragen,
wobei die Daten über
ein IP-Netzwerk gesendet werden sollen. Das IP-Paket 400 umfasst
einen auf eine physikalische Schicht bezogenen Kopf 402,
einen MAC-Kopf 404, FCS 406 sowie einen IP-Kopf 408,
CRC 410, UDP-Kopf 412, RTP-Kopf 414 und
eine Datennutzlast 416. In einer herkömmlichen Ausführung, wenn
eine Sendeeinrichtung Sprachdaten sendet, beispielsweise ein 802.11-WiFi-Handgerät, das zur Übertragung
von Sprache in einem Sprache-über-Internet-Protokoll (VoIP
= Voice-Over-Internet-Protocol) Anruf verwendet wird, werden die
Sprachdaten als Nutzlast 416 in dem Paket 400 verpackt
und über
eine drahtlose Verbindung an einen Empfänger, beispielsweise einen AP,
gesendet. Wenn das Paket empfangen wird, überprüft der AP das Paket 400,
und, wenn keine Fehler gefunden werden, gibt er das Paket zur Übertragung über ein
IP-Datennetzwerk
weiter. Wie unten beschrieben wird, werden Fehler in einer herkömmlichen
802.11-Übertragung
unter Verwendung von FCS festgestellt. FCS involviert im Allgemeinen
zusätzliche
Prüfsummenzeichen,
die zu einem Rahmen zur Fehlererkennung und -korrektur hinzugefügt werden.
Die Sendeeinrichtung berechnet eine Prüfsumme zu dem gesamten Rahmen
und sendet diese mit. Die Empfangseinrichtung berechnet die Prüfsumme zu
dem empfangenen Rahmen unter Verwendung des gleichen Algorithmus
und vergleicht sie mit der empfangenen FCS. Auf diese Weise kann
der Empfänger
feststellen, ob irgendwelche Daten bei der Übertragung verloren gegangen
sind oder geändert wurden.
Bei der herkömmlichen
Umsetzung bewirkt ein beliebiger Fehler, der in dem Paket 400 durch
einen Empfangs-AP
festgestellt wird, dass das gesamte Paket zurückgewiesen wird.
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Der
802.11-MAC-Kopf 404 umfasst im Allgemeinen eine Bestimmungsadresse
für das
Paket sowie eine Quelladresse, die die eindeutige Adresse der Sendeeinrichtung
ist. Zusätzlich
enthält
der IP-Kopf 408 die Terminaleinrichtungs-IP-Adresse. Folglich
können
jegliche Fehler in den IP- oder MAC-Köpfen dazu führen, dass das Paket 400 nicht an
die richtige Adresse abgeliefert wird. Somit verhindert bei dem
herkömmlichen
802.11-Protokoll die Zurückweisung
des Pakets 400, dass Pakete an der falschen Adresse abgeliefert
werden.
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Die
Ein-Bit-Fehlerzurückweisung
hat jedoch ihren Preis. Die Lage eines Bitfehlers wird in dem FCS-Verfahren nicht festgestellt.
Folglich kann ein zurückgewiesenes
IP-Paket, beispielsweise das Paket 400, einen Fehler in
einem beliebigen Feld enthalten, beispielsweise in der Sprachnutzlast 416 oder in
dem MAC-Kopf 404. In dem letzteren Feld verhindert die
Zurückweisung
des Pakets möglicherweise eine
un richtige Paketablieferung. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass
ein einziger Fehler in der Sprachnutzlast 416 Ablieferungsprobleme
verursacht, und er kann keine wesentliche Verschlechterung in der
Qualität
der darin enthaltenen Sprachdaten bieten. Dennoch wird das gesamte
Paket 400 zurückgewiesen,
was dazu führt,
dass die Sprachdaten erneut gesendet werden müssen und dass die Audioqualität während eines
WOIP-Anrufs möglicherweise
verschlechtert wird.
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5 zeigt
beispielhafte Schritte in einem Verfahren zur Verbesserung einer
802.11-Verbindung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In dem Schritt 501 wird ein 802.11-IP-Paket über eine
Luftschnittstelle an einer Empfangseinrichtung, beispielsweise einem
AP, empfangen. Das IP-Paket enthält
eine Datenpaketnutzlast, beispielsweise ein Sprachdatenpaket.
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In
dem Schritt 502 wird ein Fehler in einem 802.11-IP-Paket
festgestellt. Beispielsweise stellt ein AP, der ein FCS-Feld in
dem empfangenen Paket verwendet, fest, dass das 802.11-IP-Paket,
wie es empfangen wurde, Fehler enthält.
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In
dem optionalen Schritt 504 bestimmt die Empfangseinheit,
ob das 802.11-IP-Paket zur weiteren Untersuchung weitergeleitet
werden soll. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung geht das Verfahren von dem Schritt 502 direkt
zu dem Schritt 510 darunter weiter. Mit anderen Worten bestimmt
die Empfangseinheit, dass beispielsweise ein AP, automatisch, alle
mit Fehlern empfangenen Pakte zur weiteren Beurteilung weitergeleitet
werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird das Aussortieren des ankommenden
802.11-IP-Pakets durch die Empfangseinrichtung durchgeführt. Beispielsweise
kann auf der Grundlage einer MAC-Filterung oder eines ähnlichen
Verfahrens ein AP feststellen, ob das 802.11-IP-Paket von einem
bekannten (registrierten) WiFi-Handgerät empfangen wurde. Der AP kann
so vorher konfiguriert sein, dass er nur Fehler in Paketen verarbeitet,
die von registrierten Einrichtungen empfangen werden. Folglich geht,
wenn das Handgerät
nicht registriert ist, das Verfahren zu dem Schritt 506 weiter.
In dem Schritt 506 wird das empfangene, Fehler enthaltende
IP-Paket zurückgewiesen.
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In
dem Schritt 508 baut der Empfänger auf den Empfang eines
anderen 802.11-IP-Pakets. Beispielsweise kann die Sendeeinrichtung
eine Kopie des Sprachdatenpakets erneut senden, das in dem ersten
802.11-IP-Paket
enthalten war. Das Verfahren kann dann zu dem Schritt 501 zurückkehren.
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Wenn
in dem Schritt 504 das Handgerät registriert ist, geht das
Verfahren zu dem Schritt 510 weiter.
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In
dem Schritt 510 wird das 802.11-IP-Paket mit Fehlern zu
einer Paket-Bestimmungsschicht weitergegeben. Die Paket-Bestimmungsschicht
(PEL = Paket Evaluation Layer) kann eine Software sein, die von
einem Prozessor in dem AP ausgeführt
wird.
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In
dem Schritt 512 arbeitet die PEL, um den Ort und die Natur
des Fehlers oder der Fehler in dem empfangenen 802.11-IP-Paket zu
bestimmen. Beispielsweise kann das PEL bestimmen, dass der Fehler
ein Nicht-Adressfehler ist. Der Begriff „Nicht-Adressfehler" bezeichnet einen
Fehler in dem 802.11-Paket, der außerhalb des IP-Kopfs oder des MAC-Kopfs
liegt. Wenn der Fehler ein Nicht-Adressfehler ist, geht das Verfahren
zu dem Schritt 514 weiter, wo Fehlerkorrekturen in Bezug
auf Nicht-Adressfehler vor dem Abliefern der Nutzlast durchgeführt werden.
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In
dem Schritt 512, wenn ein „Adressfehler" festgestellt wird,
d.h. einer, der in dem IP-Kopf oder MAC-Kopf auftritt, geht das
Verfahren zu dem Schritt 516 weiter.
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In
dem Schritt 516 bestimmt der Empfänger (AP), ob eine Adressinformation
aus dem MAC-Kopf und/oder dem IP-Kopf zurück gewonnen werden kann, so
dass das 802.11-Paket ordnungsgemäß überfragen werden kann. Wenn
dies zutrifft, geht das Verfahren zu dem Schritt 518 weiter,
wo das 802.11-Paket zur Ablieferung an das IP-Netzwerk weitergegeben
wird.
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In
dem Schritt 516, wenn der Empfänger feststellt, dass Fehler
in der MAC- und IP-Kopfinformation eine ordnungsgemäße Ablieferung
des 802.11-Pakets verhindern, geht das Verfahren zu dem Schritt 520 weiter.
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In
dem Schritt 520 wird die Datenpaketnutzlast ausgewertet,
um Adressinformation zurück
zu gewinnen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung enthält
die Datenpaketnutzlast ein Datenpaket und ein FEC-Paket und ein
UNIT-ID-Paket. Das Datenpaket kann beispielsweise ein Sprachpaket
oder ein Videopaket sein. 6 zeigt
eine beispielhafte 802.11-Datenpaketnutzlast 600 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Nutzlast 600 enthält eine Sprachnutzlast 602,
ein FEC-Paket 604 und UNIT-ID-Paket 606. Das FEC-Paket 604 führt eine Vorwärts-Fehlerkorrektur
an dem UNIT-ID-Paket 606 durch, um Sicherzustellen, dass
es unwahrscheinlich ist, dass in der UNIT-ID enthaltene Bits einen Übertragungsfehler
erleiden. Die UNIT-ID enthält
vorzugsweise eine Information, die eindeutig die 802.11-Empfangseinrichtung
identifiziert, die das 802.11-IP-Paket empfangen soll. Somit kann
in dem Schritt 520 das UNIT-ID-Paket verwendet werden, um
den Bestimmungsort des 802.11-IP-Pakets
zu bestimmen, selbst wenn die IP- und MAC-Köpfe beschädigt worden sind. Nach der
Bestimmung der richtigen Adresse geht das Verfahren zu dem Schritt 518 weiter,
wo das Datenpaket zur Übertragung
an die Bestimmungseinrichtung weiter gegeben wird. Wenn festgestellt
wird, dass die Adresse nicht wieder herstellbar ist, geht das Verfahren
zu dem Schritt 508 weiter.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung geht das Verfahren von dem Schritt 512 direkt
zu dem Schritt 520 weiter. Mit anderen Worten geht, wenn
ein Adressfehler in einem IP- oder MAC-Kopf festgestellt wird, der
AP direkt dazu über,
festzustellen, ob die Adressinformation aus der Datenpaketnutzlast
wieder hergestellt werden kann.
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Weil
der herkömmliche
802.11-Standard spezifische Schlitze für die Übertragung von Datenzwischeneinrichtungen
nicht zuordnet, ist es schwierig, sicherzustellen, dass die Interferenz
bei WiFi-Systemen, die mehrere Einrichtungen in enger Nachbarschaft
verwenden, minimal ist. Bei Realzeit-Anwendungsfällen beispielsweise bei schnurlosen
WiFi-Telefonen (Handgeräten)
ist es jedoch erwünscht,
mehr als ein WiFi-Handgerät eines
Systems in enger Nachbarschaft betreiben zu können, wo eine wechselseitige
Interferenz ein Problem sein kann. Zusätzlich ist es erwünscht, sicherzustellen, dass
die Datenübertragung
in Anwesenheit von anderen RF-Interferenzquellen optimal ist. Somit
ist es erwünscht,
die Möglichkeit
zur Übertragung
von Daten, wie sie in dem herkömmlichen
802.11-Standard geliefert wird, beibehalten zu können. Weil Handgeräte jedoch
typischerweise mit Batterie betrieben sind, ist es nicht erwünscht, dass
ein WiFi-Handgerät einen
kontinuierlichen Betrieb bei voller Leistung zur Überwachung
von ankommenden Datenpaketen für länger als
notwendig aufrechterhalten muss.
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7 zeigt
eine beispielhafte Rahmenstruktur 700 für verbesserte Realzeit-WiFi-Kommunikationen
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Dauer der Rahmenstruktur 700 entspricht
einem festgelegten und kontinuierlich sich wiederholenden Intervall,
das durch einen AP aufgebaut wird und dazu verwendet wird, 802.11-Verbindungen
mit WiFi-Terminaleinrichtungen, beispielsweise Handgeräten, aufzubauen.
Mit anderen Worten arbeitet ein WiFi-System, das die Rahmenstruktur 700 verwendet,
um eine kontinuierliche Serie von sich wiederholenden Rahmen mit
der Rahmenstruktur 700 zu erzeugen, in der ein zweiter
Rahmen zur gleichen Zeit beginnt, wenn ein erster Rahmen endet. Wenn
beispielsweise die Dauer der Rahmenstruktur 700 10 ms entspricht
können
während
einer Minute Sprachkommunikationsdaten über eine Serie von 6000 aufeinander
folgenden Datenrahmen übertragen
werden, die jeweils die Struktur der Rahmenstruktur 700 haben.
In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Rahmenstruktur 700 verwendet,
um Kommunikationsverbindungen mit WiFi-Handgeräten zur Sprachkommunikation
auszubauen, sie könnten
jedoch auch für Realzeitvideo-
oder andere Realzeitkommunikationen verwendet werden. Das Zeitintervall,
das die Rahmenstruktur 700 definiert, kann an ein beliebiges WiFi-Handgerät weiter
gegeben werden, das dem AP zugeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie es in 7 gezeigt
ist, ist das Zeitintervall 10 ms, es kann jedoch 20 ms sein oder
eine andere passende Dauer haben. Durch Einrichtung einer festen
Dauer für
die Rahmenstruktur 700 kann ein AP gleichzeitige Kommunikationen
mit mehr als einem WiFi-Handgerät
erleichtern, wie weiter unten beschrieben wird.
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Die
Rahmenstruktur 700 umfasst einen aktiven Handgeräteschlitz 702.
Der Begriff „aktiver Handgeräteschlitz" oder „aktiver
Schlitz" entspricht einem
Zeitintervall, während
dem ein benanntes WiFi-Handgerät,
das dem AP zugeordnet ist einen „aktiven" Zustand aufrechterhalten kann, wo die
volle Leistung des Handgerätes
eingesetzt werden kann. Während
des aktiven Zustandes kann das Handgerät beispielsweise Daten empfangen,
Daten senden und aktiv auf Daten abhören. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann nach der Zuordnung eines Handgerätes mit
einem AP, der die Rahmenstruktur 700 verwendet, der AP
Kommunikationen mit dem Handgerät
unter Verwendung der Rahmenstruktur 700 aufbauen, und ein
aktiver Schlitz kann dem Handgerät
zugeordnet werden, wie unten beschrieben wird.
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Bezug
nehmend auf 8, die ein WiFi-System 800 zeigt,
das entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, kann ein WiFi-Handgerät 802 den
Leistungsbetrieb aufnehmen und sich dem AP 803 zuordnen,
der mit dem IP-Netzwerk 811 verbunden ist. Beim Einschalten
und Registrieren des Handgeräts 802 kann der
AP 803 einen herkömmlichen
802.11-Kommunikationsmodus mit dem Handgerät 802 aufbauen. In dem
herkömmlichen
Kommunikationsmodus wird ein periodisches Steuersignal, beispielsweise
nach jeweils 600 ms, gesendet, um anzuzeigen, ob die gespeicherten
Daten zwischen dem AP 803 und dem WiFi-Handgerät 802 gesendet
werden sollen. Während
des herkömmlichen
Kommunikationsmodus kann das WiFi-Handgerät Daten senden und empfangen,
die auf Anwendungsfällen
beruhen, die kein wesentliches Erfordernis für Realzeit-Kommunikation haben.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wenn nach der Registrierung mit einem
AP ein WiFi-Terminal, beispielsweise ein Handgerät 802 die Einleitung
eines Realzeit-802.11-Kommunikationsmodus
(oder einen „Realzeit-Kommunikationsmodus") anfordert, aktiviert
der AP einen Realzeit-Kommunikationsmodus mit dem anfragenden Handgerät durch
Aufbauen einer Realzeit-Kommunikations-Rahmenstruktur.
Somit kann der AP 803 auf eine Anfrage von dem Handgerät 802 antworten
und die Information weitergeben, die zur Verwendung der Rahmenstruktur 700 für Realzeit-Kommunikationen erforderlich
ist. Die Anfrage nach dem Realzeit-Kommunikationsmodus kann durch
einen Benutzer einer WiFi-Einrichtung ausgelöst werden, der eine Benutzerschnittstelle,
beispielsweise einen Knopf oder eine Tastatur auf der WiFi-Einrichtung,
verwendet. Der Knopf kann ein „Telefon"-Knopf sein, der,
wenn er niedergedrückt
wird, anzeigt, dass die Einrichtung „ausgehängt" wird, um an einem Telefongespräch teilzunehmen.
Alternativ kann ein Knopf zum Empfang von laufendem Audio, MPEG
usw. von einem AP ebenfalls verwendet werden, um einen Realzeit-Kommunikationsmodus
einzuleiten. Unter Bezugnahme wiederum auf 8 ordnet
beim Auslösen
eines Realzeit-Kommunikationsmodus der AP 803 sodann den
aktiven Schlitz 702 dem Handgerät 802 zu. Wenn der
Realzeit-Kommunikationsmodus eingeleitet wird, ist das Handgerät 802 während jedes
Rahmens 700 im Wesentlichen nur innerhalb des Rahmens 702 aktiv.
Während
der „Schlafperiode" 704 bleibt
beispielsweise ein Handgerät,
das in dem aktiven Schlitz 702 aktiv ist, bei niedriger
oder Standby Leistung. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung basiert die Anordnung des aktiven Schlitzes 702 und
der Schlafperiode 704 auf einem zeitlich nicht geplanten,
automatischen Leistungsspar-Abgabe-(U-APSD = Unscheduled Automatic Power
Save Delivery) Protokoll. Wenn ein Handgerät, beispielsweise das Handgerät 802,
sich bei dem AP 803 registriert, kann es beispielsweise
anzeigen, dass es U-APSD aktivieren will.
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9 zeigt
eine Ausführung
des U-APSD. In den aktiven Schlitzen 908 kann ein vorgegebenes Handgerät bei voller
Leistung arbeiten. Während dem
Aufwärts-Übertragungsschlitz 904 kann
das Handgerät
Daten senden, und während
des Abwärts-Übertragungsschlitzes 906 kann
das Handgerät
Daten von einem AP empfangen. An dem Zeitpunkt E, einem Schlaf-Trigger
Zeitpunkt, empfängt das
Handgerät
ein Serviceperioden-Ende-(EOSP = End Of Service Period) Bit, das
das Handgerät
triggert, einen Modus mit reduzierter Leistung einzuleiten („gehe Schlafen"), der während des
gesamten Standby-Schlitzes 908 bis zu dem Zeitpunkt W dauert,
an dem das Handgerät
den aktiven Betrieb wieder aufnimmt.
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Somit
wird in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung das allgemeine U-APSD-Verfahren, das
in 9 gezeigt ist, auf den Rahmen 700 angewendet,
um den aktiven Schlitz 703 und die Schlafperiode 704 zu
erzeugen. Wenn beispielsweise das Handgerät 802 einem Schlitz 702 zugeordnet wird,
ent spricht das Intervall 902 dem aktiven Schlitz 702,
und das Standby-Leistungsintervall 908 entspricht der Schlafperiode 704.
Zu dem Zeitpunkt T0 jedes Rahmens 700 wacht das Handgerät 802 auf. Die
Aufwachzeit P0 kann beispielsweise eingestellt werden, wenn das
Handgerät 802 eine
Anfrage für eine
Realzeit-Kommunikation
mit dem AP 803 einleitet. Der AP kann die Dauer des Rahmens 700 einstellen
und dem Handgerät 802 den
Befehl geben, an dem Zeitpunkt T0 von jedem Rahmen aufzuwachen. Das
Handgerät 802 kann
diese Information speichern, und auf der Grundlage einer internen
Uhr kann das Handgerät 802 sich
beispielsweise selbst nach jeweils 10 ms aufwecken. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung tritt die Beendigung des aktiven Schlitzes 702 an
dem Zeitpunkt TE auf, wenn ein Handgerät, beispielsweise das Handgerät 802,
ein EOSP-Bit von dem AP 803 empfängt. Folglich ist das Handgerät 802 während jedes
Rahmens während
einer Periode, die dem Intervall 704 entspricht, nicht
aktiv.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung kann die Dauer des aktiven Schlitzes 702 sich
von dem Zeitpunkt T0 bis zu T1 erstrecken, was eine maximale Dauer
einer aktiven Periode für
das dem Schlitz 702 zugeordnete Handgerät darstellt. Während der
Einleitung eines Realzeit-Kommunikationsmodus
des Handgeräts 802 mit
dem AP 803 ordnet beispielsweise der AP 803 den
Start einer Aufwach-Periode an dem Zeitpunkt T0 von jedem Rahmen
zu und sendet eine „gehe
Schlafen"-Grundeinstellungszeit
bei T1 ein. Wenn das Handgerät 802 kein
ESOP-Bit (oder ein anderes Triggersignal zur Beendigung des aktiven
Zustandes) von dem AP 803 bis zu dem Zeitpunkt T1 empfangen
hat, löst
das Handgerät
dennoch das Herunterschalten der Leistung in den nicht aktiven Zustand aus.
Das Handgerät
könnte
beispielsweise Füll-
oder Dummy-Daten an einen CODEC senden, um den Empfang eines ESOP-Bits gefolgt von
einer Leistungsabsenkung der Einrichtung zu simulieren. Wenn ein
ESOP-Bit vor dem Zeitpunkt T1 empfangen wird, beispielsweise an
dem Zeitpunkt TE oder T2, dann beginnt der nicht aktive Zustand
für das Handgerät 802 an
dem Zeitpunkt T2 und geht während
des Intervalls 704 weiter. Somit kann das Intervall 704 für jedes
Handgerät 802 in
jedem Rahmen variieren.
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In
einem verbesserten Modus der Kommunikationen zwischen dem AP und
den WiFi-Handgeräten
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird die Dauer des aktiven Schlitzes 702 so
eingestellt, dass eine maximale Menge an erneuten Übertragungen
(oder „Versuche") von Sprache oder
anderen Daten möglich
ist unter Berücksichtigung
der Anzahl der Handgeräte, die
aktiv mit dem AP kommunizieren, der Datenübertragungsrate und dem Erfordernis,
einige Steuerdaten zu übertragen.
Mit anderen Worten wird die Dauer eines aktiven Schlitzes 702 so
ausgelegt, dass eine maximale Anzahl von Verbindungsversuchen für ein dem
aktiven Schlitz 702 zugeordnetes Handgerät bereitgestellt
wird, und dass Kommunikationen zwischen einem Zugangspunkt und jeglichen
anderen, aktiven WiFi-Handgeräten
ohne zeitliche Überlappung
zwischen dem aktiven Schlitz 702 und jeglichen anderen
Schlitzen aufgebaut wird, die zur Kommunikation mit den anderen
aktiven Handgeräten
vorgesehen sind.
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Bekanntlich
verwendet der 802.11-Standard Mechanismen für erneute Verbindungsversuche, wenn
erforderlich. Beispielsweise entspricht die Rahmenstruktur 700,
wie sie in 7 gezeigt ist, einer Schlitzstruktur,
bei der die Kommunikationsschlitze für ein einziges Handgerät in Kommunikation
mit einem AP ausgelegt sind. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung entspricht die Rahmenstruktur 700 einem Rahmenintervall
von 10 ms, und die maximale Dauer des aktiven Schlitzes 702 entspricht
einem Intervall von etwa 6.400 μs.
In dem aktiven Schlitz 702 können auf der Grundlage einer Datenübertragungsrate
von 11 Mbps fünf
Verbindungsversuche für
eine Audiodatenübertragung durchgeführt werden,
wodurch eine Zeit für
die Bestätigung
von dem AP und eine Wartezeit zum Empfang einer Bestätigung ermöglicht wird.
Wenn erforderlich, werden einem Handgerät bis zu fünf Verbindungsversuche in dem
aktiven Schlitz 702 zugeordnet, um Daten an den AP zu übertragen.
Bei der erfolgreichen Übertragung
eines Datenpakets kann das Handgerät eine Bestätigung von dem Basis-AP und
eine ESOP-Bit empfangen, wenn keine weiteren Daten von der Basiseinheit übertragen
werden sollen. So ist beispielsweise bei 11 Mbps die Dauer, in der
ein Handgerät
in dem aktiven Schlitz 702 wach ist, von etwa 700 μs bis zu
etwa 6.400 μs
variabel je nach der Anzahl der Verbindungsversuche, die zur Übertragung
eines Datenpakets erforderlich ist.
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Der
Rahmen 700 umfasst ferner einen Befehlsschlitz 708,
der verwendet wird, ein Befehlspaket zwischen einem AP und einem
WiFi-Handgerät zu
senden.
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7A zeigt
eine Rahmenstruktur 720 entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Rahmenstruktur 720 zeigt
eine Anordnung, die zwei aktive Handgeräteschlitze 722, 724 und
einen Befehlsschlitz 726 hat. In dieser Anordnung kann
jeder aktive Schlitz einem separaten WiFi-Handgerät zugeordnet werden, um ein reguläres, aktives
Intervall für
die Kommunikation mit einem gemeinsamen AP bereitzustellen. Wiederum Bezug
nehmend auf 8 kann somit das Handgerät 802 sich
mit dem AP 803 registrieren, eine Anfrage für Realzeit-Kommunikationen
auslösen
und einem aktiven Schlitz 722 zugeordnet werden. Das Handgerät 804 kann
dann registriert werden, einen Realzeit-Kommunikationsmodus anfordern und dem aktiven
Handgeräteschlitz 724 zugeordnet
werden. Die Schlitze 722 und 724 sind so angeordnet,
dass sie sich nicht zeitlich überlappen.
Folglich können
die Realzeit- Kommunikationen
zwischen den zwei WiFi-Handgeräten
und einer Basiseinheit unter Verwendung der Rahmenstruktur von 7A aufrechterhalten
werden. Beispielsweise könnten
die Benutzer von zwei WiFi-Handgeräten ein
Sprachtelefonat mit einer dritten Datei aufrechterhalten sowie einander hören. Mit
anderen Worten könnten
die Sprachdaten, die zu und von dem Handgerät übertragen werden, gepuffert
und beispielsweise bei 10 ms Intervallen in ihren jeweiligen aktiven
Schlitzen ohne wechselseitige Interferenz überfragen werden.
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Vorzugsweise
ist die Arbeitsweise der aktiven Handgeräteschlitze 722, 724 gemäß den Prinzipien,
die für
den aktiven Handgeräteschlitz 702 der Rahmenstruktur 700 beschrieben
wurden. Somit kann im tatsächlichen
Betrieb jeder Schlitz 722, 724 die Dauer bis zu
einer maximalen, aktiven Zeit variieren, die als Grundeinstellung
in einem beliebigen Rahmen eingestellt ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Dauer D des Rahmens 720 etwa
10 ms, und die Dauer der aktiven Handgeräteschlitze 722 und 724 ist
gleich groß.
Wie in 7A gezeigt ist, entspricht der
Zeitpunkt T5 dem Start des aktiven Handgeräteschlitzes 724. In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das Zeitintervall TN zwischen den
Anfängen
der aktiven Schlitze 722 und 724 so ausgelegt,
dass es zwei Kriterien erfüllt:
In einem ersten Fall wird TN genügend
lang gemacht, um einen aktiven Handgeräteschlitz 722 aufzunehmen,
der eine maximale Anzahl von Datenübertragungsversuchen bei einer
vorgegebenen Datenübertragungsrate
für ein
erstes Handgerät
aufnehmen kann; der Zeitpunkt T5 der den Beginn einer aktiven Handgeräteperiode
für ein
zweites Handgerät
markiert, wird auf eine maximale Verträglichkeit gegenüber geänderten Übertragungsbedingungen
eingestellt. Insbesondere wird T5 so eingestellt, dass es nicht
innerhalb des Rahmens 720 geändert werden muss, wenn die
Datenübertragungsrate
zwischen den Handgeräten
und dem AP geändert
wird und/oder wenn zusätzliche
Handgeräte
aktiv werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel er
vorliegenden Erfindung wird der Zeitpunkt T5 innerhalb des Rahmens 720 so
eingestellt, dass die Datenübertragungsrate
von 11 Mbps auf 5,5 Mbps auf 2 Mbps geändert werden kann, und dass
die Anzahl aktiver Handgeräte
auf 6 erhöht
werden kann, ohne dass das relative Intervall zwischen T5 und T0 geändert wird.
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Indem
eine fest Zeit für
T5 geliefert wird, arbeitet die vorliegende Erfindung der Art, die
Anzahl der Unterbrechungen auf ein Minimum herabgesetzt wird, die
erforderlich sind, um die Position von aktiven Handge räte-Zeitschlitzen
nachzustellen, wenn sich die Bedingungen ändern. In einem Beispiel, wo die
Dauer des Rahmens 720 gleich 10 ms ist, ist das Intervall
TN etwa 3.900 μs.
In einem Intervall von 3.900 μs
kann ein aktiver Handgeräteschlitz 722 (wie auch 724),
der eine Dauer von etwa 3.100 μs
hat, aufgenommen werden. Dies stellt zwei Verbindungsaufbau-Versuche
für ein
Standard-Sprachpaket mit 640 Bit bereit, das bei 11 Mbps übertragen
wird. Zusätzlich
kann die Dauer des aktiven Handgeräteschlitzes 722 (und
auch von 724) bis auf etwa 3.700 μs erhöht und dennoch innerhalb T1
aufgenommen werden, was zwei Verbindungsversuche für ein Standard-Sprachpaket
mit 640 Bit liefert, das bei 5,5 Mbps übertragen wird. Dies ist besonders
vorteilhaft, wenn die Übertragungsumgebung
geräuschvoller wird
und mehr Fehler in der Übertragung
zwischen einem Handgerät
und einer Basis (AP) erzeugt, so dass eine niedrigere Übertragungsrate
erwünscht
ist. Bezug nehmend wiederum auf 8 können somit mit
der Verwendung der Rahmenstruktur 720 Übertragungen zwischen den WiFi-Handgeräten 802, 804 und
dem AP 803 von einer Rate von 11 Mbps zu 5,5 Mbps ohne
irgendwelche Änderungen
in den fixierten Punkten der Rahmenstruktur T0 und T5 geändert werden.
Die Endzeiten T4 und T6 der aktiven Handgeräteschlitze 722 bzw. 724 können durch
den Empfang eines ESOP-Bits gesteuert werden, wie oben beschrieben
wurde, wobei in diesem Fall keine zusätzliche Information von dem
AP erforderlich ist. Zusätzlich
würde,
wie oben erwähnt
wurde, die Grundzeit-Einstellung dafür, wann ein aktives Handgerät in den
Schlaf versetzt wird, wenn kein ESOP-Bit empfangen wird, auf die Zeitpunkte
TM1 und TM2 eingestellt. In diesem Fall könnten bei einer 11 Mbps Datenübertragungsrate
die „gehe
Schlafen"-Grundeinstellungszeiten
für TM1,
TM2 beispielsweise auf 3.100 μs
nach den entsprechenden Aufwachzeiten T0 und T5 eingestellt werden.
Bei einer 5,5 Mbps Datenübertragungsrate
könnten
die „gehe
Schlafen"-Grundeinstellungszeiten
für TM1,
TM auf 3.700 μs
nach den jeweiligen Aufweckzeiten T0 und T5 eingestellt werden.
In jedem Fall ist keine Neuanordnung der Schlitze innerhalb der
Rahmenstruktur 720 erforderlich.
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7B zeigt
eine beispielhafte Rahmenstruktur 740, die entsprechend
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Die Rahmenstruktur 740 wird
verwendet, um die Lage eines aktiven Handgeräte-Zeitschlitzes in dem Fall
zu zeigen, wo vier WiFi-Handgeräte
aktiv mit einem AP in Kommunikation stehen. Die Rahmenstruktur 740 umfasst
beispielhafte, aktive Handgeräteschlitze 722 und 724 von 7A.
In diesem Fall hält
der Schlitz 722 dasselbe Zeitintervall wie in dem Szenario,
das in 7A gezeigt ist, wobei nur zwei
WiFi-Handgeräte
aktiven Schlitzen zugeordnet sind. Unter Verwendung von 8 zur
Erläuterung
kann somit, wenn das Handgerät 802 zuerst
mit dem AP 803 registriert werden soll und dem Schlitz 722 zugeordnet
wird, in dem in 7B gezeigten Szenario dem Handgerät 802 eine
aktive Zeit zugeordnet werden, die zwei Verbindungsversuche der Datenübertragung
bei entweder 5,5 oder 11 Mbps während
einer Gesamtzeit von 10 ms des Rahmens 720 zugeordnet werden.
Ein Vergleich der 7A mit 7B zeigt,
dass die Aufwachzeiten T0 und daher T5 die gleichen bleiben, wenn
die Anzahl der aktiven WiFi-Handgeräte von zwei auf vier zunimmt. Wenn
die Handgeräte 802 und 804 die
ersten und zweiten, registrierten Handgeräte mit dem AP 803 darstellen,
bleiben somit die Aufwachzeiten die gleichen, wenn neue Handgeräte 808, 810 der
AP 803 zugeordnet werden. In diesem Fall ist jedoch die Schlitzbreite
der aktiven Handgeräteschlitze 724 für das Handgerät 804 und
auch die Schlitze 742 und 744 für die Handgeräte 808 und 810 nur
ausreichend für
einen Versuch der Datenübertragung
ohne erneute Verbindungsversuche. In diesem Fall muss, um eine Kommunikation
mit zwei zusätzlichen
WiFi-Handgeräten zu ermöglichen,
somit nur eine Zeitänderung
zu den vorher zugeordneten Handgeräten gesendet werden, nämlich eine
neue Grundeinstellung für
die „gehe
Schlafen"-Zeit TM
2.
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7C zeigt
eine Rahmenstruktur, bei der zwei aktive Handgeräteschlitze 762, 764 zu
der Anordnung der Schlitze hinzugefügt werden, die in 7B gezeigt
sind. Die zwei neuen Schlitze entsprechen Schlitzen, die einem fünften und
sechsten WiFi-Handgerät
zur Zuordnung mit einem AP zugeordnet werden. In diesem Fall wird
der Schlitz 722 für das
Handgerät 802 ebenfalls
so nachgestellt, dass nur eine einzige Datenübertragung ohne erneute Verbindungsversuche
aufgenommen werden kann. Wie oben erwähnt wurde, wird T5 jedoch vorzugsweise
so angeordnet, dass aktive Handgeräteschlitze für sechs
aktive Handgeräte
für Datenübertragungsraten
sowohl von etwa 11 als auch 5,5 Mbps ohne Änderung in dem Zeitintervall
TM aufgenommen werden können.
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7D zeigt
eine Rahmenstruktur 770, die einem Szenario entspricht,
in dem ein zusätzlicher, aktiver
Handgeräteschlitz 762 zu
zwei vorher aktiven Handgeräteschlitzen 722, 724 in
dem Fall hinzugefügt
werden, wo die Datenübertragungsrate
ebenfalls dramatisch reduziert ist. Beispielsweise kann die relative
Anordnung der Schlitze innerhalb der Rahmenstruktur 770 im
Vergleich zu 720 den Fall zeigen, in dem die Datenübertragungsrate
von 11 auf 2 Mbps reduziert ist, und ein dritter aktiver Handgeräteschlitz hinzugefügt wird.
Die Position von T0 und T5 wird wiederum nicht geändert, so
dass die Aufwachzeiten für
die WiFi-Handgeräte 802, 804 nicht
geändert
werden, wobei wiederum auf 8 Bezug
genommen wird. In diesem Fall ist die „gehe Schlafen"-Zeit TM1 ausreichend,
um die Zeit für
ein erstes, registriertes Handgerät 802 für einen
Verbindungsversuch der Datenübertragung
aufzunehmen. Zusätzlich
nehmen die Schlitze 724 und 742 für das Handgerät 804 bzw. ein
drittes Handgerät 806 nur
eine Datenübertragung und
keine erneuten Verbindungsversuche auf.
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Entsprechend
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung können
die aktiven Handgeräteschlitze
dynamisch zugeordnet werden, wenn eine aktive WiFi-Einrichtung mit
der Realzeit-Kommunikation
aufhört.
Bezug nehmend auf die 7D und 7A könnten somit
die Rahmenstruktur von 7D neu konfiguriert werden,
wenn „HS2" mit der Realzeit-Kommunikation
aufhört.
Beispielsweise können
die Schlitze 722, 724 und 742 verwendet
werden, um eine simultane Sprachkommunikation von 3 Handgeräten während eines
Telefongesprächs
bereitzustellen, das durch einen gemeinsamen AP weitergeleitet wird.
Wenn HS2 während
des Telefonanrufs aufgehängt
wird, wird ein Signal an den AP gesendet, der anzeigt, dass der
Schlitz 724 zur Verfügung
steht. Folglich kann der Schlitz 724 von dem AP dem HS3
neu zugeordnet werden, das durch den Schlitz 742 in Kommunikation
mit dem AP steht. Weil der AP weiß, dass nur zwei Handgeräte nun in
dem Realzeit-Kommunikationsmodus sind, kann er zusätzlich den
Schlitz 724 neu konfigurieren und die maximale Dauer des
Schlitzes, wie er durch TM2 definiert ist, ausdehnen, so dass TM2
zu einem Punkt bewegt wird, wie es in 7A gezeigt
ist. Folglich kann die Anzahl der Verbindungsversuche für HS3 erhöht werden.
Wenn irgendwelche zusätzlichen
Handgeräte
in der Folge abgenommen werden, um an der Konversation teilzunehmen,
kann die Zuordnung der aktiven Schlitze weitergehen, wie in der Progression
der 7B und 7C gezeigt
ist, wobei das „alte" HS3 nun dem Schlitz 724 zugeordnet ist.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die dynamische Neuzuordnung von
WiFi-Einrichtungen verwendet, um die WiFi-Einrichtungen neu zuzuordnen,
wenn der Schlitz mit der ersten Priorität, beispielsweise der Schlitz 722,
frei wird. In dem Szenario von 7D, wenn
HS1 während
eines gemeinsamen Telefongesprächs
aufgehängt
wird, kann somit HS2 dem aktiven Schlitz 722 und HS3 kann
einem ausgedehnten, aktiven Schlitz 724 neu zugeordnet
werden, wie durch 7A dargestellt ist.
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7E zeigt
eine Rahmenstruktur 780, die einen vierten aktiven Handgeräteschlitz 782 im
Falle einer niedrigeren Datenübertragungsrate
hinzufügt, wie
in 7D gezeigt ist. In diesem Fall wird der Schlitz 722 für das Handgerät 802 ebenfalls
nachgestellt, so dass nur eine einzige Datenübertragung ohne irgendwelche
erneuten Verbindungsversuche aufgenommen werden kann. Wie oben erwähnt wurde,
bleiben jedoch T0 und T5 unverändert.
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Es
ist zu beachten, dass obwohl in Realität eine einzige Schlafperiode
für eine
WiFi-Einrichtung ein ununterbrochenes Intervall aufweist, bei einem einzigen
Rahmenintervall der Rahmenstruktur, die in den 7A–7E gezeigt
ist, nur die Schlafperiode für
eine Einrichtung, die dem aktiven Schlitz 722 entspricht, sich
kontinuierlich (von T6 oder T0 zu dem nachfolgenden Rahmen) für die jeweilige
Rahmenperiode erstreckt. Für
eine Einrichtung, die dem aktiven Schlitz 724 entspricht,
weist beispielsweise eine vollständige
Schlafperiode einen Teil einer Schlafperiode zwischen T0 und T5
auf, der vor dem Aufwachen bei T5 auftritt, und einen Teil der Schlafperiode, die
zwischen T6 und T0 eines nachfolgenden Rahmens auftritt.
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10 zeigt
beispielhafte Schritte eines Verfahrens für eine verbesserte Kommunikation
in einem WiFi-System
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In dem Schritt 1002 wird beispielsweise
eine Registrierung von einer WiFi-Einrichtung (Handgerät) empfangen, wenn
die WiFi-Einrichtung
eingeschaltet wird. Wenn die Registrierung von dem WiFi-Handgerät an der Basiseinheit
eines WiFi-Systems (AP) empfangen wird, zeigt das WiFi-Handgerät der Basiseinheit
an, dass es in einem Realzeit-Kommunikationsmodus einen Mechanismus
einschalten will, um eine aktive Periode und eine Schlafperiode
für das
WiFi-Handgerät
in jedem Rahmen zuzuordnen. Das WiFi-Handgerät zeigt beispielsweise an,
dass es einen zeitlich unplanmäßigen, automatischen
Stromsparablieferungs-(U-APSD)Mechanismus einschalten will, um die
aktiven und Schlaf-Perioden zu steuern. Die Basiseinheit konfiguriert
dann die Kommunikation so, dass sie sowohl für Triggersignale als auch für die Ablieferung
während
Realzeit-Kommunikationen
in der Lage ist.
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In
dem Schritt 1003, wenn eine Anfrage für eine Realzeit-Kommunikation
nicht empfangen wird, geht das Verfahren zu dem Schritt 1004 weiter.
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In
dem Schritt 1004 arbeitet die WiFi-Einrichtung weiterhin
in einem herkömmlichen
Kommunikationsmodus, der für
Realzeit-Anwendungsfälle
verwendet wird. Nach der Registrierung kann beispielsweise die WiFi-Einrichtung
damit fortfahren, Daten durch eine herkömmliche 802.11-Datenverbindung von
dem AP zu empfangen, bei dem sie registriert ist.
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Wenn
in dem Schritt 1003 eine Realzeit-Kommunikationsanfrage
von der registrierten WiFi-Einrichtung empfangen wird, wird ein
Realzeit-802.11-Kommunikationsmodus eingeleitet, wie er in den Schritten 1005 und 1006 verwirklicht
ist. In dem Schritt 1005 wird ein Realzeitrahmen (oder Kommunikationsrahmen)
aufgebaut. Der Realzeitrahmen wird durch den AP aufgebaut, um den
Austausch für
Anwendungsfälle,
beispielsweise Sprache oder fließendes Audio, zu erleichtern.
Der Realzeitrahmen ist durch ein Rahmenintervall charakterisiert, das
der Zeit zwischen dem Aussenden aufeinander folgender Datenpakete
entspricht, wie oben im Zusammenhang mit 7 beschrieben
wurde. In einem WiFi-System, in dem WiFi- Handgeräte als schnurlose Telefone
verwendet werden, entspricht das Rähmenintervall beispielsweise
der Zeit zwischen der Aussendung von aufeinander folgenden Audiopaketen.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das Rahmenintervall gleich 10 ms.
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In
dem Schritt 1006 wird eine reguläre Aufwachzeit für das erste
WiFi-Handgerät
reserviert. Vorzugsweise entspricht die Aufwachzeit einem festen
Punkt in jedem Kommunikationsrahmen, an dem das erste WiFi-Handgerät aufwachen
soll. Ein AP, der einen für
das erste Handgerät
bestimmten Telefonanruf empfängt,
reserviert beispielsweise eine Aufwachzeit an dem Zeitpunkt des
Anrufaufbaus. Nach dem Empfang der Aufwachzeit kann das erste WiFi-Handgerät eine interne
Uhr setzen, um sich selbst an der Aufwachzeit innerhalb jedes nachfolgenden
Rahmens aufzuwecken. Zusätzlich
wird eine Schlaf-Grundeinstellungszeit relativ zu der Aufwachzeit
eingestellt, die den Punkt bestimmt, an dem das erste WiFi-Handgerät in den
Betrieb mit niedrigem Stromverbrauch oder den Standby-Betrieb eintreten soll.
Die Aufwachzeit und die Schlaf-Grundeinstellungszeit dienen dazu,
einen aktiven Grundeinstellungsschlitz zu definieren, der eine maximale
Periode für
den Betrieb des WiFi-Handgerätes
mit voller Leistung innerhalb eines Kommunikationsrahmens definiert.
Im Betrieb, wenn das erste WiFi-Handgerät kein ESOP-Bit empfängt, das
den Beginn des Schlafmodus anzeigt, geht zu einem Zeitpunkt, der
durch die Schlaf-Grundeinstellungszeit definiert ist, das erste
WiFi-Handgerät
somit dennoch in den Modus mit geringem Stromverbrauch oder den
Standby-Modus während
jedes Rahmens ein. Der aktive Grundeinstellungsschlitz entspricht
somit einem Zeitintervall innerhalb jedes Rahmenintervalls, das
dem ersten WiFi-Handgerät
zur Verfügung
steht, um bei voller Leistung zu arbeiten, um die Übertragung
und den Empfang von Daten zu ermöglichen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann die tatsächliche Dauer des aktiven Schlitzes
auf der Grundlage des U-APSD-Protokolls, das oben diskutiert wurde,
variieren, sie übersteigt
jedoch nicht die Dauer des Aufwach-Grundeinstellungsschlitzes. Mit
anderen Worten kann die Schlaf-Triggerzeit
in jeden Kommunikationsrahmen eingestellt werden, in dem ein ESOP-Bit
nach dem Zeitplan abgeliefert werden soll. Die Schlaf-Triggerzeit
kann somit derart eingestellt werden, dass sie jederzeit vor der
Schlaf-Grundeinstellungszeit liegt. In jedem Kommunikationsrahmen
arbeitet somit das erste WiFi-Handgerät bei voller
Leistung während des
aktiven Schlitzes und bei reduzierter Leistung während dem Rest des Rahmenintervalls.
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Vorzugsweise
ist der aktive Grundeinstellungsschlitz so angeordnet, dass er sich
zeitlich nicht mit beliebigen anderen Aufwachschlitzen überlappt, die
mit zusätzlichen
WiFi-Einrichtungen vorgesehen sind, die mit dem AP verbunden sind.
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In
dem Schritt 1007, wenn eine zusätzliche WiFi-Anfrage für einen
Realzeitmodus empfangen wird, geht das Verfahren zu dem Schritt 1104 von 11 weiter,
wie im Detail unten beschrieben wird.
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Wenn
keine zusätzliche
Anfrage für
einen Realzeitmodus empfangen wird, geht das Verfahren zu dem Schritt 1008 weiter.
In dem Schritt 1008, wenn die Aufwachzeit für eine WiFi-Einrichtung kommt,
geht das Verfahren zu dem Schritt 1010 weiter. Beispielsweise
könnte
die Aufwachzeit der der ersten WiFi-Einrichtung entsprechen.
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In
dem Schritt 1010 wird die WiFi-Einrichtung aufgeweckt.
Die WiFi-Einrichtung könnte
beispielsweise ein Handgerät
sein, das auf der Grundlage einer internen Uhr in dem Handgerät aufgeweckt
wird. An dem Zeitpunkt der Registrierung (Zuordnung) mit dem AP
tauschen das Handgerät
und der AP Information aus, die den Kommunikationsrahmen und die Aufwachzeit
innerhalb jedes Rahmens für
das WiFi-Handgerät
einstellt. Entsprechend weiß das
WiFi-Handgerät,
dass es periodisch bei vordefinierten Aufwachzeiten aufwachen soll,
die gespeichert und ausgelöst
werden, wenn die interne Uhr anzeigt, dass die Aufwachzeit gekommen
ist.
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In
dem Schritt 1012 wird ein Datenablieferungs-Triggersignal
empfangen. Das Triggersignal könnte
beispielsweise ein Sprachpaket sein, das von der WiFi-Einrichtung
empfangen wird.
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In
dem Schritt 1014 werden gepufferte Daten an die WiFi-Einrichtung über die
WiFi-Verbindung zwischen der Einrichtung und dem AP abgeliefert. Die
Lieferung findet während
des aktiven Schlitzes statt. Innerhalb des aktiven Schlitzes kann
die Einrichtung Daten senden und Daten von dem AP empfangen. Abhängig von
anderen Parametern, die oben diskutiert wurden, können die
Datenpakete mehrmals in erneuten Verbindungsversuchen innerhalb eines
aktiven Schlitzes gesendet werden.
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In
dem Schritt 1016, wenn ein ESOP-Bit empfangen wird, geht
das Verfahren zu dem Schritt 1018 weiter. Beispielsweise
kann der AP nach dem Empfangen und Aussenden von Informationen der WiFi-Einrichtung
anzeigen, dass er erfolgreich von dem Handgerät gesendete Daten empfangen
hat und dass keine weiteren Daten gesendet werden müssen.
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In
dem Schritt 1014 wird die WiFi-Einrichtung in einen Standby-
oder reduzierten Leistungsmodus versetzt.
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Wenn
ein ESOP-Bit nicht empfangen wird, geht das Verfahren zu dem Schritt 1020 weiter.
In dem Schritt 1020, wenn die Schlaf-Grundeinstellungszeit
erreicht worden ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 1018 weiter.
Wenn die Schlaf-Grundeinstellungszeit nicht erreicht worden ist,
geht das Verfahren zu dem Schritt 1016 zurück.
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In
dem Schritt 1022, wenn die Realzeit-Kommunikation zwischen
der WiFi-Einrichtung und dem AP beendet worden ist, beispielsweise
wenn die WiFi-Einrichtung nach einem Telefongespräch eingehängt wird,
geht das Verfahren zu dem Schritt 1023 weiter. Wenn die
Realzeit-Kommunikation mit der WiFi-Einrichtung nicht beendet ist, geht
das Verfahren zu dem Schritt 1008 zurück, wo das Auftreten der nachfolgenden
Aufwachzeit ein weiteres Aufweckverfahren einer WiFi-Einrichtung
auslöst.
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In
dem Schritt 1023, wenn die WiFi-Einrichtung darunter gefahren
worden ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 1024 weiter.
Wenn die WiFi-Einrichtung immer noch eingeschaltet ist, geht das
Verfahren zu dem Schritt 1004 weiter, wo die WiFi-Einrichtung
in einem herkömmlichen
802.11-Kommunikationsmodus weiter macht.
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In
dem Schritt 1024, wenn die Realzeit-Kommunikationen mit
allen WiFi-Einrichtungen, die an dem AP registriert sind, beendet
ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 1025 weiter. Wenn
der Realzeit-Kommunikationsmodus
mit wenigstens einer anderen WiFi-Einrichtung andauert, geht das
Verfahren zu dem Schritt 1008 weiter und verläuft zyklisch durch
die Schritte 1008–1022 für jede Einrichtung, die
sich immer noch in dem Realzeit-Kommunikationsmodus befindet.
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In
dem Schritt 1025, wenn nicht alle WiFi-Einrichtungen ausgeschaltet
sind, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 1004 für die Einrichtungen
zurück,
die noch eingeschaltet sind. Danach können die Einrichtungen eine
Anfrage für
Realzeit-Kommunikationen erneut auslösen, beispielsweise indem sie
abgehängt
werden, um an einem Telefongespräch
teilzunehmen. Wenn alle Geräte
ausgeschaltet sind, hört
das Verfahren auf.
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Das
vorstehende Verfahren kann vorzugsweise zwischen mehreren WiFi-Einrichtungen
verwendet werden, die mit einem gemeinsamen AP zur gleichen Zeit
in Kommunikation stehen. Die Verwendung des Begriffs „zur gleichen
Zeit" (oder simultan) soll,
wenn nichts anderes gesagt ist, anzeigen, dass mehrere WiFi-Einrichtungen
mit einem AP über
das gleiche Langzeitintervall, das beispielsweise in Sekunden oder
Minuten gemessen wird, in Wechselwirkung treten können, selbst
die tatsächlichen
Kommunikationen innerhalb eines Rahmens von 10 ms in wechselseitig
exklusiven Zeitschlitzen angeordnet sind. Das Verfahren nach 10 kann
somit simultan mit vielen WiFi-Handgeräten verwendet werden, solang
aktiver Schlitzraum zur Verfügung
steht, wie oben in den 7A–7E gezeigt
wurde.
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11 zeigt
beispielhafte Schritte in einem Verfahren für verbesserte Kommunikationen
in einem WiFi-System
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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In
dem Schritt 1102 wird ein erster aktiver Grundeinstellungsschlitz
für eine
erste WiFi-Einrichtung reserviert. Beispielsweise könnte, wie
oben im Zusammenhang mit 10 beschrieben
wurde, der aktive Schlitz reserviert werden, wenn ein Realzeit-Kommunikationsmodus
für die
erste WiFi-Einrichtung eingeleitet wird.
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In
dem Schritt 1104 wird ein zweiter aktiver Grundeinstellungsschlitz
für eine
zweite WiFi-Einrichtung reserviert, beispielsweise nach dem Einleiten
eines Realzeit-Kommunikationsmodus mit der zweiten WiFi-Einrichtung. Vorzugsweise überlappen sich
die ersten und zweiten aktiven Grundeinstellungsschlitze zeitlich
nicht. Entsprechend können
die ersten und zweiten WiFi-Einrichtungen aktiv mit einem AP in
Kommunikation treten, ohne wechselseitig zu interferieren. Vorzugsweise
ist die Dauer der ersten und der zweiten aktiven Einrichtungsschlitze
so, dass eine maximale Anzahl von erneuten Verbindungsversuchen
während
der Zeit durchgeführt
werden kann, in der eine jeweilige WiFi-Einrichtung aktiv ist. Somit
ist der Abstand der Aufwachzeiten zwischen dem ersten und dem zweiten
aktiven Grundeinstellungsschlitz so angeordnet, dass der erste aktive
Grundeinstellungsschlitz eine maximale Anzahl von erneuten Verbindungsversuchen
für die
erste WiFi-Einrichtung bereitstellt. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung nehmen sowohl der erste als auch der
zweite aktive Einrichtungsschlitz zwei erneute Verbindungsversuche
in einem Rahmenintervall von etwa 10 ms unter Verwendung von Übertragungsraten
von etwa 5–12
Mbps auf.
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In
dem Schritt 1106, wenn keine zusätzliche Einrichtung das Auslösen eines
Realzeit-Kommunikationsmodus
anfordert, geht das Verfahren zu dem Schritt 1008 weiter.
Wenn eine zusätzliche
Anfrage für
einen Realzeit-Kommunikationsmodus empfangen wird, geht das Verfahren
zu dem Schritt 1108 weiter.
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In
dem Schritt 1108 wird die Schlaf-Grundeinstellungszeit
an dem zweiten aktiven Schlitz eingestellt. Bezug nehmend auf die 5A und 5B wird beispielsweise
die Schlaf-Grundeinstellungszeit TM2 für den Schlitz 724 auf
eine frühere
Zeit eingestellt, um die Hinzufügung
des Handgeräts 3 zu
gestatten. Nach der Einstellung der Schlaf-Grundeinstellungszeit
wird die Anzahl der Verbindungsversuche, die für die Übertragung für die zweite
WiFi-Einrichtung innerhalb des Schlitzes 724 zur Verfügung stehen,
reduziert. Die Anzahl der Verbindungsversuche, die der ersten WiFi-Einrichtung
zur Verfügung
steht, bleibt unverändert.
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In
dem Schritt 1110 wird ein dritter aktiver Grundeinstellungsschlitz
für eine
dritte WiFi-Einrichtung reserviert, wie beispielsweise in 7B für das Handgerät 3 gezeigt
ist. In diesem Fall ist die Anzahl der Verbindungsversuche, die
einer dritten Einrichtung, die in dem dritten aktiven Schlitz registriert
ist, nicht größer als
die der zweiten WiFi-Einrichtung. Der dritte aktive Grundeinstellungsschlitz
kann so angeordnet sein, dass er an einer Zeit beginnt, die vor
der nicht nachgestellten Schlaf-Grundeinstellungszeit des zweiten
aktiven Schlitzes (siehe TM2 von 7A) jedoch
nach der nachgestellten Schlaf-Grundeinstellungszeit des zweiten
aktiven Schlitzes (siehe TM2 von 7B) liegt.
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In
dem Schritt 1112, wenn keine zusätzlichen Anfragen für den Realzeit-Kommunikationsmodus empfangen
werden, geht das Verfahren zu dem Schritt 1008 weiter.
Wenn eine zusätzliche
Anfrage für
den Realzeit-Kommunikationsmodus empfangen wird, geht das Verfahren
zu dem Schritt 1114 weiter.
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In
dem Schritt 1114 wird ein dritter aktiver Grundeinstellungsschlitz
für eine
vierte WiFi-Einrichtung reserviert, wie es beispielsweise in 7B für das Handgerät 4 gezeigt
ist. In diesem Fall ist die Anzahl der Verbindungsversuche, die
der vierten Einrichtung, die mit einem vierten aktiven Schlitz registriert
ist, zur Verfügung
steht, nicht größer als
die der zweiten WiFi-Einrichtung.
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In
dem Schritt 1116, wenn keine weitere Vorrichtung den Realzeit-Kommunikationsmodus
anfordert, geht das Verfahren zu dem Schritt 1008 weiter. Wenn
eine zusätzliche
Anfrage für
den Realzeit-Kommunikationsmodus
empfangen wird, geht das Verfahren zu dem Schritt 1118 weiter.
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In
dem Schritt 1118 wird die Schlaf-Grundeinstellungszeit
an dem ersten aktiven Schlitz nachgestellt. Bezug nehmend auf die 7B und 7C wird
beispielsweise die Schlaf-Grundeinstellungszeit TM1 für den Schlitz 722 auf
eine frühere
Zeit eingestellt, um die Hinzufügung
des Handgerätes 5 zu
gestatten. Nach der Einstellung der Schlaf-Grundeinstellungszeit
wird die Anzahl der Verbindungsversuche, die für die Datenübertragung von der ersten WiFi-Einrichtung
zur Verfügung
stehen, reduziert, wie in 7C gezeigt
ist.
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In
dem Schritt 1120 wird ein fünfter aktiver Grundeinstellungsschlitz
für eine
fünfte
WiFi-Einrichtung reserviert, wie beispielsweise in 7C für das Handgerät 5 gezeigt
ist. In diesem Fall ist die Anzahl der Verbindungsversuche, die
einer fünften
Einrichtung, die in einem fünften
aktiven Schlitz registriert ist, zur Verfügung stehen, nicht größer als
die der anderen WiFi-Einrichtungen.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann das in 11 gezeigte
Verfahren ausgedehnt werden, um zusätzliche WiFi-Einrichtungen
aufzunehmen, wie durch 7C vorgeschlagen wird, wo sechs
Handgeräteschlitze
zur Verfügung
stehen, um simultan eine Kommunikation mit sechs Einrichtungen aufzubauen.
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Entsprechend
dem Verfahren der 10 und 11 wird
einer ersten WiFi-Einrichtung, die die Einleitung eines Realzeitmodus
anfordert (anfordernde Einrichtung), eine Priorität in Bezug
auf die Anzahl der Redundanten (Verbindungsversuche), zugeordneten
Kommunikationen zwischen der WiFi-Einrichtung und dem AP erteilt.
Dies liefert eine verbesserte Qualität der Realzeitkommunikationen für die erste,
anfragende Einrichtung, während
dennoch zugelassen wird, dass andere Einrichtungen eine Verbindung
mit dem AP in dem Realzeit-Kommunikationsmodus aufnehmen. Wenn beispielsweise
mehr als ein WiFi-Handgerät sich in
ein einziges, aktives Telefongespräch einschalten will, kann somit der
AP die Audiodaten zu und von den Handgeräten so mischen, dass die Benutzer
der WiFi-Handgeräte einander
zuhören
und miteinander reden können.
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Das
Verfahren liefert auch einen Mechanismus, um sicherzustellen, dass
eine Vielzahl von WiFi-Einrichtungen
Daten auf einer Realzeitbasis empfangen und senden können, beispielsweise
jeweils nach 10 ms, ohne unnötige
Zeit in einem Zustand voller Leistung verbringen zu müssen, um
auf ankommende Daten zu hören.
Da die aktiven Kommunikationen aller registrierten WiFi-Einrichtungen
innerhalb eines Kommunikationsbereichs eines AP in separaten Zeitschlitzen
geplant sind, verbringt eine registrierte WiFi-Einrichtung, die das 802.11-Kommunikationsprotokoll
verwendet, potentiell weniger Zeit im „Zurücktreten" von dem Radioverkehr, der ansonsten während der
aktiven Periode der registrierten WiFi-Einrichtung vorhanden wäre.
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Wie
oben unter Bezugnahme auf die 7–7E diskutiert
wurde, wird zusätzlich
die Verwaltung der Kommunikationen dadurch vereinfacht, dass ein
Minimum an Änderungen
in der Konfiguration der aktiven Schlitze erforderlich ist, wenn die
Anzahl der aktiven WiFi-Einrichtungen verändert wird.
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Zusammenfassend
weist in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung des Nutzlastschutzes
in einem WiFi-System die folgenden Schritte auf:
a) Empfangen
eines ersten Datenpaktes in einem Puffer; b) Übertragen des ersten Datenpaketes
und eines zweiten Datenpaketes in einem ersten Rahmenkörper, wobei
die Datenpakete zwischen dem WiFi-Terminal und dem Zugangspunkt (AP) übertragen
werden; c) Übertragen
des ersten Datenpaketes und eines dritten Datenpaketes in einem
zweiten Rahmenkörper,
wobei die Datenpakete zwischen dem WiFi-Terminal und dem Zugangspunkt (AP) übertragen
werden; d) Wiederholen der Schritte a) bis c), wobei zwei Kopien
von jedem Datenpaket in aufeinander folgenden Rahmenkörpern übertragen werden;
und e) Weiterleiten der besten Kopie der beiden Kopien von jedem
Datenpaket zu einem Empfänger.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum verbesserten
Nutzlastschutz in einem WiFi-System die folgenden Schritte:
a)
Speichern eines Datenpakets in einem Puffer; b) Speichern eines
FEC-Pakets auf der Grundlage des Datenpaketes in dem Puffer; c) Überfragen
des Datenpaketes und des FEC-Pakets zwischen dem WiFi-Terminal und dem
Zugangspunkt; d) Anwenden des FEC-Pakets auf das Datenpaket, um
ein korrigiertes Datenpaket zu erzeugen; und e) Weitergeben des
korrigierten Datenpaketes an einen Empfänger.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren für verbesserte Kommunikation über eine
WiFi-Verbindung die folgenden Schritte auf:
a) Übertragen
einer Datennutzlast über
eine erste Nutzlast; b) Bestimmen eines Fehlers unter Verwendung
eines FCS-Pakets; c) Senden der Datennutzlast an eine Paket-Korrekturschicht;
d) Bestimmen der Art des Fehlers; e) Bestimmen, dass ein EP-Adressfehler
aufgetreten ist; und f) Zurückgewinnen
des Bestimmungsorts für
die Datennutzlast auf der Grundlage eines Einheits-Idee-Pakets.
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In
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist ein Verfahren für
verbesserte Kommunikationen in einem WiFi-Netzwerk die Schritte
auf:
a) Empfangen einer Registrierung von einer WiFi-Einrichtung;
b) Aufbauen eines Realzeit- Kommunikationsmodus
mit der WiFi-Einrichtung durch einen Zugangspunkt (AP); c) Aufbauen
eines Kommunikationsrahmens mit der WiFi-Einrichtung; und d) Anordnen
eines aktiven Zeitschlitzes für
die Übertragung von
Audiodatenpaketen zwischen der WiFi-Einrichtung und dem AP innerhalb
des Rahmens; e) Empfangen eines Triggersignals von der WiFi-Einrichtung;
und f) Abliefern gepufferter Audiodaten an die WiFi-Einrichtung,
wobei der aktive Zeitschlitz konfiguriert ist, um eine Überlappung
mit aktiven Zeitschlitzen von anderen registrierten WiFi-Einrichtungen
zu vermeiden.
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Die
vorstehende Offenbarung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung wurde nur zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung gegeben.
Sie soll nicht erschöpfend
oder einschränkend
für die
Erfindung durch die genau beschriebenen Formen sein. Viele Variationen
und Modifikationen der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für den Durchschnittsfachmann
im Lichte der vorstehenden Offenbarung ersichtlich. Der Schutzumfang
der Erfindung soll nur durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente
definiert sein.
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Bei
der Beschreibung repräsentativer
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung kann die Beschreibung ferner das Verfahren
und/oder den Prozess der vorliegenden Erfindung als eine spezielle
Sequenz von Schritten gegeben haben. In dem Masse, dass das Verfahren
oder der Prozess nicht auf einer bestimmten Reihenfolge der hier
beschriebenen Schritte beruht, sollte jedoch das Verfahren und der
Prozess nicht auf die spezielle Abfolge der beschriebenen Schritte
eingeschränkt
sein. Wie ein Durchschnittsfachmann anerkennen würde, können andere Abfolgen von Schritten
möglich
sein. Daher sollte eine bestimmte Reihenfolge der Schritte, die
in der Beschreibung dargelegt wurde, nicht als Einschränkung in
Bezug auf die Ansprüche
verstanden werden. Zusätzlich
sollten die Ansprüche,
die auf das Verfahren und/oder den Prozess in der vorliegenden Erfindung
gerichtet sind, nicht auf die Durchführung dieser Schritte in der
beschriebenen Reihenfolge beschränkt
sein, und ein Durchschnittsfachmann kann leicht erkennen, dass die
Reihenfolgen variiert werden können
und dennoch innerhalb des Geistes und des Schutzumfangs der vorliegenden
Erfindung bleiben.