DE102015104441B4

DE102015104441B4 - Hochauflösende Timing-Synchronisationsfunktion

Info

Publication number: DE102015104441B4
Application number: DE102015104441.2A
Authority: DE
Inventors: c/o Imagination Technologies Li Knowles Ian
Original assignee: Imagination Technologies Ltd
Current assignee: Imagination Technologies Ltd
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: US20210153156A1; GB2518921A; CN104954091A; DE102015104441A1; US10939402B2; CN104954091B; US10334551B2; GB2518921B; GB201405193D0; US20150271772A1; US20190274109A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station, wobei das Verfahren umfasst:Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels (302);Aufteilen des erzeugten Zeitstempels in zwei Teile (304), wobei der erste Teil einen Zeitstempel mit einer niedrigeren Auflösung als der erzeugte Zeitstempel umfasst und der zweite Teil ein oder mehrere übrige Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst;Einfügen des ersten Teils in ein Zeitstempelfeld in einem Rahmen (306);Einfügen des zweiten Teils in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen (308); undSenden des einen oder der zwei Rahmen, die das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassen (310).

Description

Hintergrund
Der WiFi™-Standard beschreibt eine Anzahl verschiedener Arten von Verwaltungsrahmen. Eine Art ist ein Bakenrahmen, mit dem die Existenz eines Netzes angesagt wird. Bakenrahmen werden in regelmäßigen Intervallen gesendet, um es WiFi™-Stationen zu erlauben, ein Netz zu finden und zu identifizieren. Bakenrahmen umfassen einen Timing-Synchronisationsfunktions- bzw. TSF-Zeitstempel, der von empfangenden drahtlosen Stationen (STA) zur Aktualisierung eines lokalen freilaufenden Zeitgebers verwendet wird.
Es gibt viele Gründe, aus denen Zeitsynchronisation zwischen WiFi™-Stationen oder insbesondere Synchronisation zwischen ihren lokalen Zeitgebern wichtig ist. Wenn zum Beispiel das WiFi™-Netz zum Streamen von Medien (z.B. Audio- oder Videodaten) verwendet wird, dienen die Zeitgeber zum Steuern der Wiedergabe der empfangenen Medien. Falls die lokalen Zeitgeber in jedem eines Paars von Lautsprechern, die denselben Musiktitel wiedergeben (z.B. in einem Mehrzimmer-Musiksystem), nicht synchronisiert sind (wobei jeder Lautsprecher eine getrennte WiFi™-Station ist), ist der Schall aus jedem Lautsprecher nicht synchronisiert, und wenn die Zeitgeber divergieren (einer schneller läuft als der andere), wird dies für einen Zuhörer hörbar. Wenn das Paar von Lautsprechern als Stereopaar arbeitet, wobei einer einen linken Kanal eines Audiosignals und der andere einen rechten Kanal desselben Audiosignals wiedergibt, müssen die beiden sogar noch genauer synchronisiert sein, oder dies wird einem Zuhörer offensichtlich und sein Hörerlebnis beeinträchtigt.
US 2015/0189614 A1 offenbart ein Verfahren zur Zeitsynchronisation innerhalb eines WLANs, wobei der Zeitstempel in zwei Teile aufgeteilt wird. US 2013/0080820 A1 offenbart ein Verfahren zur Zeitsynchronisation zwischen einem Server und mehreren Clients, bei dem ein erster Teil eines Zeitstempels über eine serielle Schnittstelle und ein zweiter Teil über eine parallele Schnittstelle gesendet wird.
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf Implementierungen beschränkt, die beliebige oder alle der Nachteile bekannter Verfahren zum Synchronisieren von WiFi™-Stationen lösen.
Kurzfassung
Diese Kurzfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten, die nachfolgend in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Diese Kurzfassung soll nicht Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren und auch nicht als Hilfe beim Bestimmen des Schutzbereichs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
Es wird eine hochauflösende Timing-Synchronisationsfunktion beschrieben. Bei einer Ausführungsform erzeugt eine drahtlose Station einen Zeitstempel mit einer höheren Auflösung als in einem Standard-Zeitstempelfeld in einem Rahmen rundgesendet werden kann. Der erzeugte Zeitstempel ist in zwei Teile aufgeteilt: der erste Teil ist im Zeitstempelfeld enthalten und der zweite Teil in einem anbieterspezifischen Feld im selben Rahmen. Der Rahmen wird von der drahtlosen Station gesendet und von anderen drahtlosen Stationen im drahtlosen Netz empfangen. Falls die empfangende drahtlose Station über die Fähigkeit verfügt, decodiert sie sowohl das Zeitstempelfeld als auch das anbieterspezifische Feld und stellt den höher auflösenden Zeitstempel wieder her. Dieser höher auflösende Zeitstempel wird dann zum Synchronisieren der empfangenden drahtlosen Station und der sendenden drahtlosen Station durch Rücksetzen eines Zeitgebers oder durch Speichern von Zeitstempeln und entsprechenden Zeitgeberwerten verwendet.
Ein erster Aspekt stellt ein Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station bereit, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels; Aufteilen des erzeugten Zeitstempels in zwei Teile, wobei der erste Teil einen Zeitstempel mit niedrigerer Auflösung als der erzeugte Zeitstempel und der zweite Teil ein oder mehrere übrige Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst; Einfügen des ersten Teils in ein Zeitstempelfeld in einem Rahmen; Einfügen des zweiten Teils in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen; und Senden des einen oder der zwei Rahmen, die das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassen.
Ein zweiter Aspekt stellt ein Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station bereit, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von einem oder zwei Rahmen, die ein Zeitstempelfeld und ein anbieterspezifisches Feld umfassen; Decodieren des Zeitstempelfelds, um einen ersten Teil eines Zeitstempels zu extrahieren; Decodieren des anbieterspezifischen Felds, um einen zweiten Teil des Zeitstempels zu extrahieren; Kombinieren des ersten und zweiten Teils, um einen hochauflösenden Zeitstempel zu erzeugen; und Verwenden des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz.
Ein dritter Aspekt stellt eine drahtlose Station bereit, umfassend: einen Zeitgeber, der mit einer Frequenz über 1 MHz arbeitet; ein Zeitstempel-Erzeugungsmodul, ausgelegt zum Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels unter Verwendung des Zeitgebers und zum Aufteilen des erzeugten Zeitstempels in zwei Teile, wobei der erste Teil einen Zeitstempel mit einer niedrigeren Auflösung als der erzeugte Zeitstempel und der zweite Teil ein oder mehrere übrige Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst; ein Rahmengeneratormodul, ausgelegt zum Einfügen des ersten Teils in ein Zeitstempelfeld in einem Rahmen und des zweiten Teils in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen; und einen drahtlosen Sender, ausgelegt zum Senden des einen oder der zwei Rahmen, die das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassen.
Ein vierter Aspekt stellt eine drahtlose Station bereit, umfassend: einen Decoder, ausgelegt zum Decodieren eines Zeitstempelfelds eines empfangenen Rahmens, um einen ersten Teil eines Zeitstempels zu extrahieren, und eines anbieterspezifischen Felds eines empfangenen Rahmens, um einen zweiten Teil des Zeitstempels zu extrahieren und um den ersten und zweiten Teil zu kombinieren, um einen hochauflösenden Zeitstempel zu erzeugen; einen lokalen Oszillator und/oder einen Systemzeitgeber; einen mit dem lokalen Oszillator oder dem Systemzeitgeber verbundenen Zähler, ausgelegt zum Inkrementieren auf der Basis des verbundenen lokalen Oszillators oder Systemzeitgebers; und Logik, ausgelegt zur Verwendung des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz.
Ein fünfter Aspekt stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, der ausgelegt ist, ein Verfahren wie hier beschrieben auszuführen.
Ein sechster Aspekt stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, worauf computerlesbarer Programmcode zur Erzeugung eines Prozessors codiert ist, umfassend: ein Zeitstempel-Erzeugungsmodul, ausgelegt zum Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels unter Verwendung des Zeitgebers und zum Aufteilen des erzeugten Zeitstempels in zwei Teile, wobei der erste Teil einen Zeitstempel mit niedrigerer Auflösung als der erzeugte Zeitstempel und der zweite Teil ein oder mehrere übrige Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst; und ein Rahmengeneratormodul, ausgelegt zum Einfügen des ersten Teils in ein Zeitstempelfeld in einem Rahmen und des zweiten Teils in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen.
Ein siebter Aspekt stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, umfassend: einen Decoder, ausgelegt zum Decodieren eines Zeitstempelfelds eines empfangenen Rahmens, um einen ersten Teil eines Zeitstempels zu extrahieren, und eines anbieterspezifischen Felds eines empfangenen Rahmens, um einen zweiten Teil des Zeitstempels zu extrahieren und um den ersten und zweiten Teil zu kombinieren, um einen hochauflösenden Zeitstempel zu erzeugen; und Logik, ausgelegt zum Verwenden des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren einer drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz.
Die hier beschriebenen Verfahren können von einem Computer ausgeführt werden, der mit Software in maschinenlesbarer Form konfiguriert ist, die in einem greifbaren Speichermedium gespeichert ist, z.B. in Form eines Computerprogramms mit computerlesbarem Programmcode, um einen Computer zu konfigurieren, die Bestandteile von beschriebenen Verfahren auszuführen, oder in Form eines Computerprogramms mit Computerprogrammcodemitteln, die ausgelegt sind, alle Schritte beliebiger der hier beschriebenen Verfahren auszuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird, und wobei das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Speichermedium realisiert werden kann. Beispiele für greifbare (oder nichtflüchtige) Speichermedien wären Datenträger, Thumb-Laufwerke, Speicherkarten usw., und umfassen nicht ausgebreitete Signale. Die Software kann zur Ausführung auf einem parallelen Prozessor oder einem seriellen Prozessor geeignet sein, so dass die Verfahrensschritte in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden können.
Die hier beschriebenen Hardwarekomponenten können von einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium erzeugt werden, worauf computerlesbarer Programmcode codiert ist.
Dadurch wird bestätigt, dass Firmware und Software getrennt verwendet und wertvoll sein können. Es ist beabsichtigt, Software einzuschließen, die „dumme“ oder Standardhardware laufen lässt oder steuert, um die gewünschten Funktionen auszuführen. Es ist auch beabsichtigt, Software einzuschließen, die die Konfiguration von Hardware „beschreibt“ oder definiert, wie etwa HDL-Software (Hardwarebeschreibungssprache), wie sie zum Entwurf von Siliziumchips oder zum Konfigurieren von universellen programmierbaren Chips verwendet wird, um gewünschte Funktionen auszuführen.
Die bevorzugten Merkmale können gegebenenfalls kombiniert werden, so wie es für Fachleute ersichtlich wäre, und können mit beliebigen der Aspekte der Erfindung kombiniert werden.
Figurenliste
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines drahtlosen Netzes;
2 eine schematische Darstellung des Formats eines beispielhaften Bakenrahmens;
3 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb einer drahtlosen Station, die die Zeitstempel im drahtlosen Netz erzeugt, und eine schematische Darstellung einer beispielhaften drahtlosen Station, die das Verfahren implementieren kann;
4 einen erzeugten hochauflösenden Zeitstempel;
5 ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens zum Betrieb einer drahtlosen Station im Netz, die Rahmen empfängt, die den Zeitstempel umfassen;
6 schematische Darstellungen von Teilen von beispielhaften drahtlosen Stationen, in denen das in 5 gezeigte Verfahren implementiert werden kann;
7 drei Graphen, die die Verbesserung der Synchronisationsgenauigkeit demonstrieren, die unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren erzielt werden kann;
8 weitere erzeugte hochauflösende Zeitstempel;
9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer drahtlosen Station;
10 ein Flussdiagramm eines anderen Verfahrens zum Betrieb einer drahtlosen Station; und
11 verschiedene Komponenten einer beispielhaften auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung, die als drahtlose Station arbeiten kann.

In den Figuren werden durchweg gemeinsame Bezugszahlen verwendet, um ähnliche Merkmale anzugeben.
Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft beschrieben. Diese Beispiele stellen die besten Weisen zum Umsetzen der Erfindung dar, die der Anmelderin derzeit bekannt sind, obwohl sie nicht die einzigen Weisen sind, auf die dies erreicht werden könnte. Die Beschreibung legt die Funktionen des Beispiels und die Sequenz von Schritten zum Konstruieren und Betreiben des Beispiels dar. Dieselben oder äquivalente Funktionen und Sequenzen können jedoch durch andere Beispiele erzielt werden.
Es werden Verfahren und Systeme zum genauen Synchronisieren drahtloser Stationen in einem drahtlosen Netz beschrieben. In einer rundsendenden drahtlosen Station (z.B. einem drahtlosen Zugangspunkt (AP)) wird ein Zeitstempel erzeugt, der auf einer höheren Auflösung (z.B. um 3 oder 6 Größenordnungen) ist, als in einem Standard-Zeitstempelfeld in einem Rahmen, wie etwa einem Bakenrahmen, der von der drahtlosen Station zu anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz rundgesendet wird, gesendet werden kann. Die sendende drahtlose Station (z.B. der AP) teilt den erzeugten Zeitstempel in zwei Teile auf und fügt einen ersten Teil in das Standard-Zeitstempelfeld ein. Dieser erste Teil des erzeugten Zeitstempels umfasst die höchstwertigen Bit des Zeitstempels und stellt daher einen Zeitstempel mit einer niedrigeren Auflösung als der erzeugte Zeitstempel bereit. Der zweite Teil ist der Rest des erzeugten Zeitstempels (z.B. die aus dem ersten Teil weggelassenen niedrigstwertigen Bit). Dieser zweite Teil wird in ein anbieterspezifisches Feld im Rahmen eingefügt.
Durch Aufteilen des erzeugten hochauflösenden Zeitstempels auf diese Weise zur Übertragung zu anderen drahtlosen Stationen im Netz bleibt das System konform mit dem die Rahmenstruktur (und insbesondere die Eigenschaften des Zeitstempelfelds im Rahmen) definierenden Standard und ist rückwärtskompatibel. Jede drahtlose Station, die die in das anbieterspezifische Feld eingefügten neuen Zeitstempelinformationen nicht interpretieren kann, kann immer noch unter Verwendung des Standard-Zeitstempelfelds und des Standard-Synchronisationsmechanismus ihren lokalen Zeitgeber synchronisieren und weiter arbeiten, während jede drahtlose Station, die die neuen Zeitstempelinformationen interpretieren kann, sich mit einem höheren Genauigkeitsgrad mit der sendenden drahtlosen Station synchronisieren kann (z.B. bis auf eine Genauigkeit von Nanosekunden oder Picosekunden, statt einer Genauigkeit von Mikrosekunden).
Der höhere Genauigkeitsgrad, der unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren erzielt werden kann, kann für viele verschiedene Anwendungen nützlich sein, wie etwa qualitativ hochwertige Audiosysteme (z.B. für drahtlose Stereo-Lautsprecherpaare) und Videosysteme (z.B. zur Hilfe bei den Jitter-Anforderungen, die eine Timing-Genauigkeit von 500 ns oder besser erfordern können). Zusätzlich zu Mediensystemen kann er auch in einer beliebigen anderen Anwendung nützlich sein, die Vorrichtungen zum Aufrechterhalten eines hohen Synchronisationsgrades erfordert, wie etwa Prozesssteuerung, Herstellung oder wissenschaftliche Instrumentation.
Der Ausdruck „WiFi™-Netz“ bedeutet hier ein drahtloses lokales Netz, das auf den 802.11-Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) basiert. Der Ausdruck „WiFi™-Station“ bedeutet hier eine elektronische Vorrichtung, die ein WiFi™-Modul aufweist, das der Vorrichtung erlaubt, Daten drahtlos unter Verwendung der IEEE-802.11-Standards auszutauschen. Der Ausdruck „WiFi™-Zugangspunkt“ bedeutet hier eine elektronische Vorrichtung, die als zentraler Sender und Empfänger von WiFi™-Signalen handelt, wie in den IEEE-802.11-Standards dargelegt.
Obwohl die Verfahren und Systeme hier als in einem WiFi™-Netz verwendet beschrieben werden, versteht sich, dass die Verfahren auch in anderen drahtlosen Netzen angewandt werden können, die eine bestimmte Form von Synchronisation verwenden und die gemäß einem anderen Standard als IEEE-802.11 arbeiten.
1 ist eine schematische Darstellung eines drahtlosen Netzes 100, das ein WiFi™-Netz sein kann. Das Netz 100 umfasst einen Zugangspunkt (AP) 102, der eine drahtlose Vorrichtung ist, die Zeitstempel erzeugt und rundsendet, die von drahtlosen Stationen (STA) 104 im Netz 100 empfangen und zum Synchronisieren lokaler Zeitgeber 114 (d.h. Zeitgeber in den empfangenden STA 104) verwendet werden. In verschiedenen Beispielen werden die Zeitstempel in einem Bakenrahmen übermittelt. Der AP 102 kann (z.B. über eine drahtgebundene Verbindung) mit dem Internet 106 oder mit einem beliebigen anderen Netz (z.B. einem Firmennetz) verbunden sein. Das drahtlose Netz 100 kann zum Streamen von Medien (z.B. Audio- oder Videoströme) zu den STA 104 verwendet werden, und die Medien können auf einer Datenbank 108, die über das Internet 106 zugänglich ist, oder auf einer Datenbank 110, 112 im Netz 100 gespeichert werden. Wenn sich die Datenbank im Netz 100 befindet, kann sie mit dem AP 102 (Datenbank 110) verbunden sein oder kann mit einer der STA 104 im Netz 100 (Datenbank 112) verbunden sein.
Der Zugangspunkt 102 und die drahtlosen Stationen 104 im drahtlosen Netz 100 können auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtungen sein, wie etwa Desktop-Computer, Laptop-Computer, Tablet-Computer, Smartphones, digitales Radio, Smart-TV, Spielkonsolen, Medienplayer usw. In bestimmten Beispielen kann eine drahtlose Station 104 zum Fungieren als AP fähig sein, und somit kann der AP 102 eine drahtlose Station 104 sein, die derzeit als AP handelt (z.B. ein Master-Knoten in einem WiFi™-System, der als AP handelt). In anderen Beispielen kann der AP 102 eine eigene drahtlose Vernetzungsvorrichtung sein, die als AP handelt, und kann zusätzliche Vernetzungsfunktionalität umfassen (kann z.B. auch als Router handeln), kann aber nicht zu allgemeineren oder Nicht-Vernetzungsfunktionen fähig sein. In verschiedenen Beispielen können der AP 102 und/oder eine drahtlose Station 104 ein drahtloser Lautsprecher sein.
Wie im UK-Patent GB2494949 beschrieben, umfasst jede STA 104 einen Bitübertragungsschicht-Zeitgeber 114, und der AP 102 umfasst auch einen Bitübertragungsschicht-Zeitgeber 116. Die Zeitgeber 114, 116 sind jeweils freilaufende Zeitgeber und umfassen einen freilaufenden Oszillator (z.B. einen lokalen Kristalloszillator (LCO) 118) und einen Zähler 120, der ausgelegt ist zum Inkrementieren bei jedem Zeitgeber-„Tick“ oder Zeitgeberzyklus, so dass der Zählerwert der Zeitgeberwert ist (obwohl in anderen Beispielen der Zähler auf andere Weise auf der Basis des Zeitgeberzyklus inkrementieren kann). In WiFi™-Systemen läuft der Zähler 120 mit 1 MHz, und somit kann ein 1-MHz-LCO 118 verwendet werden. Es versteht sich, dass anstelle der Verwendung eines physischen 1-MHz-Oszillators ein Phasenregelkreis (PLL) oder ähnliche Teiler-/Vervielfacherverfahren verwendet werden können. Jeder Verweis auf einen LCO in der folgenden Beschreibung ist lediglich beispielhaft, und es können als Alternative andere Quellen eines Zeitgeber-Ticks verwendet werden.
Obwohl beabsichtigt wird, dass der Oszillator 118 in jeder drahtlosen Station 104 ein Zeitgebersignal (z.B. einen Zeitgeber-Tick) mit derselben Frequenz wie der freilaufende Oszillator 118 im AP 102 (z.B. alle mit 1 MHz) produzieren soll, gibt es Schwankungen zwischen einzelnen Kristallen, die in jedem Oszillator verwendet werden, und als Folge hiervon laufen sie alle mit etwas verschiedenen Raten. Um mit dieser Frequenzschwankung und der resultierenden Drift bzw. Abweichung umzugehen, wird, wenn eine STA 104 einen Bakenrahmen empfängt, das Zeitstempelfeld von einem (in 1 nicht gezeigten) Decodierungsblock in der STA extrahiert. Das Zeitstempelfeld umfasst den Zählerwert des Zählers 120 im Zugangspunkt 102. Dieser Zählerwert wird dann in den Zähler 120 in der empfangenden STA 104 kopiert und überschreibt den aktuellen Wert des Zählers 120. Folglich wird jedes Mal, wenn ein Bakenrahmen empfangen wird, der Zähler 120 in der empfangenden STA 104 neu mit dem Wert des Zählers 120 im AP 102 synchronisiert. Diese Synchronisation des Zählers 120 in der empfangenden STA 104 auf der Basis des empfangenen Zeitstempels kann als Neusynchronisation oder Rücksetzen des Zeitgebers beschrieben werden. Die maximale Drift zwischen dem Zeitgeber in einer STA 104 und dem Zeitgeber im AP 102 wird deshalb durch die Differenz der Tickrate zwischen den zwei LCO 118 (z.B. als Folge physischer Unterschiede der Kristalle), die Genauigkeit des Zeitstempels (typischerweise in Mikrosekunden) und die Zeit zwischen Bakenrahmen (typischerweise 100 ms, obwohl sie im Bereich von 100 ms bis zu 1023 ms liegen kann) definiert.
Das UK-Patent GB2494949 beschreibt auch zwei verschiedene Techniken, die zur Verbesserung der Synchronisation zwischen der sendenden drahtlosen Station und der empfangenden drahtlosen Station verwendet werden können. Bei der ersten Technik wird vor dem Überschreiben des Werts des Zählers 120 in der empfangenden STA 104 ein Fehler zwischen dem empfangenen Zählerwert und dem aktuellen Wert des Zählers 120 berechnet. Mit diesem Fehler kann dann die Rate des Zählers 120 eingestellt werden (d.h. so, dass nicht unbedingt eine feste Beziehung zwischen einem Tick des LCO und einem Inkrement des Zählers besteht). Zum Beispiel kann durch Kenntnis der vergangenen Zeit seit einer vorherigen Korrektur (z.B. in Reaktion auf Empfangen des vorherigen Bakenrahmens) die Menge an Drift zwischen dem AP-Zähler und dem STA-Zähler bestimmt werden. Dann kann mit einer Rateneinstellungseinheit (die unter Verwendung eines Phasenregelkreises implementiert werden kann) der STA-Zähler mit einer Rate inkrementiert werden, die der Rate des AP-Zählers viel näher kommt. Durch Wiederholen dieser Driftbestimmung und Einstellung der Rateneinstellungseinheit jedes Mal, wenn ein neuer Zeitstempel empfangen wird, tendiert der Fehler über einen kurzen Zeitraum zu einem minimalen Wert. Bei der im UK-Patent GB2494949 beschriebenen zweiten Technik speichert der STA-Zeitgeber 114 ein Paar von Werten entsprechend dem empfangenen Zählerwert und dem aktuellen Wert des STA-Zählers jedes Mal, wenn ein neuer Zeitstempel empfangen wird. Anstelle von Ratensteuerung des STA-Zählers (wie bei der ersten Technik) können die gespeicherten Paare von Werten dann von höheren Softwareschichten in der STA zur Überwachung der Drift und Kompensation des STA-Zählerwerts verwendet werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Formats eines beispielhaften Bakenrahmens 200. In diesem Beispiel ist der Bakenrahmen wie vom WiFi™-Standard definiert, obwohl die hier beschriebenen Verfahren wie oben beschrieben nicht auf die Verwendung mit WiFi™ beschränkt sind und mit anderen drahtlosen Standards verwendet werden können. Der gezeigte Bakenrahmen 200 ist ein Beispiel für einen IEEE-802.11-Verwaltungsrahmen, und um sicherzustellen, dass alle Zugangspunkte und Stationen in einem WiFi™-Netz Verwaltungsrahmen ordnungsgemäß identifizieren können, weisen sie ein Standard-Rahmenformat auf, das im oberen Teil von 2 gezeigt ist, wobei verschiedene Verwaltungsrahmen ein verschiedenes Format für den Rahmenhauptteil 204 aufweisen, der für einen Bakenrahmen im unteren Teil von 2 ausführlicher gezeigt ist.
Der Teil des Bakenrahmens 200, der allen Verwaltungsrahmen gemeinsam ist, umfasst einen MAC (Media Access Control)-Headerteil 202, einen Rahmenhauptteil 204 und einen Rahmensteuerteil 206. Der MAC-Headerteil 102 umfasst ein Rahmensteuerfeld 208, ein Dauerfeld 210, ein Zieladressenfeld 212, ein Quelladressenfeld 214, ein BSSID-Feld (Basic Service Set Identification) 216 und ein Sequenzsteuerfeld 218. Wie Fachleuten bekannt ist, wird ein einzelner Zugangspunkt zusammen mit allen zugeordneten Stationen als BSS (Basis Service Set) bezeichnet. Der Zugangspunkt handelt für die Stationen in diesem BSS als Master. Jeder BSS wird durch eine BSSID identifiziert. In einem Infrastruktur-BSS ist die BSSID die MAC-Adresse des Zugangspunkts.
Gemäß dem Standard IEEE 802.11 umfasst der Rahmenhauptteil 204 eines Bakenrahmens ein Zeitstempelfeld 222, ein Bakenintervallfeld 224, ein Fähigkeitsinformationsfeld 226 und ein SSID-Feld 228.
Das Zeitstempelfeld 222 umfasst den Wert der Zeit der Timing-Synchronisationsfunktion (TSF) der Vorrichtung, die den Bakenrahmen gesendet hat. Wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben, stellt eine STA 104 nach dem Empfang eines Bakenrahmens ihren lokalen Zeitgeber 114 auf diese Zeit um.
Das Bakenintervallfeld 224 umfasst das Zeitintervall zwischen Bakenrahmenübertragungen der sendenden Vorrichtung, ausgedrückt in Zeiteinheiten (TU).
Das Fähigkeitsfeld 226 umfasst die Informationen über die Fähigkeit des Netzes und/oder der Vorrichtung. Es kann Informationen wie zum Beispiel, aber ohne Beschränkung darauf, den Betriebsmodus (ad hoc oder Infrastruktur), Unterstützung von Abfragen, Verschlüsselung usw. umfassen.
Das SSID-Informationselement 228 spezifiziert die SSID oder SSIDs, die von der sendenden Vorrichtung verwendet werden. Wie für Fachleute bekannt ist, ist eine SSID eine Sequenz alphanumerischer Zeichen (Buchstaben oder Zahlen), die ein WiFi™-Netz eindeutig definiert. Alle Zugangspunkte und Stationen, die versuchen, sich mit einem speziellen WiFi™-Netz zu verbinden, verwenden dieselbe SSID.
Der Rahmenhauptteil 204 eines Bakenrahmens kann gegebenenfalls auch ein oder mehrere optionale Felder 230, 232, 234 umfassen. Optionale Felder können zum Beispiel, aber ohne Beschränkung darauf, ein Unterstützte-Raten-Feld, ein Frequenzsprung- bzw. FH-Parametersatzfeld, ein Direktsequenz- bzw. DS-Parametersatzfeld, ein Wettbewerbsfrei- bzw. CF-Parametersatzfeld, ein IBSS-Parametersatzfeld, ein Verkehrsangabekarten- bzw. TIM-Feld und ein anbieterspezifisches Feld 234 umfassen.
Das anbieterspezifische Feld 234 kann verwendet werden, um Informationen zu führen, die nicht in den IEEE-802.11-Standards definiert sind, und kann das in 2 gezeigte Format aufweisen. Speziell umfasst es ein Element-ID-Subfeld 236, ein Längen-Subfeld 238, ein OUI-Subfeld (Organizational Unique Identifier) 240 und ein anbieterspezifisches Inhaltssubfeld 242. Das Element-ID-Subfeld 236 identifiziert die spezielle Art von Feld (z.B. identifiziert es das Feld 234 als ein anbieterspezifisches Feld). Die Element-IDs werden in den IEEE-802.11-Standards definiert. Das Längensubfeld 238 spezifiziert die Länge des Felds. Das OUI-Subfeld 240 umfasst eine Menge von alphanumerischen Zeichen, die einen Anbieter eindeutig identifiziert. Das IEEE weist Anbietern OUls zu. Die OUI wird manchmal als die Anbieter-ID bezeichnet. Das anbieterspezifische Inhaltssubfeld 242 kann beliebigen Inhalt enthalten und wird nur von der maximalen Rahmengröße begrenzt.
Die IEEE-802.11-Standards spezifizieren die Reihenfolge, in der die optionalen Felder im Rahmenhauptteil 204 zu platzieren sind. Insbesondere spezifizieren die IEEE-802.11-Standards, dass das anbieterspezifische Feld 234 das letzte Feld im Rahmenhauptteil 204 eines Bakenrahmens sein soll.
Wie oben beschrieben, ist das in 2 gezeigte Bakenrahmenformat lediglich beispielhaft, und die hier beschriebenen Verfahren können ein beliebiges Bakenrahmenformat verwenden, das ein Zeitstempelfeld 222 und ein anbieterspezifisches Feld 234 umfasst (wobei dieses anbieterspezifische Feld ein beliebiges Format aufweisen kann). Ähnlich können die hier beschriebenen Verfahren in Systemen verwendet werden, bei denen der Zeitstempel in Rahmen übermittelt wird, die nicht Bakenrahmen sind, wenn solche Rahmen ein Zeitstempelfeld und ein anbieterspezifisches Feld umfassen.
In bekannten Systemen ist das Zeitstempelfeld 222 in einem Bakenrahmen eine 64-Bit-Zahl (d.h. eine Zahl modulo 2⁶⁴), die von einem AP auf der Basis eines 1-MHz-Takts erzeugt wird, der jede Mikrosekunde tickt. Wieder mit Bezug auf 1 entspricht die 64-Bit-Zahl einem Wert des Zählers 120 im Zeitgeber 116 im AP 102, wobei der LCO 118 bei 1 MHz arbeitet. Die Größe des Zeitstempelfelds 222 (wie z.B. im WiFi™-Standard definiert) begrenzt die Auflösung, mit der ein Zeitstempel erzeugt und in einem drahtlosen Netz geteilt werden kann, und dies wirkt sich wiederum auf die Genauigkeit der Zeitsynchronisation im drahtlosen Netz aus.
3 und 5 zeigen Flussdiagramme eines beispielhaften Verfahrens zum Verbessern der Genauigkeit der Zeitsynchronisation in einem drahtlosen Netz. 3 umfasst ein Flussdiagramm 31, das das Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station zeigt, die die Zeitstempel im drahtlosen Netz erzeugt (z.B. ein AP) und 5 umfasst ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station im Netz zeigt, die Rahmen empfängt, die den Zeitstempel umfassen. Diese Verfahren können zum Beispiel im in 1 gezeigten Netz 100 implementiert werden, obwohl die drahtlosen Stationen, wie später ausführlicher beschrieben wird, zur Implementierung der Verfahren einen Zeitgeber umfassen, der mit einer höheren Frequenz als normal arbeitet (z.B. mit einer Frequenz von mehr als 1 MHz und in verschiedenen Beispielen vielen Größenordnungen mehr als 1 MHz). Der Zeitgeber, der mit einer höheren Frequenz als normal in diesen drahtlosen Stationen arbeitet, kann der in 1 gezeigte Bitübertragungsschicht-Zeitgeber 114 oder als Alternative ein Systemzeitgeber sein, der auch als Gemeinsames-Ereignis-Zeitgeber bezeichnet werden kann und der mit 400 MHz oder mehr laufen kann. Der Systemzeitgeber kann zum Beispiel als Softwareregelschleife in einem SoC (System auf einem Chip) implementiert werden. Der Systemzeitgeber kann seinen eigenen Zähler aufweisen, der von dem Bitübertragungsschicht-Zähler 120 getrennt ist und mit der schnelleren Rate inkrementiert.
3 zeigt auch eine schematische Darstellung von Teilen einer drahtlosen Station 32, in denen das Verfahren von 3 implementiert werden kann, und 6 zeigt schematische Darstellungen der Teile beispielhafter drahtloser Stationen, in denen das Verfahren von 5 implementiert werden kann.
Ein hochauflösender Zeitstempel wird von einer drahtlosen Station erzeugt (Block 302), die für Erzeugung und Teilen von Zeitstempeln im Netz verantwortlich ist (z.B. ein AP). Statt einen 1-MHz-LCO im AP 102 zu verwenden (wie in bekannten Systemen), wird zum Beispiel ein Oszillator verwendet, der mit einer viel schnelleren Rate (z.B. Hochfrequenz-Zeitgeber 320) tickt, z.B. kann er jede Nanosekunde (z.B. ein 1-GHz-LCO) oder jede Picosekunde (z.B. ein 1-THz-LCO) ticken. Der Zählerwert (und daher der Zeitstempel), der von diesem schnelleren LCO (in Block 302) erzeugt wird, ist größer als die Größe des Standard-Zeitstempelfelds (t Bit), und dies ist in 4 gezeigt. 4 zeigt einen erzeugten Zeitstempel 402, der x Bit umfasst, wobei x größer als die Anzahl der Bit im Standard-Zeitstempelfeld im drahtlosen Netz 100 ist (d.h. x>t). Wenn es sich hierbei um ein WiFi™-Netz handelt, umfasst das Standard-Zeitstempelfeld 64 Bit (t=64), und somit ist x>64. In verschiedenen Beispielen kann der erzeugte Zählerwert eine 74-Bit-Zahl (beim Nanosekundenbeispiel) oder 84-Bit-Zahl (beim Picosekundenbeispiel) umfassen, z.B. x=74 oder x=84. In anderen Beispielen kann x einen anderen Wert aufweisen. In anderen Beispielen kann das Zeitstempelfeld 222 im Bakenrahmen eine Zahl repräsentieren, die mehr oder weniger als 64 Bit enthält (d.h. t kann einen Wert aufweisen, der nicht gleich 64 ist), und die Tickrate des Zeitgebers, der ihn erzeugt, kann anders sein (d.h. eine Rate, die nicht 1 MHz ist). In allen Fällen weist das Zeitstempelfeld 222 jedoch eine definierte Größe auf (z.B. wie durch einen Standard definiert), die die Auflösung begrenzt, mit der der Zeitstempel in einem drahtlosen Netz 100 zu drahtlosen Stationen 104 gesendet werden kann.
Nach dem Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels (in Block 302), wird der erzeugte Zeitstempel in zwei Teile aufgeteilt (Block 304). Der erste Teil 404 umfasst dieselbe Anzahl von Bit wie das im drahtlosen Netz verwendete Standard-Zeitstempelfeld, t Bit. Der zweite Teil 406 umfasst die übrigen Bit, x-t Bit. In verschiedenen Beispielen umfasst der erste Teil 404 die t höchstwertigen Bit im erzeugten hochauflösenden Zeitstempel, und der zweite Teil 406 umfasst die x-t niedrigstwertigen Bit im erzeugten hochauflösenden Zeitstempel 302, so dass alle Bit aus dem erzeugten hochauflösenden Zeitstempel 402 sich in einem (und nur einem) der zwei Teile 404, 406 befinden. In einem Beispiel ist t=64.
Der erste Teil wird dann in das Standard-Zeitstempelfeld in einem Rahmen eingefügt (Block 306) und der zweite Teil wird in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen eingefügt (Block 308). Der bzw. die Rahmen werden dann von der drahtlosen Station rundgesendet (Block 310). In verschiedenen Beispielen werden der erste und zweite Teil in das Standard-Zeitstempelfeld und ein anbieterspezifisches Feld im selben Rahmen eingefügt. In anderen Beispielen können die zwei Teile jedoch in verschiedene Rahmen eingefügt werden, und die zwei Teile können von einer empfangenden drahtlosen Station auf der Basis einer Sequenznummer, eines ID-Tag oder einer anderen Kennung korreliert werden.
Wenn der Rahmen ein WiFi™-Bakenrahmen 408 ist (z.B. wie in 2 gezeigt und oben beschrieben), wird der erste Teil in das Zeitstempelfeld 222 eingefügt, und der zweite Teil wird in das anbieterspezifische Inhaltsfeld 242 im anbieterspezifischen Feld 234 eingefügt.
Die Erzeugung und Aufteilung des Zeitstempels (in den Blöcken 302-304) kann in einem Zeitstempel-Erzeugungsmodul 322 implementiert werden, und ein Rahmengeneratormodul 324 kann die Teile des Zeitstempels in die Zeitstempel- und anbieterspezifischen Felder von einem oder zwei Rahmen einfügen (Blöcke 306-308), bevor die Rahmen von einem drahtlosen Sender 326 gesendet werden (Block 310). In verschiedenen Beispielen können das Zeitstempel-Erzeugungsmodul 322 und das Rahmengeneratormodul 324 beide in einem Medienzugriffssteuerungsmodul in der drahtlosen Station (z.B. einem WiFi™ -MAC) implementiert werden.
Wie in 5 gezeigt, empfängt eine empfangende drahtlose Station den gesendeten Rahmen (Block 502) und decodiert das Zeitstempelfeld 222 (Block 504) und das anbieterspezifische Feld 234 (Block 506). Falls die empfangende drahtlose Station den zweiten Teil des Zeitstempels im anbieterspezifischen Feld interpretieren kann (‚Ja‘ im Block 508), erzeugt die drahtlose Station den vollen Zeitstempel 410 neu (Block 510) und verwendet dann den hochauflösenden Zeitstempel zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit der drahtlosen Station, die den im Block 502 empfangenen Rahmen gesendet hat (Block 512). Falls die empfangende drahtlose Station jedoch nicht in der Lage ist, den zweiten Teil des Zeitstempels im anbieterspezifischen Feld zu interpretieren (‚Nein‘ im Block 508), verwendet die drahtlose Station nur die Informationen aus dem Zeitstempelfeld 222 zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit der drahtlosen Station, die den im Block 502 empfangenen Rahmen gesendet hat (Block 514), und dies kann zum Beispiel durch Rücksetzen eines lokalen Zählers, der auf der Basis des Ticks eines mit der Standardfrequenz (z.B. 1 MHz) laufenden LCO auf den Wert aus dem Zeitstempelfeld inkrementieren kann, implementiert werden.
Wie in 5 gezeigt, gibt es viele verschiedene Weisen, auf die der hochauflösende Zeitstempel beim Synchronisieren der drahtlosen Station verwendet werden kann, und in verschiedenen Beispielen können eine oder mehrere der folgenden Techniken verwendet werden:

• Rücksetzen eines Zählers (Block 516);
• Berechnen eines Fehlers und Einstellen der Rate eines Zählers oder Zeitgebers (Block 518); und
• Erzeugen eines Paars Zeitstempel - Zählerwert (Block 520).

In Beispielen, bei denen der hochauflösende Zeitstempel zum Rücksetzen eines Zählers verwendet wird (Block 516), kann dies ein Zähler sein, der auf der Basis eines LCO inkrementiert, der mit einer selben schnelleren Rate wie die sendende Station (oder einer beliebigen Rate, die schneller als die Standardrate ist) läuft, oder der Zähler, der auf der Basis des Systemzeitgebers inkrementiert. Die erste Darstellung in 6 zeigt eine beispielhafte drahtlose Station 61, die einen Decoder 602, der die Zeitstempel- und anbieterspezifischen Felder decodiert und den hochauflösenden Zeitstempel neu erzeugt (Block 506, 508, 510), und einen Zähler 603, der mit der Tickrate eines LCO/Systemzeitgebers 604 inkrementiert, umfasst.
Durch Rücksetzen eines Zählers (im Block 516), wie in 5 gezeigt, wird die maximale Drift zwischen dem Zeitgeber in einer STA 104 und dem Zeitgeber des AP 102 aufgrund der vergrößerten Auflösung des Zeitstempels, wie im ersten Graph 71 in 7 gezeigt, verringert, selbst wenn die Rahmen, die die Zeitstempel umfassen (z.B. Bakenrahmen) mit dem Zeitintervall Δt gesendet werden. Der erste Graph 71 in 7 zeigt die Fehlerdrift, wenn der hochauflösende Zeitstempel verwendet wird (Zeile 702), verglichen mit der Fehlerdrift, wenn ein Standard-Zeitstempel verwendet wird (Zeile 704), und der maximale Fehler für den hochauflösenden Zeitstempel e₁ ist kleiner als bei Verwendung des Standard-Zeitstempels e₂.
Wie oben beschrieben, kann in verschiedenen Beispielen der hochauflösende Zeitstempel zur Einstellung der Rate eines Zählers (Block 518) verwendet werden, und in vielen Beispielen kann dies in Kombination mit Rücksetzen eines Zählers (Block 516) wie nachfolgend beschrieben verwendet werden; er kann jedoch auch verwendet werden, wenn der Zähler nicht rückgesetzt wird. Die zweite Darstellung in 6 zeigt eine beispielhafte drahtlose Station 62, die einen Decoder 602 umfasst, der die Zeitstempel- und anbieterspezifischen Felder decodiert und den hochauflösenden Zeitstempel neu erzeugt (Block 506, 508, 510). Vor dem Rücksetzen des lokalen Zählers 603 (Block 516) auf der Basis des Zeitstempels wird (im Fehlerberechnungsmodul 606) ein Fehler zwischen dem hochauflösenden Zeitstempel und dem aktuellen Zählerwert in der drahtlosen Station 62 berechnet. Dieser Fehlerwert wird einer Rateneinstellungseinheit 608 (die unter Verwendung eines Phasenregelkreises implementiert werden kann) zugeführt und zum Inkrementieren des Zählers 603 mit einer Rate, die der Rate des AP-Zählers viel näher kommt, verwendet. Indem dies jedes Mal wiederholt wird, wenn ein neuer Zeitstempel empfangen wird, tendiert der Fehler über einen kurzen Zeitraum zu einem minimalen Wert, und durch Verwendung eines höher auflösenden Zeitstempels ist der minimale Wert kleiner als wenn nur der Standard-Zeitstempel verwendet wird, und das Jitter im System ist verringert. Der Zähler 603, der rateneingestellt wird, kann der Zähler sein, der auf der Basis eines LCO inkrementiert, oder der Zähler, der auf der Basis des Systemzeitgebers inkrementiert.
In Beispielen, bei denen der Zähler 603 mit einer langsameren Rate als die Rate des LCO im AP inkrementiert, kann das Rücksetzen des lokalen Zählers 603 (Block 516) nur den Standard-Zeitstempel verwenden (selbst wenn die STA hochauflösende TSF-Fähigkeit aufweist), oder kann mehr Bits als der Standard-Zeitstempel verwenden, aber weniger Bits, als sich im hochauflösenden Zeitstempel befinden (z.B. können ein oder mehrere der niedrigstwertigen Bits verworfen und beim Rücksetzen des lokalen Zählers 603 nicht verwendet werden).
Statt der Verwendung des hochauflösenden Zeitstempels zum Einstellen der Rate eines Zählers kann der hochauflösende Zeitstempel zum Einstellen der Rate eines Zeitgebers (Block 518) verwendet werden. Die dritte Darstellung in 6 zeigt eine beispielhafte drahtlose Station 63, die einen Decoder 602 umfasst, der die Zeitstempel- und anbieterspezifischen Felder decodiert und den hochauflösenden Zeitstempel neu erzeugt (Block 506, 508, 510). Vor dem Rücksetzen des lokalen Zählers 603 (Block 516) auf der Basis des Zeitstempels wird (im Fehlerberechnungsmodul 606) ein Fehler zwischen dem hochauflösenden Zeitstempel und dem aktuellen Zählerwert in der drahtlosen Station 62 berechnet. Dieser Fehlerwert wird dann (von der Rateneinstellungseinheit 608) zum Einstellen der Rate des Zeitgebers 604 (Block 518) verwendet. Indem dies jedes Mal wiederholt wird, wenn ein neuer Zeitstempel empfangen wird, tendiert der Fehler über einen kurzen Zeitraum zu einem minimalen Wert, und durch Verwendung eines höher auflösenden Zeitstempels ist der minimale Wert kleiner als bei Verwendung nur des Standard-Zeitstempels, und das Jitter im System wird verringert. Der Zeitgeber 604, der rateneingestellt wird, kann ein LCO oder der Systemzeitgeber sein.
Wie in 5 und in der vierten Darstellung in 6 gezeigt, kann in bestimmten Beispielen der (im Block 510 und im Decoder 602 erzeugte) hochauflösende Zeitstempel zur Erzeugung eines Paars von Werten verwendet werden, die dem hochauflösenden Zeitstempel und einem lokalen Zählerwert entsprechen (Block 520, z.B. vom Paarerzeugungsmodul 610). Diese Paare von Werten können von höheren Softwareschichten in der STA verwendet werden, um aus den identifizierten Datenpunkten (d.h. den Wertepaaren) zu extrapolieren, um einen Wert des Zeitstempels bei einem bestimmten Wert des lokalen Zählers zu berechnen. Durch Verwendung von Paaren von Werten auf diese Weise, die gespeichert werden können, bis sie benötigt werden, wird das Verfahren nicht beeinträchtigt, falls eine Verzögerung bei der Verarbeitung der Paare von Werten von den höheren Softwareschichten (z.B. von einer auf der drahtlosen Station laufenden Anwendung) auftritt. Wie bei vorherigen Beispielen kann der Zähler 603, der rateneingestellt wird, der Zähler sein, der auf der Basis eines LCO inkrementiert, oder der Zähler, der auf der Basis des Systemzeitgebers inkrementiert.
Durch Verwendung eines LCO / Systemzeitgebers 604 mit einer höheren Frequenz als der Standard-1-MHz-Zeitgeber und einem genaueren Zeitstempelwert ist der extrapolierte Wert des Zeitstempels, der unter Verwendung der gespeicherten Wertepaare berechnet wird, genauer, wie im zweiten und dritten Graph 72, 73 in 7 gezeigt.
Der zweite Graph 72 in 7 zeigt auf der x-Achse Zeitstempelwerte und auf der y-Achse Systemzeitgeberwerte. Auf dem Graph sind zwei gespeicherte Wertepaare (angegeben durch Pfeile 710, 712) gezeigt. Falls der Wert des Systemzeitgebers, wenn die höheren Softwareschichten bereit zum Verarbeiten von Daten sind, 4900 ist, können die zwei gespeicherten Wertepaare zur Vorhersage des tatsächlichen Zeitstempelwerts verwendet werden, der durch Pfeil 714 angegeben wird (in diesem Beispiel 245). Durch Verwendung von höher auflösenden (d.h. genaueren) Zeitstempelwerten unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren ist der extrapolierte Zeitstempelwert (z.B. 245) genauer, und dies ist im dritten Graph 73 in 7 gezeigt. Dieser Graph 73 zeigt, dass bei Verwendung eines Mikrosekunden-Zeitstempels der Fehler nur in Schritten von 1 µs repräsentiert werden kann (Zeile 716); der Fehler kann jedoch genauer repräsentiert werden, wenn ein höher auflösender Zeitstempel verwendet wird (wie durch Zeile 718 angegeben). Auf diesem Graph 73 zeigt die x-Achse den PPM-Fehler (Teile pro Million) der Zeitgeber in den zwei Stationen, der zu dem auf der y-Achse gezeigten Synchronisationsfehler (in ns) führt.
Gemäß dem in 5 gezeigten Verfahren decodiert jede drahtlose Station das anbieterspezifische Feld (Block 506) gleichgültig, ob sie in der Lage sind, den zweiten Teil des Zeitstempels zu interpretieren. In anderen Beispielen, die Varianten des in 5 gezeigten sind, kann das anbieterspezifische Feld nur decodiert werden (Block 506), falls die drahtlose Station dazu fähig ist, den zweiten Teil des Zeitstempels zu interpretieren (d.h., so dass Block 506 nach dem Entscheidungspunkt in Block 508 und vor Block 510 kommt, statt sich vor Block 508 zu befinden).
In den Verfahren wie oben beschrieben wird der hochauflösende Zeitstempel von einer drahtlosen Station im Netz auf der Basis eines Zeitgebers in dieser drahtlosen Station erzeugt und gesendet. In verschiedenen Beispielen kann die drahtlose Station, die den Zeitstempel zu anderen drahtlosen Stationen sendet, jedoch den Zeitstempel auf der Basis einer externen Zeitquelle erzeugen. Zum Beispiel kann ein AP den Zeitstempel auf der Basis eines externen Zeitservers unter Verwendung eines Protokolls wie NTP erzeugen. Die oben beschriebenen Verfahren können auch verwendet werden, wenn der Zeitstempel auf der Basis einer externen Zeitquelle erzeugt wird, und in solchen Beispielen wird der Zeitstempel auf der Basis der externen Zeitquelle mit einer höheren Auflösung erzeugt, als in das Zeitstempelfeld passen kann.
Die Auflösung eines in einem drahtlosen Netz (wie etwa dem Netz 100 in 1) verwendeten Zeitstempels kann fest sein oder kann variabel sein (z.B. so, dass die Auflösung an bestimmte Anforderungen des Systems bzw. der Anwendung angepasst ist). Wieder mit Bezug auf 4 werden in allen Fällen x Bit in das Zeitstempelfeld eingefügt, um dem Standard zu genügen, und wenn die verwendete Auflösung fest ist, werden immer x-t Bit in das anbieterspezifische Feld eingefügt. Wenn die Auflösung variiert wird, wird die Anzahl der in das anbieterspezifische Feld eingefügten Bits variiert. Dabei kann die Auflösung variiert werden, mit der der Zeitstempel erzeugt wird (z.B. Variieren des Werts von x) oder eine feste Auflösung für die Erzeugung des Zeitstempels verwendet (z.B. x ist fest) und eines oder mehrere der niedrigstwertigen Bits des erzeugten Zeitstempels verworfen werden. Beide diese Beispiele sind in 8 graphisch gezeigt.
Im ersten Beispiel umfasst der erzeugte Zeitstempel 802 eine variable Anzahl x' von Bits, und diese Bits werden in zwei Teile aufgeteilt - einen ersten Teil 804, der die t höchstwertigen Bits umfasst (wobei t fest ist), und den zweiten Teil 806, der die übrigen x'-t Bits umfasst. Im Gegensatz dazu umfasst im zweiten Beispiel der erzeugte Zeitstempel 812 immer dieselbe Anzahl x" von Bits, wenn aber die volle Auflösung nicht erforderlich ist, werden ein oder mehrere niedrigstwertige Bits verworfen (y Bit mit y≥0). Die übrigen x''-y Bits werden in zwei Teile aufgeteilt - einen ersten Teil 814, der die t höchstwertigen Bits umfasst (wobei t fest ist), und den zweiten Teil 816, der die übrigen x''-y-t Bits umfasst. Wie oben beschrieben, wird der erste Teil 804, 814 in das Zeitstempelfeld eines Rahmens eingefügt und der zweite Teil 806, 816 wird in das anbieterspezifische Feld desselben Rahmens eingefügt. Beide Beispiele erzielen denselben Effekt, d.h. x'-t=x''-y-t.
Da die Erzeugung des Zeitstempels CPU-Zeit in Anspruch nimmt, kann Skalierung der Auflösung des Zeitstempels, der erzeugt wird (wie im ersten Beispiel in 8) auf Anforderungen des Systems bzw. der Anwendung effizienter sein als Bits vor der Übertragung zu verwerfen (wie im zweiten Beispiel in 8).
Wenn die verwendete Auflösung variiert wird, kann dies aus einem beliebigen Grund geschehen, und in verschiedenen Beispielen kann sie auf der Basis von Rückmeldung variiert werden, die von den empfangenden drahtlosen Stationen an die drahtlose Station, die den Zeitstempel rundsendet, bereitgestellt wird. In einem Beispiel kann jede drahtlose Station die Differenz zwischen dem empfangenen Zeitstempel und dem lokalen Zeitgeberwert bestimmen, wenn ein neuer Zeitstempel empfangen wird (dies ist in 5 als Fehler e₁ gezeigt und kann in verschiedenen Beispielen in der Fehlerberechnungseinheit 606 oder dem Paarerzeugungsmodul 610 oder auf der Basis eines vom Paarerzeugungsmodul 610 erzeugten Paars bestimmt werden), und dies zu der rundsendenden drahtlosen Station (z.B. in einem anderen Verwaltungsrahmen, wie etwa einem Sondierungsanforderungsrahmen) übermitteln. Die rundsendende drahtlose Station (z.B. der AP) kann dann wie in 9 gezeigt arbeiten. In Reaktion auf Empfang der Fehlerwerte aus drahtlosen Stationen (Block 902) werden die empfangenen Werte mit einem Zielwert verglichen (Block 904). Dieses Ziel kann zum Beispiel ein Mittelwert für alle drahtlosen Stationen oder ein Maximalwert für eine beliebige drahtlose Station sein. In verschiedenen Beispielen kann das Ziel als Bereich definiert sein. Falls der Zielfehler überschritten wird (‚Ja‘ im Block 904), wird die verwendete Auflösung vergrößert (Block 906), und falls der Zielfehler nicht überschritten wird (‚Nein‘ im Block 904), wird die verwendete Auflösung verringert (Block 908). In verschiedenen Beispielen kann die Auflösung zwischen einer Obergrenze (z.B. bei y=0) und einer Untergrenze variiert werden (Block 906 und 908), und in verschiedenen Beispielen kann die Untergrenze die Standardauflösung sein (so dass z.B. x'=t ist) .
Zusätzlich zu oder anstelle von Variieren der Auflösung des Zeitstempels, der gesendet wird, kann der Fehler durch Variieren der Häufigkeit gesteuert werden, mit der Zeitstempel rundgesendet werden, wie in 10 gezeigt. Wie oben mit Bezug auf 2 gezeigt, kann das verwendete Intervall von einer rundsendenden drahtlosen Station (z.B. einem AP) als Teil des Bakenrahmens (z.B. im Bakenintervallfeld 224) zu anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz übermittelt werden. In Reaktion auf Empfang der Fehlerwerte aus drahtlosen Stationen (Block 902) werden die empfangenen Werte mit einem Zielwert verglichen (Block 904). Wie oben beschrieben, kann dieses Ziel auf viele Weisen definiert werden und kann ein Bereich von Werten sein. Falls der Zielfehler überschritten wird (‚Ja‘ im Block 904), wird die Häufigkeit der Übertragung von einen Zeitstempel umfassenden Rahmen vergrößert (Block 1006), und daher wird das Intervall zwischen Rahmen verringert. Falls der Zielfehler nicht überschritten wird (‚Nein‘ im Block 904), wird die Häufigkeit der Übertragung von einen Zeitstempel umfassenden Rahmen verringert (Block 1008), und daher wird das Intervall zwischen Rahmen vergrößert. Dadurch kann die rundsendende drahtlose Station (z.B. der AP) die Rate der den Zeitstempel umfassenden Rahmen (z.B. der Bakenrahmen) anpassen, um einem Fehlerziel zu genügen, während nicht durch unnötig häufiges Senden von Bakenrahmen Bandbreite verschwendet wird.
In den Fällen, in denen eine drahtlose Station einen Fehlerwert zur rundsendenden drahtlosen Station übermittelt, kann dieser Fehler auf beliebige Weise gesendet werden. In den Fällen, in denen er in einem Sondierungsanforderungsrahmen aufgenommen wird, kann der Rahmen in ein anbieterspezifisches Feld aufgenommen werden. Wie oben beschrieben, weisen alle WiFi™-Verwaltungsrahmen dieselbe Struktur auf, wie im oberen Teil von 2 gezeigt, aber im Rahmenhauptteil 204 ein anderes Format. Der Rahmenhauptteil für einen Sondierungsanforderungsrahmen umfasst ein anbieterspezifisches Feld auf ähnliche Weise wie der in 2 gezeigte Bakenrahmen.
11 zeigt verschiedene Komponenten einer beispielhaften auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung 1100, die als beliebige Form einer Datenverarbeitungs- und/oder elektronischen Vorrichtung implementiert werden kann und die als drahtlose Station arbeiten kann. Die drahtlose Station kann als ein AP handeln und Zeitstempel erzeugen, oder kann Zeitstempel empfangen und diese zur Synchronisierung des lokalen Zeitgebers verwenden.
Die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung 1100 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 1102, die Mikroprozessoren, Controller oder eine beliebige andere geeignete Art von Prozessoren zum Verarbeiten von computerausführbaren Anweisungen sein können, um den Betrieb der Vorrichtung zu steuern, um als drahtlose Station zu arbeiten. In bestimmten Beispielen, z.B. wenn die Architektur eines Systems auf einem Chip verwendet wird, können die Prozessoren 1100 einen oder mehrere Festfunktionsblöcke (auch als Beschleuniger bezeichnet) umfassen, die einen Teil des Verfahrens zum Betrieb in Hardware (statt Software oder Firmware) implementieren, z.B. das Aufteilen eines Zeitstempels in einer sendenden drahtlosen Station oder die Neuerzeugung des hochauflösenden Zeitstempels in einer empfangenden drahtlosen Station. In der auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung kann Plattformsoftware, die ein Betriebssystem 1104 umfasst, oder eine beliebige andere Plattformsoftware bereitgestellt werden, um die Ausführung von Anwendungssoftware 1106 auf der Vorrichtung zu ermöglichen. Diese Anwendungssoftware kann zum Beispiel umfassen: ein Modul, das die Auflösung des gesendeten Zeitstempels und/oder die verwendete Rahmenrate (z.B. wie oben mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben) einstellt, Module, die den Zeitstempel aufteilen (z.B. Zeitstempelerzeugungsmodul 322) und die Teile in einen Rahmen zur Übertragung einfügen (z.B. Rahmengeneratormodul 324), ein Modul, das den empfangenen Zeitstempel decodiert (z.B. Decoder 602), ein Modul, das den Fehler im Zeitgeber 1112 verfolgt (z.B. Fehlerberechnungseinheit 606) und/oder Wertepaare von Zeitstempel - Zeitgeberwert erzeugt (z.B. Paarerzeugungsmodul 610) usw. Als Alternative können diese Module ganz oder teilweise in Hardware in der auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung 1100 implementiert werden.
Die computerausführbaren Anweisungen können unter Verwendung beliebiger computerlesbarer Medien bereitgestellt werden, die der auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung 1100 zugänglich sind. Computerlesbare Medien können zum Beispiel Computerspeichermedien wie Speicher 1108 und Kommunikationsmedien umfassen. Computerspeichermedien (d.h. nichtflüchtige maschinenlesbare Medien), wie etwa Speicher 1108, umfassen flüchtige und nichtflüchtige, wechselbare und nichtwechselbare Medien, implementiert in einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zur Speicherung von Informationen, wie etwa computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten. Computerspeichermedien umfassen zum Beispiel, aber ohne Beschränkung darauf, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologie, CD-ROM, DVD (Digital Versatile Disks) oder andere optische Speicherung, Magnetkassetten, Magnetband, magnetische Plattenspeicherung oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Nicht-Übertragungsmedium, das zum Speichern von Informationen zum Zugriff durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung verwendet werden kann. Im Gegensatz dazu können Kommunikationsmedien computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten in einem modulierten Datensignal, wie etwa einer Trägerwelle, oder einem anderen Transportmechanismus realisieren. Wie hier definiert, umfassen Computerspeichermedien keine Kommunikationsmedien. Obwohl die Computerspeichermedien (d.h. nichtflüchtige maschinenlesbare Medien, z.B. Speicher 1108) in der auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung 1100 gezeigt sind, versteht sich, dass die Speicherung verteilt oder entfernt angeordnet sein kann und über ein Netz oder eine andere Kommunikationsverbindung (z.B. unter Verwendung der Kommunikationsschnittstelle 1110) auf sie zugegriffen werden kann. Wenn die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung 1100 eine empfangende drahtlose Station ist, kann der Speicher 1108 zum Speichern von Paaren von Zeitstempel - Zeitgeberwert verwendet werden, die nachfolgend von Anwendungssoftware 1106 zum Extrapolieren und Berechnen neuer Zeitstempelwerte entsprechend einem bestimmten Zeitgeberwert verwendet werden können, wobei der Zeitgeberwert der Wert des Bitübertragungsschicht-Zeitgebers 1112 oder des Systemzeitgebers 1113 sein kann.
Die Kommunikationsschnittstelle 1110 ist ausgelegt zum Senden von Rahmen, die Zeitstempel umfassen, wobei die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung 1100 als AP arbeitet, und zum Empfangen von Rahmen, die Zeitstempel umfassen, wobei die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung 1100 nicht als AP arbeitet.
Die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung 1100 kann einen oder mehrere Zeitgeber umfassen, wie etwa einen Bitübertragungsschicht-Zeitgeber 1112 und/oder einen Systemzeitgeber 1113. Jeder dieser Zeitgeber kann einen Zähler umfassen und wie wenn die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung eine drahtlose Station ist, die über die Kommunikationsschnittstelle 1110 einen Zeitstempel umfassende Rahmen empfängt, können einer dieser Zähler oder beide auf der Basis eines empfangenen hochauflösenden Zeitstempels rückgesetzt und/oder rateneingestellt werden (wie oben mit Bezug auf 5 beschrieben).
Die auf Datenverarbeitung basierende Vorrichtung 1100 kann auch eine Eingabe-/Ausgabesteuerung 1114 umfassen, die ausgelegt ist zum Ausgeben von Anzeigeinformationen an eine Anzeigevorrichtung (die von der auf Datenverarbeitung basierenden Vorrichtung getrennt oder einstückig mit dieser sein kann) und zum Empfangen und Verarbeiten von Eingaben aus einer oder mehreren Vorrichtungen, wie etwa einer Benutzereingabevorrichtung (z.B. einer Maus oder einer Tastatur) usw.
Der Ausdruck ‚Prozessor‘ und ‚Computer‘ soll hier eine beliebige Vorrichtung oder einen Teil davon mit Verarbeitungsfähigkeit bedeuten, dergestalt, dass er Anweisungen ausführen kann. Der Ausdruck „Prozessor“ kann zum Beispiel Zentralverarbeitungseinheiten (CPU), Grafikverarbeitungseinheiten (GPU oder VPU), Physikverarbeitungseinheiten (PPU), digitale Signalprozessoren (DSP), Vielzweckprozessoren (z.B. eine Vielzweck-GPU), Mikroprozessoren, eine beliebige Verarbeitungseinheit, die zum Beschleunigen von Aufgaben außerhalb einer CPU ausgelegt ist, usw. umfassen. Für Fachleute ist erkennbar, dass solche Verarbeitungsfähigkeiten in viele verschiedene Vorrichtungen integriert sind und deshalb der Ausdruck „Computer“ Set Top Boxes, Medien-Player, Digitalradios, PCs, Server, Mobiltelefone, Personal Digital Assistants und viele andere Vorrichtungen umfasst.
Für Fachleute ist erkennbar, dass zum Speichern von Programmanweisungen benutzte Speichervorrichtungen über ein Netz verteilt sein können. Zum Beispiel kann ein entfernter Computer ein Beispiel für den als Software beschriebenen Prozess speichern. Ein lokaler oder Terminal-Computer kann auf den entfernten Computer zugreifen und die Software zum Laufenlassen des Programms ganz oder teilweise herunterladen. Als Alternative kann der lokale Computer Stücke der Software je nach Bedarf herunterladen oder bestimmte Softwareanweisungen im lokalen Terminal und bestimmte im entfernten Computer (oder Computernetz) ausführen. Für Fachleute ist auch erkennbar, dass durch Benutzung herkömmlicher Techniken, die Fachleuten bekannt sind, die Softwareanweisungen ganz oder teilweise von einer dedizierten Schaltung wie einem DSP, einem programmierbaren Logikarray oder dergleichen ausgeführt werden können.
Speicher, die maschinenausführbare Daten zur Verwendung bei der Implementierung offenbarter Aspekte speichern, können nichttransitorische Medien sein. Nichttransitorische Medien können flüchtig oder nichtflüchtig sein. Beispiele für flüchtige nichttransitorische Medien umfassen Speicher auf Halbleiterbasis wie SRAM oder DRAM. Beispiele für Technologien, die zur Implementierung von nichtflüchtigem Speicher verwendet werden können, umfassen optische und magnetische Speichertechnologien, Flash-Speicher, Phasenänderungsspeicher, resistiven RAM.
Ein bestimmter Verweis auf „Logik“ bezieht sich auf Struktur, die eine Funktion oder Funktionen ausführt. Ein Beispiel für Logik umfasst Schaltungen, die ausgelegt sind, diese Funktion(en) auszuführen. Solche Schaltungen können zum Beispiel Transistoren und/oder andere in einem Herstellungsprozess verfügbare Hardwareelemente umfassen. Mit solchen Transistoren und/oder anderen Elementen können Schaltungen oder Strukturen gebildet werden, die Speicher implementieren und/oder enthalten, wie beispielsweise Register, Flip-Flops oder Latches, logische Operatoren wie Boolsche Operationen, mathematische Operatoren, wie etwa Addierer, Multiplizierer oder Schieber und Verbindungselemente. Solche Elemente können als kundenspezifische Schaltungen oder Standardzellenbibliotheken, Makros oder auf anderen Abstraktionsebenen bereitgestellt werden. Solche Elemente können in einer speziellen Anordnung miteinander verbunden sein. Logik kann Schaltungen umfassen, die feste Funktion aufweisen, und Schaltungen können programmiert werden, eine Funktion oder Funktionen auszuführen; solche Programmierung kann aus einer Firmware- oder Softwareaktualisierung oder einem Steuermechanismus bereitgestellt werden. Zum Ausführen einer Funktion identifizierte Logik kann auch Logik umfassen, die einen Funktionsbestandteil oder Subprozess implementiert. In einem Beispiel weist Hardwarelogik Schaltungen auf, die eine Festfunktionsoperation oder Operationen, einen Automaten oder einen Prozess implementieren.
Jeder hier gegebene Bereich oder Vorrichtungswert kann erweitert oder geändert werden, ohne die gewünschte Wirkung zu verlieren, wie für Fachleute ersichtlich ist.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Nutzen und Vorteile eine Ausführungsform oder mehrere Ausführungsformen betreffen können. Die Ausführungsformen sind nicht auf diejenigen beschränkt, die beliebige oder alle der angegebenen Probleme lösen, oder diejenigen, die beliebige oder alle der angegebenen Nutzen und Vorteile aufweisen.
Jede Erwähnung „eines“ Elements bezieht sich auf eines oder mehrere dieser Elemente. Der Ausdruck „umfassend“ soll hier die identifizierten Verfahrensblöcke oder Elemente umfassend bedeuten, aber dass solche Blöcke oder Elemente nicht eine erschöpfende Liste umfassen und eine Vorrichtung zusätzliche Blöcke oder Elemente enthalten kann und ein Verfahren zusätzliche Operationen oder Elemente enthalten kann. Ferner sind die Blöcke, Elemente und Operationen selbst nicht impliziert geschlossen.
Die Schritte der Verfahren, die hier beschrieben werden, können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge oder gegebenenfalls gleichzeitig ausgeführt werden. Die Pfeile zwischen Kästen in den Figuren zeigen eine Beispielsequenz von Verfahrensschritten, sollen aber nicht andere Sequenzen oder das parallele Ausführen mehrerer Schritte ausschließen. Außerdem können einzelne Blöcke aus beliebigen der Verfahren gelöscht werden, ohne vom Wesen und Schutzbereich des hier beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Aspekte beliebiger der Beispiele, die oben beschrieben werden, können mit Aspekten beliebiger der anderen Beispiele, die beschrieben werden, kombiniert werden, um weitere Beispiele zu bilden, ohne die gewünschte Wirkung zu verlieren. Wenn Elemente der Figuren von Pfeilen verbunden gezeigt sind, versteht sich, dass diese Pfeile nur einen Beispielfluss der Kommunikation (umfassend Daten- und Steuernachrichten) zwischen Elementen zeigen. Der Fluss zwischen Elementen kann in einer Richtung oder in beiden Richtungen erfolgen.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform lediglich als Beispiel gegeben wird und dass Fachleute verschiedene Modifikationen vornehmen können. Obwohl oben verschiedene Ausführungsformen mit einem gewissen Grad an Detail oder unter Bezugnahme auf eine oder mehrere einzelne Ausführungsformen beschrieben wurden, könnten Fachleute zahlreiche Änderungen an den offenbarten Ausführungsformen vornehmen, ohne vom Wesen oder Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels (302); Aufteilen des erzeugten Zeitstempels in zwei Teile (304), wobei der erste Teil einen Zeitstempel mit einer niedrigeren Auflösung als der erzeugte Zeitstempel umfasst und der zweite Teil ein oder mehrere übrige Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst; Einfügen des ersten Teils in ein Zeitstempelfeld in einem Rahmen (306); Einfügen des zweiten Teils in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen (308); und Senden des einen oder der zwei Rahmen, die das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassen (310).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Teil in ein anbieterspezifisches Feld in denselben Rahmen eingefügt wird wie das Zeitstempelfeld, in das der erste Teil eingefügt wird, und wobei das Senden des einen oder der zwei Rahmen, die das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassen, ein Senden des Rahmens umfasst, der sowohl das Zeitstempelfeld als auch das anbieterspezifische Feld umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die drahtlose Station ein Zugangspunkt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen ein Bakenrahmen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil mehrere höchstwertige Bits aus dem erzeugten Zeitstempel umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Teil alle übrigen Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Empfangen eines oder mehrerer Fehlerwerte aus anderen drahtlosen Stationen (902), wobei jeder Fehlerwert eine Differenz zwischen einem empfangenen Zeitstempel und einem Zeitgeberwert in der anderen drahtlosen Station, als der Zeitstempel empfangen wurde, angibt; und Vergleichen der empfangenen Fehlerwerte mit einem Fehlerziel (904), Vergrößern einer Auflösung des erzeugten Zeitstempels (906).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, ferner umfassend: Empfangen eines oder mehrerer Fehlerwerte aus anderen drahtlosen Stationen (902), wobei jeder Fehlerwert eine Differenz zwischen einem empfangenen Zeitstempel und einem Zeitgeberwert in der anderen drahtlosen Station, als der Zeitstempel empfangen wurde, angibt; und Vergleichen der empfangenen Fehlerwerte mit einem Fehlerziel (904), Vergrößern einer Anzahl von Bits im zweiten Teil (906).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Empfangen eines oder mehrerer Fehlerwerte aus anderen drahtlosen Stationen (902), wobei jeder Fehlerwert eine Differenz zwischen einem empfangenen Zeitstempel und einem Zeitgeberwert in der anderen drahtlosen Station, als der Zeitstempel empfangen wurde, angibt; und Vergleichen der empfangenen Fehlerwerte mit einem Fehlerziel (904), Vergrößern einer Häufigkeit der Übertragung von das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassenden Rahmen (1006).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die drahtlose Station ein drahtloser Lautsprecher ist.
Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Station, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von einem oder zwei Rahmen, die ein Zeitstempelfeld und ein anbieterspezifisches Feld umfassen (502); Decodieren des Zeitstempelfelds, um einen ersten Teil eines Zeitstempels zu extrahieren (504); Decodieren des anbieterspezifischen Felds, um einen zweiten Teil des Zeitstempels zu extrahieren (506); Kombinieren des ersten und zweiten Teils, um einen hochauflösenden Zeitstempel zu erzeugen (510); und Verwenden des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz (512).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verwenden des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz umfasst: Rücksetzen eines Zählers in der drahtlosen Station auf einen Wert des hochauflösenden Zeitstempels (516).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verwenden des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz ferner umfasst: Berechnen eines Fehlerwerts zwischen dem hochauflösenden Zeitstempel und einem aktuellen Wert des Zählerwerts vor dem Rücksetzen des Zählers und Verwenden des Fehlerwerts entweder: zum Einstellen einer Rate, mit der der Zähler inkrementiert wird, auf der Basis eines aus einem lokalen Oszillator oder Zeitgeber empfangenen Signals (518); oder zum Einstellen einer Rate des lokalen Oszillators oder Zeitgebers.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verwenden des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz umfasst: Erzeugen eines Datenpaars, das den hochauflösenden Zeitstempel und einen aktuellen Wert eines Zählers in der drahtlosen Station umfasst (520).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Zähler auf der Basis eines Systemzeitgebers in der drahtlosen Station oder auf der Basis eines lokalen Oszillators in der drahtlosen Station inkrementiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-15, wobei die drahtlose Station ein drahtloser Lautsprecher ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-16, ferner umfassend: Speichern eines Fehlerwerts, der einer Differenz zwischen einem Wert des Zeitgebers beim Empfang des Rahmens und dem Wert des hochauflösenden Zeitstempels entspricht; und Senden des Fehlerwerts zu einer den das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassenden Rahmen sendenden drahtlosen Station.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei Senden des Fehlerwerts zu einer den das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassenden Rahmen sendenden drahtlosen Station umfasst: Einfügen des Fehlerwerts in ein anbieterspezifisches Feld eines Rahmens; und Senden des Rahmens zur drahtlosen Station.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der gesendete Rahmen ein Sondierungsanforderungsrahmen ist.
Drahtlose Station (32), umfassend: einen mit einer Frequenz über 1 MHz arbeitenden Zeitgeber (320); ein Zeitstempel-Erzeugungsmodul (322), ausgelegt zum Erzeugen eines hochauflösenden Zeitstempels unter Verwendung des Zeitgebers und zum Aufteilen des erzeugten Zeitstempels in zwei Teile, wobei der erste Teil einen Zeitstempel mit einer niedrigeren Auflösung als der erzeugte Zeitstempel umfasst und der zweite Teil ein oder mehrere übrige Bits des erzeugten Zeitstempels umfasst; ein Rahmengeneratormodul (324), ausgelegt zum Einfügen des ersten Teils in ein Zeitstempelfeld in einem Rahmen und des zweiten Teils in ein anbieterspezifisches Feld in einem Rahmen; und einen drahtlosen Sender (326), ausgelegt zum Senden des einen oder der zwei Rahmen, die das Zeitstempelfeld und das anbieterspezifische Feld umfassen.
Drahtlose Station, umfassend: einen Decoder (602), ausgelegt zum Decodieren eines Zeitstempelfelds eines empfangenen Rahmens, um einen ersten Teil eines Zeitstempels zu extrahieren, und eines anbieterspezifischen Felds eines empfangenen Rahmens, um einen zweiten Teil des Zeitstempels zu extrahieren, und zum Kombinieren des ersten und zweiten Teils, um einen hochauflösenden Zeitstempel zu erzeugen; einen lokalen Oszillator und/oder einen Systemzeitgeber (604); einen mit dem lokalen Oszillator oder dem Systemzeitgeber verbundenen Zähler (603), ausgelegt zum Inkrementieren auf der Basis des verbundenen lokalen Oszillators oder Systemzeitgebers; und Logik, ausgelegt zur Verwendung des hochauflösenden Zeitstempels zum Synchronisieren der drahtlosen Station mit anderen drahtlosen Stationen in einem drahtlosen Netz.
Computerlesbares Speichermedium, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, der ausgelegt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-19 auszuführen.