Procedimiento para acceder a un medio mediante un dispositivo multicanal.

Un procedimiento para acceder a un medio mediante un dispositivo multicanal, medio que comprende un sistema de transmisión que presenta al menos dos canales

(ch1 - ch6) en los que un mensaje que va a transmitirse comprende al menos un preámbulo y una cabecera más una sección de control o de datos subsiguiente, en el que los canales (ch1 - ch6) están agrupados para un mayor ancho de banda y la sección de control o de datos se transmite usando los canales agrupados (ch1 - ch6) y donde el preámbulo y la cabecera del mensaje se repiten en todos los canales.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2004/052370.

Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Inventor/es: MANGOLD,STEFAN, HABETHA,JÖRG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Acceso a canal inalámbrico, p. ej. acceso planificado... > H04W74/02 (Técnicas de acceso híbrido)

PDF original: ES-2546014_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para acceder a un medio mediante un dispositivo multicanal.

La invención se refiere a un procedimiento para acceder a un medio mediante un dispositivo multicanal. El medio 5 comprende un sistema de transmisión que presenta al menos dos canales en los que un mensaje que va a transmitirse comprende al menos un preámbulo y una cabecera más un campo de datos subsiguiente. El campo de datos puede contener o bien datos de usuario, denominados "datos útiles", o información de control para coordinar el acceso al medio, por ejemplo.

La banda de frecuencias de un sistema de transmisión está normalmente dividida en subbandas, denominadas canales, en las que opera un único enlace de comunicaciones o, en cambio, una célula completa de un sistema. Esto último es el caso, por ejemplo, de las redes inalámbricas de área local (WLAN) 802.11a/e e HiperLAN/2. Con respecto a las WLAN 802.11 a/e, la especificación básica es la ANSI/IEEE Std 802.11, edición de 1999, la IEEE Std 801.11a-1999: "High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band, Supplement to Standard IEEE 802.11 ", IEEE Nueva 15 York, septiembre de 1999 y la IEEE Std 802.11e/D4.2: "Medium Access Control (MAC) Enhancements for Quality of Service (QoS) , Draft Supplement to Standard IEEE 802.11", IEEE Nueva York, febrero de 2003.

El documento WO 2001/082550 A1 describe un protocolo escalable de conexión en red que permite que múltiples nodos se comuniquen a través de un medio de red multicanal. El protocolo de conexión en red permite que cualquier 20 nodo de la red se declare a sí mismo como el servidor de red activo. El servidor de red activo sondea los nodos cliente en función de una tarjeta de alineación. La tarjeta de alineación incluye una cola de alta prioridad para dispositivos de baja latencia, y una cola de baja prioridad para dispositivos que pueden tolerar latencias más altas. La información de red se envía en los canales como fragmentos. El protocolo proporciona una detección de canales defectuosos y la retransmisión de fragmentos uno por uno. La capacidad de soportar datos de flujo continuo o datos 25 asíncronos se proporciona asignando ranuras de tiempo en la red y permitiendo que dos nodos inteligentes hablen directamente entre sí durante sesiones con un número limitado de testigos, según determine el servidor de red activo. El nodo de red que sirve como el servidor de red activo puede cambiarse de manera dinámica, y es determinado normalmente por el primer nodo que inicia una solicitud de transmisión en una red inactiva. Los nodos cliente son direccionados mediante sondeo dinámico usando un esquema de aislamiento de direcciones. 30

El artículo "Wireless LAN for Quality of Service" proporciona una visión global de nuevas características de la norma IEEE 208.11e para soportar una calidad de servicio (QoS) en redes inalámbricas de área local (WLAN) . Hace referencia a mejoras en el control de acceso al medio (MAC) presentes en el el borrador de la especificación 802.11e actual resaltando las diferencias con respecto a la norma 802.11 heredada. Se evalúa un nuevo mecanismo 35 para soportar la calidad de servicio, en concreto la función de coordinación distribuida mejorada (EDCF) y la función de coordinación híbrida (HCF) , definidas en el borrador de la norma 802.11e.

El ancho de banda del canal fija un límite para la máxima velocidad de transferencia de datos que puede obtenerse entre dos estaciones de una célula, o dicho de otro modo, para la capacidad de una célula. Una posible manera de 40 aumentar la capacidad de un sistema de transmisión es aumentar el ancho de banda de un canal de comunicaciones. Con una definición de canal prefijado, esto puede conseguirse agrupando dos o más canales para obtener un canal de mayor ancho. Este enfoque es conocido en términos teóricos y se ha implementado en determinados sistemas WLAN, en los que se obtiene una alta velocidad de transferencia de datos o lo que se denomina un modo de manejo "turbo". 45

En un sistema de transmisión hay un número determinado de estaciones, de las cuales dos o más establecen a la vez una conexión temporal entre sí. La agrupación de canales solo puede llevarse a cabo si todas las estaciones implicadas funcionan en el modo en que la velocidad de transferencia de datos es alta. En la agrupación de canales tiene que haber una norma para todas las estaciones o terminales. Sin embargo, las telecomunicaciones móviles se 50 producen en una misma área en la que hay terminales de diferentes fabricantes, y los terminales utilizan una agrupación de canales que no está normalizada. Puesto que la agrupación de canales, como una característica de rendimiento, implica un mayor gasto en el desarrollo y la fabricación, también puede ser el caso de que, debido al coste, un fabricante de terminales ofrezca, por un lado, terminales que utilizan agrupación de canales y, por otro lado, terminales que no tienen esta característica de rendimiento. Además, terminales más antiguos que se 55 desarrollaron y vendieron antes de la agrupación de canales se introdujeron en sistemas de transmisión que no pueden funcionar en el modo que presenta la alta velocidad de transmisión de datos.

La norma IEEE 802.11e combina tanto un esquema descentralizado como un esquema centralizado para el acceso al medio. Un algoritmo que puede usarse para esto se explicará tomando el sistema 802.11 como un ejemplo. El 60 protocolo MAC 802.11 básico es la función de coordinación distribuida (DCF) , que funciona como un esquema 'escuchar antes de hablar'. La función de coordinación distribuida está basada en el acceso múltiple por detección de portadora (CMSA) . Tras haber determinado que no hay otras transmisiones en curso en el medio inalámbrico, la estación emite unidades de datos de servicio MAC (MSDU) de una longitud arbitraria de hasta 2304 octetos. Sin embargo, si dos estaciones determinan al mismo tiempo que un canal está libre, se produce una colisión cuando los 65

datos se envían a través del medio de transmisión por radio, en concreto aire, que ambos usan. El protocolo MAC 802.11 define un mecanismo para evitar colisiones (CA) para reducir la probabilidad de colisiones de este tipo. Es parte del mecanismo de evitación de colisiones que, antes de que empiece a transmitir, una estación lleva a cabo un proceso de espera o de retardo de transmisión. La estación sigue escuchando el canal durante un periodo de tiempo adicional y aleatorio tras determinar que el canal está libre. Solamente si el canal permanece libre durante este 5 periodo de tiempo adicional aleatorio, la estación puede iniciar una transmisión. Este tiempo de espera aleatorio está compuesto por una parte constante, denominada separación entre tramas DCF (DIFS) , que tiene una duración de 34 µs en el caso del protocolo MAC 802.11a, y una parte aleatoria cuya longitud está comprendida entre cero y un tiempo máximo. Por tanto, la separación DIFS es el tiempo de espera mínimo posible para las estaciones. La longitud de la parte aleatoria del tiempo de espera se obtiene como un múltiplo de la longitud de una ranura de 10 tiempo (tiempo de ranura) , cuya longitud es de 9 µs en el protocolo MAC 802.11a. Cada estación extrae un valor aleatorio para el número de tiempos de ranura que ha de esperar y lo almacena en lo que se denomina ventana de contienda (CW) . Cuando expira cada periodo de 9 s, el valor de la CW disminuye en 1.

Cada vez que se recibe con éxito una trama de datos, la estación de recepción envía inmediatamente una trama de 15 acuse de recibo (ACK) . El tamaño de la ventana de contienda se amplía si una transmisión falla, lo que significa que no se ha recibido el acuse de recibo de una trama de datos enviada. Después de cada intento fallido de transmisión se lleva a cabo un nuevo acceso al... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Un procedimiento para acceder a un medio mediante un dispositivo multicanal, medio que comprende un sistema de transmisión que presenta al menos dos canales (ch1 - ch6) en los que un mensaje que va a transmitirse comprende al menos un preámbulo y una cabecera más una sección de control o de datos 5 subsiguiente, en el que los canales (ch1 - ch6) están agrupados para un mayor ancho de banda y la sección de control o de datos se transmite usando los canales agrupados (ch1 - ch6) y donde el preámbulo y la cabecera del mensaje se repiten en todos los canales.

Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el preámbulo y la cabecera se repiten en 10 paralelo en todos los canales (ch1 - ch6) .

Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los mensajes que van a transmitirse son del tipo solicitud de envío, RTS, listo para enviar, CTS, acuse de recibo ACK, o datos, DATA.

Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el dispositivo multicanal funciona conforme a la norma IEEE 802.11, 802.11e u 802.11n, que presenta un protocolo de control de acceso al medio, MAC, y al menos algunos de los elementos de información que pertenecen al protocolo MAC se repiten en todos los canales (ch1 - ch6) .

Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el acceso al medio tiene lugar conforme a la norma IEEE 802.11, 802.11e u 802.11n, las tramas de control RTS, CTS y ACK se transmiten en todos los canales (ch1 - ch6) , y los dispositivos de canal único fijan sus vectores de asignación de red, NAV, en función de la información de los paquetes de datos RTS/CTS.

Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por las etapas de

explorar mediante el dispositivo multicanal todos los canales (ch1 - ch6) que se necesitarán para la transmisión,

determinar que uno solo de estos canales (ch1 - ch6) está inactivo o que un retardo de retransmisión 30 establecido por el propio dispositivo está en curso en este canal (ch1 - ch6) ,

bloquear este canal (ch1 - ch6) para otros dispositivos por medio del dispositivo multicanal,

explorar además los otros canales (ch1 - ch6) que se necesitarán y bloquear o reservar los mismos tras determinar que el canal (ch1 - ch6) pertinente está inactivo o que un retardo de transmisión está en curso en el mismo. 35

Un procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el bloqueo del canal (ch1 -ch6) se lleva a cabo por medio del dispositivo multicanal y un dispositivo de recepción, cada uno de los cuales emite un mensaje de reserva.

Un procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el mensaje de reserva se implementa en forma de tramas RTS y CTS que se transmiten mediante las siguientes etapas:

transmisión de una trama RTS en el canal libre (ch1 - ch6) por medio del dispositivo multicanal, de modo que los dispositivos en el área circundante al dispositivo multicanal que está transmitiendo fijarán sus NAV, 45

transmisión de una trama CTS en el canal libre (ch1 - ch6) mediante el dispositivo de recepción, de modo que las estaciones en el área circundante a la estación de recepción fijarán sus NAV.

Un procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo multicanal lleva a cabo su transmisión con una agrupación de canales, en todos los canales (ch1 - ch6) que ha bloqueado previamente. 50

Un procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el bloqueo del canal (ch1 - ch6) se lleva a cabo iniciando la transmisión por medio de la estación multicanal en el canal único (ch1 - ch6) , en cuyo caso la transmisión puede realizarse con o sin un mecanismo RTS-CTS.

Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque un tercer dispositivo, que es independiente de un transmisor y un receptor, reserva o bloquea los canales (ch1 - ch6) en el grupo de canales para el dispositivo multicanal que desea transmitir.

Un procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el tercer dispositivo se encarga de coordinar 60 el acceso al medio con respecto a una pluralidad de canales (ch1 - ch6) .

Un procedimiento según la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque en caso de que los canales individuales (ch1 - ch6) del grupo de canales no se queden libres simultáneamente, el tercer dispositivo hace que, como alternativa 65

(a) un canal (ch1 - ch6) o canales individuales (ch1 - ch6) se bloqueen hasta que todos los canales (ch1 - ch6) del grupo de canales se hayan quedado libres, o

(b) un canal (ch1 - ch6) que se ha quedado libre se asigne inmediatamente al dispositivo multicanal que desea transmitir. 5

Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el acceso al medio se lleva a cabo conforme a la norma IEEE 802.11, 802.11e u 802.11n, y dicho tercer dispositivo es el coordinador híbrido o coordinador puntual.

Un procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el coordinador puntual o coordinador híbrido transmite balizas en paralelo en todos los canales (ch1 - ch6) .

Uso de un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en un sistema de transmisión que utiliza el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles, UMTS, estándar. 15

Un dispositivo multicanal destinado a acceder a un medio que comprende un sistema de transmisión que presenta al menos dos canales (ch1 - ch6) , estando adaptado el dispositivo multicanal para llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 1 con el fin de acceder al medio.

Una red inalámbrica que cuenta con un sistema de transmisión que presenta al menos dos canales (ch1 - ch6) y que presenta al menos un dispositivo multicanal según la reivindicación 17.