Procedimientos de transmisión y de recepción de datos que utilizan una pluralidad de canales de radiofrecuencia, equipos de transmisión y destinatario, señal y programa de ordenador correspondientes.

Procedimiento de transmisión de paquetes de datos en una red de comunicación que utiliza una pluralidad de canales de radiofrecuencia

(31 a 34),

estando organizada dicha red de comunicación en una pluralidad de capas de comunicación que comprenden una capa de enlace de datos, denominada capa MAC, y una capa física, denominada capa PHY,

realizando dicho procedimiento, a nivel de la capa MAC, una etapa de agregación (41) de paquetes de datos a transmitir hacia un mismo destinatario (MPDU1 a MPDU5), suministrando al menos dos paquetes agregados (AMPDU1, A-MPDU2), a los que se asocia un encabezado único de dicha capa PHY (H_PHY), estando concatenados al menos dos de dichos canales de radiofrecuencia para formar un canal concatenado (C), caracterizado porque realiza una etapa de emisión simultánea (42) de dichos al menos dos paquetes agregados (A15 MPDU1, A-MPDU2) respectivamente sobre al menos dos subcanales concatenados distintos (C1, C2), estando formado un subcanal concatenado (C1, C2) por al menos uno de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 34) de dicho canal concatenado (C).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/050457.

Solicitante: Orange.

Inventor/es: CARIOU, LAURENT, CHRISTIN,PHILIPPE, REDIETEAB,GETACHEW.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Tráfico de red o gestión de recursos > H04W28/06 (Optimización, p. ej. compresión de cabeceras o dimensionado de la información)

PDF original: ES-2455978_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimientos de transmisión y de recepción de datos que utilizan una pluralidad de canales de radiofrecuencia, equipos de transmisión y destinatario, señal y programa de ordenador correspondientes 5

1. Campo de la invención El campo de la invención es el de las comunicaciones sobre unos canales de radiofrecuencia.

La invención se refiere a la transmisión de paquetes de datos en unas bandas de frecuencia situadas alrededor de 2, 4 GHz o de 5 GHz, en las que funcionan particularmente unos equipos según la norma IEEE 802.11 o sus versiones revisadas, también denominada norma Wi-Fi. En particular, la invención se refiere a la transmisión de paquetes de datos según la norma IEEE 802.11n y sus versiones futuras, y particularmente las versiones 802.11ac y 802.11ad.

Se entiende en este caso por equipo un elemento que pertenece a un conjunto de servicios de base (en inglés BSS por “basic service set”) , formado por un punto de acceso (en inglés AP por “access point”) y las estaciones asociadas a este punto de acceso, es decir las estaciones situadas en la zona de cobertura de este punto de acceso.

2. Técnica anterior

La norma Wi-Fi se vincula a la definición de las capas base del modelo OSI (en inglés “Open Systems Interconnection” por “interconexión de sistemas abiertos”) . Estas capas comprenden una capa física denominada PHY y dos subcapas relativas a la capa de enlace de datos del modelo OSI:

- una capa de control del enlace lógico o LLC (en inglés “Logical Link Control”) y

- una capa de control del acceso al soporte o MAC (en inglés “Media Access Control”) .

Según la versión 802.11n de la norma Wi-Fi, es posible agregar varios paquetes de datos a nivel de la capa MAC, agrupando ciertas informaciones asociadas con estos paquetes de datos. La transmisión de informaciones agrupadas permite de ese modo incrementar la eficacia de la transferencia de informaciones útiles. Este mecanismo de agregación se ilustra por ejemplo en las figuras 1B y 1C, con relación a una transmisión sin agregación de paquetes de datos, ilustrada en la figura 1A.

De ese modo, si no se realiza ningún mecanismo de agregación, los datos se intercambian entre los diferentes equipos del BSS de la manera siguiente:

• adquisición del canal 111,

• transmisión de una trama formada por un primer encabezado PHY, denominado H_PHY 121, y un primer paquete de datos MPDU1 (en inglés “MAC Protocol Data Unit” por “unidad de datos del protocolo MAC”) que comprende:

- un encabezado MAC, denominado H_MAC 131;

- una unidad de datos de servicio MAC (en inglés “MAC Service Data Unit”) , denominada MSDU 141;

- una secuencia de control de integridad de trama (en inglés “Frame Check Sequence”) , denominada FCS 151;

• adquisición del canal 112;

• transmisión de una trama formada por un segundo encabezado PHY, denominado H_PHY 122, y un segundo

paquete de datos MPDU2 que comprende: 55

- un encabezado MAC, denominado H_MAC 132;

- una unidad de datos de servicio MAC, denominada MSDU 142;

- una secuencia de control de integridad de trama, denominada FCS 152;

• etc.

Si la transmisión realiza una agregación del tipo A-MSDU (en inglés “Aggregated MAC Service Data Unit” por 65 “unidades de datos de servicio MAC agregadas”) , como se ilustra en la figura 1B, los paquetes de datos procedentes de la capa de nivel 3 del modelo OSI se agregan en un único paquete de datos MPDU. Los datos son intercambiados por lo tanto entre los diferentes equipos del BSS de la manera siguiente:

• adquisición del canal 11; 5

• transmisión de una trama formada por un encabezado PHY, denominado H_PHY 12, y un paquete de datos MPDU que comprende:

- un encabezado MAC, denominado H_MAC 13;

- dos unidades de datos de servicio MAC, denominadas MSDU 141 y 142;

- una secuencia de control de integridad de trama, denominada FCS 15.

Si la transmisión realiza una agregación del tipo A-MPDU (en inglés “Aggregated MAC Protocol Data Unit” por “unidades de datos del protocolo MAC agregadas”) , como se ilustra en la figura 1C, se utiliza un mismo encabezado PHY para transmitir varios paquetes de datos dirigidos a un mismo equipo:

• adquisición del canal 11,

• transmisión de una trama formada por un encabezado PHY, denominado H_PHY 12, y un paquete agregado A-MPDU formado por dos paquetes de datos MPDU1 y MPDU2 que comprende cada uno:

- un encabezado MAC, denominado H_MAC 131, respectivamente H_MAC 132; 25

- una unidad de datos de servicio MAC, denominada MSDU 141, respectivamente MSDU 142;

- una secuencia de control de integridad de trama, denominada FCS 151, respectivamente FCS 152.

La agregación permite de ese modo compartir la adquisición del canal, el encabezado PHY o el encabezado MAC o incluso hacer diferentes combinaciones.

En particular, la agregación del tipo A-MPDU permite compartir las informaciones de la capa PHY (encabezado H_PHY 12 de la figura 1C) mientras se particulariza el control de integridad de cada paquete de datos (FCS 151 y

FCS 152 de la figura 1C) . Cada paquete de datos (MPDU1, MPDU2) comprende por lo tanto su propio encabezado MAC (H_MAC 131, H_MAC 132) y su propia secuencia de control de integridad (FCS 151, FCS 152) .

Esta compartición del encabezado PHY y esta diferenciación de los paquetes de datos MPDU ofrece un buen compromiso. En efecto, si el canal de transmisión cambia mucho con relación a lo que el encabezado PHY permite determinar, sólo se perderán los últimos paquetes de datos MPDU, debido a la separación entre los coeficientes estimados y reales del canal. Y aunque el canal 802.11 presenta unas variaciones relativamente lentas, esta situación tiene el riesgo de producirse tanto más a menudo cuanto más grande sea el tamaño de las tramas que transportan los paquetes agregados A-MPDU.

Las ganancias de velocidad obtenidas gracias a esta técnica de agregación del tipo A-MPDU justifican sin embargo ampliamente su utilización.

Por otro lado, al ser cada vez más elevadas las exigencias de velocidad MAC, ha sido incrementada la banda de frecuencia utilizada para las transmisiones en una red Wi-Fi, concatenando varios canales de radiofrecuencia al nivel de la capa PHY.

De ese modo las normas Wi-Fi 802.11 a, b, g proponen utilizar unas bandas de frecuencia de 20 MHz, mientras que la norma Wi-Fi 802.11n propone utilizar una banda de frecuencia de 40 MHz (una banda de frecuencia de 40 MHz correspondiente a una concatenación de dos canales de radiofrecuencia de 20 MHz sin solapamiento) . Las normas 55 en vías de normalización proponen concatenar hasta cuatro canales de 20 MHz o 40 MHz (adyacentes o separados) , para permitir una transmisión de datos sobre una banda incluso más grande, por ejemplo de 80 MHz.

La figura 2 presenta un ejemplo de transmisión de datos sobre un canal concatenado formado por un canal primario 21 y un canal secundario 22, según la norma 802.11n.

Para asegurar una transmisión sobre una pluralidad de canales, el modo de acceso CSMA-CA (en inglés “Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance”) , tal como se describe en la norma 802.11-2007, párrafo 9.1 “MAC architecture”, 9.1.1 “DCF”, se realiza sobre el canal primario 21. Este mecanismo CSMACA asegura una compartición del acceso a un canal de radiofrecuencia según un principio denominado de contención: cada equipo 65 debe escuchar que el canal está... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de transmisión de paquetes de datos en una red de comunicación que utiliza una pluralidad de canales de radiofrecuencia (31 a 34) ,

estando organizada dicha red de comunicación en una pluralidad de capas de comunicación que comprenden una capa de enlace de datos, denominada capa MAC, y una capa física, denominada capa PHY,

realizando dicho procedimiento, a nivel de la capa MAC, una etapa de agregación (41) de paquetes de datos a transmitir hacia un mismo destinatario (MPDU1 a MPDU5) , suministrando al menos dos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) , a los que se asocia un encabezado único de dicha capa PHY (H_PHY) ,

estando concatenados al menos dos de dichos canales de radiofrecuencia para formar un canal concatenado (C) , caracterizado porque realiza una etapa de emisión simultánea (42) de dichos al menos dos paquetes agregados (A

MPDU1, A-MPDU2) respectivamente sobre al menos dos subcanales concatenados distintos (C1, C2) , estando formado un subcanal concatenado (C1, C2) por al menos uno de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 34) de dicho canal concatenado (C) .

2. Procedimiento de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque previamente a dicha etapa de emisión (42) , dicho encabezado único de dicha capa PHY se transmite de manera síncrona en cada uno de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 34) que forman dicho canal concatenado (C) .

3. Procedimiento de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una etapa de

señalización de la emisión simultánea de dichos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) sobre dichos 25 subcanales concatenados (C1, C2) .

4. Procedimiento de transmisión según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha etapa de señalización señaliza al menos una de las informaciones siguientes:

- número de subcanales concatenados (C1, C2) en dicho canal concatenado (C) ;

- canales de radiofrecuencia (31 a 34) que forman cada uno de dichos canales concatenados (C1, C2) ;

- número de canales de radiofrecuencia (31 a 34) ocupados por cada paquete agregado; 35

- tipo de agregación realizada.

5. Procedimiento de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una etapa de inserción de una secuencia de relleno después del último paquete de datos de al menos un paquete agregado, de manera que cada paquete agregado emitido durante la etapa de emisión presente una longitud idéntica.

6. Procedimiento de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una etapa de división de un paquete de datos en al menos dos nuevos paquetes de datos, denominados paquetes fragmentados y dicha etapa de agregación reparte dichos paquetes fragmentados en al menos dos paquetes agregados distintos.

7. Equipo de transmisión de paquetes de datos en una red de comunicación que utiliza una pluralidad de canales de radiofrecuencia (31 a 34) ,

estando organizada dicha red de comunicación en una pluralidad de capas de comunicación que comprenden una capa de enlace de datos, denominada capa MAC, y una capa física, denominada capa PHY,

comprendiendo dicho equipo unos medios de agregación (41) de paquetes de datos a transmitir hacia un mismo destinatario (MPDU1 a MPDU5) , realizado a nivel de dicha capa MAC, suministrando al menos dos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) , a los que se asocia un encabezado único de dicha capa PHY,

estando concatenados al menos dos de dichos canales de radiofrecuencia para formar un canal concatenado, caracterizado porque comprende igualmente unos medios de emisión simultánea de dichos al menos dos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) respectivamente sobre al menos dos subcanales concatenados distintos (C1, C2) , estando formado un subcanal concatenado (C1, C2) por al menos uno de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 34) de dicho canal concatenado (C) .

8. Procedimiento de recepción de paquetes agregados en una red de comunicación que utiliza una pluralidad de canales de radiofrecuencia (31 a 34) ,

estando organizada dicha red de comunicación en una pluralidad de capas de comunicación que comprenden una capa de enlace de datos, denominada capa MAC, y una capa física, denominada capa PHY,

estando concatenados al menos dos de dichos canales de radiofrecuencia para formar un canal concatenado, caracterizado porque realiza las etapas siguientes:

- recepción (81) de al menos dos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) respectivamente sobre al menos dos subcanales concatenados distintos (C1, C2) , estando formado un subcanal concatenado por al menos uno de dichos canales de radiofrecuencia del canal concatenado,

dichos paquetes agregados, a los que se asocia un encabezado único de la capa PHY, resultan de una agregación 10 de paquetes de datos a transmitir hacia un mismo destinatario, realizado a nivel de la capa MAC antes de la emisión;

- para al menos un paquete agregado, extracción (82) del o de dichos paquetes de datos que forman el paquete agregado.

9. Equipo destinatario destinado a recibir los paquetes agregados en una red de comunicación que utiliza una pluralidad de canales de radiofrecuencia (31 a 34) ,

estando organizada dicha red de comunicación en una pluralidad de capas de comunicación que comprenden una capa de enlace de datos, denominada capa MAC, y una capa física, denominada capa PHY,

estando concatenados al menos dos de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 34) para formar un canal concatenado (C) ,

caracterizado porque comprende: 25

- unos medios de recepción (81) de al menos dos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) respectivamente sobre al menos dos subcanales concatenados distintos (C1, C2) , estando formado un subcanal concatenado (C1, C2) por al menos uno de los canales de radiofrecuencia (31 a 34) de dicho canal concatenado (C) ,

dichos paquetes agregados, a los que se asocia un encabezado único de dicha capa PHY, resultan de una agregación de paquetes de datos a transmitir hacia un mismo destinatario, realizado a nivel de dicha capa MAC antes de la emisión;

- para al menos un paquete agregado, unos medios de extracción (82) de dicho o dichos paquetes de datos que 35 forman el paquete agregado.

10. Señal multiportadora emitida en una red de comunicación que utiliza una pluralidad de canales de radiofrecuencia (31 a 34) ,

estando organizada dicha red de comunicación en una pluralidad de capas de comunicación que comprenden una capa de enlace de datos, denominada capa MAC, y una capa física, denominada capa PHY,

estando concatenados al menos dos de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 34) para formar un canal concatenado (C) , 45 caracterizada porque dicha señal transporta:

- unos datos asociados a un paquete agregado (A-MPDU1) , sobre unas portadoras que pertenecen a un primer

subcanal concatenado (C1) , y 50

- unos datos asociados a al menos un paquete agregado distinto (A-MPDU2) , sobre unas portadoras que pertenecen a al menos un segundo subcanal concatenado (C2) ,

estando formado un subcanal concatenado (C1, C2) por al menos uno de dichos canales de radiofrecuencia (31 a 55 34) de dicho canal concatenado (C) , y

dichos paquetes agregados (A-MPDU1, A-MPDU2) a los que se asocia un encabezado único de dicha capa PHY, resultan de una agregación de paquetes de datos a transmitir hacia un mismo destinatario, realizado a nivel de dicha capa MAC, antes de la emisión.

11. Programa de ordenador que comprende unas instrucciones para la realización de un procedimiento según la reivindicación 1 o según la reivindicación 8 cuando este programa se ejecuta por un procesador.