Procedimientos, aparatos y programas informáticos para una conexión entre agrupaciones en una red inalámbrica de área personal.

Procedimiento para un primer coordinador (202) que funciona en una primera frecuencia de canal

(f1) en una red inalámbrica de área personal (200), comprendiendo además la red inalámbrica de área personal un segundo coordinador (204) que funciona en una segunda frecuencia de canal (f2), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- transmitir un mensaje en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la segunda frecuencia de canal (f2); - solicitar al segundo coordinador (204) que pase de la segunda frecuencia de canal (f2) a la primera frecuencia de canal (f1); y

- establecer comunicaciones con el segundo coordinador (204) usando la primera frecuencia de canal (f1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2009/051006.

Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Inventor/es: DRIESEN,BAS, JAMIESON,PHILIP A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Topologías de red > H04W84/18 (Redes auto-organizadas, p.ej. redes ad hoc o redes de sensores)

PDF original: ES-2532014_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimientos, aparatos y programas informáticos para una conexión entre agrupaciones en una red inalámbrica de área personal

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una red inalámbrica de área personal (WPAN).

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Recientemente se ha tratado de aumentar la cooperación entre dispositivos domésticos. En línea con esta mayor demanda, se han desarrollado diversas tecnologías inalámbricas, que incluyen, por ejemplo, Bluetooth y tecnologías similares, que permiten normalmente la comunicación en un radio de 1 metros aproximadamente; dicho de otro modo, un alcance muy pequeño. Estas redes privadas de corto alcance se denominan comúnmente redes inalámbricas de área personal (WPAN).

El objetivo de una WPAN es facilitar un funcionamiento sin interrupciones entre dispositivos y sistemas domésticos o empresariales, y cada dispositivo de una WPAN podrá conectarse a cualquier otro dispositivo de la misma WPAN, siempre que estén mutuamente dentro de un alcance físico. En los hogares, las WPAN proporcionan conexiones sin cables para alarmas, aparatos eléctricos y sistemas de entretenimiento.

Un ejemplo de un protocolo de red adecuado para una WPAN es la norma 82.15 de IEEE, en la que se incluye, por ejemplo, Bluetooth (IEEE 82.15.1), que es adecuado para radios digitales de baja potencia, tales como auriculares inalámbricos que se conectan a teléfonos celulares a través de radio de corto alcance. Otro ejemplo es la especificación ZigBee (IEEE 82.15.4), que está dirigida a la automatización de edificios. La tecnología ZigBee pretende ser más sencilla y económica que, por ejemplo, Bluetooth, y, por tanto, está dirigida a aplicaciones de radiofrecuencia (RF) que requieren una baja velocidad de transferencia de datos, una larga vida útil de batería y una conexión en red segura. Sin embargo, un problema de la WPAN es que la implementación actual de la topología de red se proporciona como redes no cooperativas basadas en dispositivos subordinados, donde cada una de las redes puede existir potencialmente en una frecuencia de canal diferente y, por tanto, hará que la comunicación a través de diferentes redes sea más complicada.

El documento EP 1 528 717 trata de resolver esto proporcionando una mejora en la cooperación entre diferentes dispositivos inalámbricos de una WPAN. Se proporciona un procedimiento de radiodifusión para solucionar problemas cuando un dispositivo reconoce que al menos dos WPAN diferentes se comunican en la misma frecuencia de canal. El conflicto se detecta y un dispositivo de coordinación, es decir, un coordinador, difunde un comando de realineación de coordinador a los dispositivos, ordenándoles que cambien el canal usado actualmente por otro canal. El comando de realineación comprende cambiar información en un campo de carga útil de la señal síncrona e insertar un bit de identificación predeterminado en el bit reservado de un campo de control de trama de la señal síncrona.

Sin embargo, aunque el documento EP 1 528 717 propone una solución parcial al problema de WPAN conflictivas que se comunican en la misma frecuencia de canal, no tiene en cuenta la fase de inicialización en la que una pluralidad de coordinadores se disponen para comunicarse entre sí, ni el proceso que permite que los coordinadores conmuten a una frecuencia de canal óptima. En cambio, el documento EP 1 528 717 se basa solamente en la topología de red no cooperativa basada en dispositivos subordinados de la técnica anterior, que introduce tráfico de red adicional debido a problemas de latencia.

El documento US 27/76596 da a conocer la implementación de un cambio de canal ciego imperceptible (BSCC) cuando al menos un dispositivo de una pluralidad de dispositivos de comunicación inalámbricos está atascado en un canal de comunicación actual. Un primer dispositivo de comunicación inalámbrico transmite un mensaje BSCC en el canal de comunicación actual a un segundo dispositivo de comunicación inalámbrico, mensaje que incluye información relativa a un canal de comunicación seleccionado de entre una pluralidad de canales de comunicación disponibles al que el primer dispositivo de comunicación inalámbrico va a conmutar a continuación, y un periodo de tiempo en el que el primer dispositivo de comunicación inalámbrico estará transmitiendo en el canal de comunicación seleccionado. El primer dispositivo de comunicación inalámbrico conmuta al canal de comunicación seleccionado. El segundo dispositivo de comunicación inalámbrico recibe el mensaje BSCC y conmuta al canal de comunicación seleccionado. El primer y el segundo dispositivo de comunicación inalámbrico reanudan las comunicaciones inalámbricas habituales.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Existe la necesidad de una WPAN que tenga en cuenta la fase de inicialización cuando una pluralidad de coordinadores están dispuestos para comunicarse entre sí, y que proporcione además una menor latencia, ofreciendo un mayor ancho de banda y una mayor eficiencia energética. La invención está definida por las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones ventajosas.

Según un aspecto de la invención, el objeto anterior se consigue mediante un procedimiento para un primer coordinador que funciona en una primera frecuencia de canal en una red inalámbrica de área personal (WPAN), comprendiendo además la WPAN un segundo coordinador que funciona en una segunda frecuencia de canal, comprendiendo el procedimiento las etapas de transmitir un mensaje en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la segunda frecuencia de canal, solicitar al segundo coordinador que pase de la segunda frecuencia de canal a la primera frecuencia de canal, y establecer comunicaciones con el segundo coordinador usando la primera frecuencia de canal.

Según la presente invención, por coordinador se entiende un dispositivo de comunicación inalámbrico que puede configurar una WPAN, por ejemplo, de manera general, un dispositivo controlable o controlado que normalmente es un dispositivo estacionario conectado a la red eléctrica. Por tanto, según la presente invención, dos de estos dispositivos están dispuestos para emparejarse entre sí durante una fase de inicialización y para conmutar a la frecuencia de canal del coordinador que inició la comunicación. Por el contrario, según la técnica anterior, el primer coordinador adoptará la frecuencia de canal del segundo coordinador, originando así el problema de la mayor latencia y el tráfico de red adicional, ya que los coordinadores tendrán que alternar entre sus frecuencias de canal preferidas.

Además, la expresión mensaje debe entenderse como una señal que comprende, al menos parcialmente, un contenido definido destinado a solicitar al segundo coordinador que conmute a la frecuencia de canal del primer coordinador. Además, el mensaje puede ser cualquier tipo de mensaje, por ejemplo un mensaje de inicialización específico (o señal de inicialización), o estar incluido en un mensaje de radiodifusión general.

Las ventajas de la presente invención incluyen el hecho de que no se necesitan mecanismos basados en prioridades. Esto se debe a que, como se ha mencionado anteriormente, el coordinador que inicia la comunicación decide la frecuencia de canal usada, es decir, cada coordinador que establece una comunicación puede hacer que el coordinador con el que desea comunicarse conmute a su frecuencia. Otra ventaja de la presente invención es que es posible transmitir fácilmente un mensaje de radiodifusión e ¡mplementar una solución de repetidor.

Sin embargo, el procedimiento no es solo útil durante la fase de inicialización en la que se configura una WPAN, sino que también es útil cuando se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para un primer coordinador (22) que funciona en una primera frecuencia de canal (f1) en una red inalámbrica de área personal (2), comprendiendo además la red inalámbrica de área personal un segundo coordinador (24) que funciona en una segunda frecuencia de canal (f2), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- transmitir un mensaje en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la segunda frecuencia de canal (f2);

- solicitar al segundo coordinador (24) que pase de la segunda frecuencia de canal (12) a la primera frecuencia de canal (f1); y

- establecer comunicaciones con el segundo coordinador (24) usando la primera frecuencia de canal (f1).

2.- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la red inalámbrica de área personal (2) comprende además un tercer coordinador (26) que funciona en una tercera frecuencia de canal (f3), y tanto el primer (22) como el segundo (24) coordinador están adaptados para llevar a cabo las etapas de:

- transmitir un mensaje en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la tercera frecuencia de canal (f3);

- solicitar al tercer coordinador (26) que pase de la tercera frecuencia de canal (f3) a la primera frecuencia de canal (f1); y

- establecer comunicaciones con el tercer coordinador (26) usando la primera frecuencia de canal (f1).

3.- Procedimiento para un segundo coordinador (24) que funciona en una segunda frecuencia de canal (f2) en una red inalámbrica de área personal (2), comprendiendo además la red inalámbrica de área personal (2) un primer coordinador (22) que funciona en una primera frecuencia de canal (f1), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- recibir un mensaje desde el primer coordinador (22) y transmitido en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la segunda frecuencia de canal (f2);

- recibir una solicitud desde el primer coordinador (22) para pasar de la segunda frecuencia de canal (12) a la primera frecuencia de canal (f1); y

- establecer comunicaciones con el primer coordinador (22) usando la primera frecuencia de canal (f1).

4 - Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la solicitud para conmutar a la primera frecuencia de canal (f1) se proporciona como un mensaje aparte cuando el primer coordinador (22) recibe una respuesta desde el segundo coordinador (24).

5.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la solicitud para conmutar a la primera frecuencia de canal (f1) está incluida en el mensaje.

6.- Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, en el que al menos uno de los mensajes es un mensaje tipo paquete que comprende una cabecera que contiene información relativa a la frecuencia de canal del primer coordinador.

7.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la etapa de transmitir un mensaje en una pluralidad de frecuencias de canal comprende el uso de agilidad de frecuencia.

8.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la comunicación entre los coordinadores (22, 24) se proporciona mediante comunicación de radiofrecuencia.

9.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la comunicación de radiofrecuencia está basada en al menos una de las normas IEEE 82.15.3 e IEEE 82.15.4.

1.- Primer coordinador (22) para usarse en una red inalámbrica de área personal (2), comprendiendo además la red inalámbrica de área personal un segundo coordinador (24) que funciona en una segunda frecuencia de canal (f2), funcionando el primer coordinador (22) en una primera frecuencia de canal (f1), y:

- medios adaptados para transmitir un mensaje en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la segunda frecuencia de canal (f2);

- medios adaptados para solicitar al segundo coordinador (24) que pase de la segunda frecuencia de canal (f2) a la primera frecuencia de canal (f1); y

- medios adaptados para establecer comunicaciones con el segundo coordinador (24) usando la primera frecuencia de canal (f1).

11.- Segundo coordinador (24) para usarse en una red inalámbrica de área personal (2), comprendiendo además la red inalámbrica de área personal (2) un primer coordinador (22) que funciona en una primera frecuencia de canal (f1), funcionando el segundo coordinador (24) en una segunda frecuencia de canal (f2), y:

- medios adaptados para recibir un mensaje desde el primer coordinador (22) y transmitido en una pluralidad de frecuencias de canal, incluyendo la segunda frecuencia de canal (f2);

- medios adaptados para recibir una solicitud desde el primer coordinador (22) para pasar de la segunda frecuencia de canal (f2) a la primera frecuencia de canal (fl); y

- medios adaptados para establecer comunicaciones con el primer coordinador (22) usando la primera frecuencia de canal (fl).

12.- Coordinador (22, 24) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 u 11, en el que al menos uno del primer (22) y el segundo (24) coordinador es un dispositivo electrónico de consumo, tal como al menos uno de entre un televisor, un reproductor de discos versátiles digitales, un sistema de cine en casa y un control remoto inalámbrico.

13.- Red inalámbrica de área personal (2), caracterizada por comprender un primer coordinador (22) según la

reivindicación 1, y al menos un segundo coordinador (24) según la reivindicación 11.

14.- Programa informático para llevar a cabo las etapas de la reivindicación 1, cuando el programa se ejecuta en un primer coordinador (22) según la reivindicación 1.

- Programa informático para llevar a cabo las etapas de la reivindicación 3, cuando el programa se ejecuta en un segundo coordinador (24) según la reivindicación 11.