Selección dinámica de frecuencia con recuperación para una red inalámbrica de conjunto de servicios básicos.

Un sistema de comunicaciones inalámbricas (100), que comprende:

una pluralidad de estaciones (104-105, 106-107) que están dispuestas para transmitir una trama de gestión (200) y para conmutar a un siguiente canal en un instante de cambio de canal anunciado, caracterizado porque al menos una estación (104, 107) de la pluralidad de estaciones está dispuesta para incluir en la trama de gestión (200) transmitida por la al menos una estación un elemento de selección dinámica de frecuencia que se define a sí mismo como un titular de selección dinámica de frecuencia, y para transmitir un anuncio de cambio de canal que identifica un siguiente canal y un instante de cambio de canal tras seleccionar el siguiente canal, y cada estación (104-105, 106-107) de la pluralidad de estaciones está dispuesta para, tras recibir la trama de gestión (200), actualizar un titular de selección dinámica de frecuencia almacenado localmente con un nuevo valor encontrado en la trama de gestión recibida, y para incluir el elemento de selección dinámica de frecuencia en tramas de gestión subsiguientes (200) transmitidas por la estación respectiva hasta el instante de cambio de canal.

Selección dinámica de frecuencia con recuperación para una red inalámbrica de conjunto de servicios básicos

La presente invención se refiere, en general, a redes inalámbricas de área local y, más específicamente, a usar selección dinámica de frecuencia en redes inalámbricas de área local.

En la actualidad, las redes inalámbricas de área local (WLAN) se implementan generalmente según la norma 82.11-1999 del Instituto de Ingenieros en Electricidad y en Electrónica (IEEE), denominada frecuentemente como fidelidad inalámbrica o WiFi. Las implementaciones contemporáneas siguen generalmente la norma IEEE 82.11b, que define redes inalámbricas de área local para la banda de 2,4 gigahercios (GHz). Sin embargo, la(s) banda(s) de 5 gigahercios (5,15 - 5,25 GHz, 5,25 - 5,35 GHz y 5,725 - 5,825 GHz en los Estados Unidos; 5,15 - 5,35 GHz y 5,47 - 5,725 GHz en Europa; y 5,15 - 5,25 GHz en Japón) ofrece(n) mejores perspectivas para mayores velocidades de transmisión de datos y menos comunicaciones perturbadoras.

Han surgido dos normas contrapuestas para las redes inalámbricas de área local en la(s) banda(s) de 5 gigahercios: implementaciones de la norma IEEE 82.11a están desarrollándose actualmente para usarse en los Estados Unidos, mientras que el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicación (ETSI) ha promulgado la versión 2 de la norma de Red de Área Local de Radio Europea de Alto Rendimiento (HiperLAN2). Ambas normas están basadas en multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) para la capa física (PHY) y ambas permiten velocidades de transmisión de datos de hasta 54 megabits por segundo (Mbps).

Mientras que la norma IEEE 82.11a utiliza una forma de acceso múltiple por detección de portadora con evitación de colisiones (CSMA/CA) similar a Ethernet, HiperLAN2 define una arquitectura de tipo modo de transferencia asincrona (ATM) más adecuada para aplicaciones multimedia y de voz e implementa una capa de control de acceso al medio (MAC) más sofisticada. Asimismo, además de ofrecer comunicaciones isócronas que proporcionan una calidad de servicio (QoS) intrínseca, HiperLAN2 implementa selección dinámica de frecuencia (DFS) para reducir las interferencias y permitir una mejor utilización del espectro, así como control de potencia de transmisión (TPC) para ajustar el nivel de salida de potencia. Estas características tienen como objetivo permitir comunicaciones sin interrupciones entre redes celulares de tercera generación (3G) y redes privadas.

Actualmente están desarrollándose dispositivos de circuitos integrados de modo dual que pueden soportar tanto la norma IEEE 82.11a como la norma HlperLAN2, y se está tratando de incorporar características ventajosas de la norma HlperLAN2 en Implementaciones IEEE 82.11a. En particular, se ha formado el grupo de trabajo IEEE 82.11, Grupo de Tarea H (TGh), para desarrollar una norma (IEEE 82.11 h) para la incorporación opcional de la selección dinámica de frecuencia y el control de potencia de transmisión en implementaciones IEEE 82.11a. Además, las Interferencias con otros operadores de licencia primaria dentro de una banda deben detectarse y evitarse en algunos dominios reguladores.

En el documento Transmitter power control (TPC) and dynamic frequency selection (DFS) joint proposal for 82.11h WLAN, IEEE 82.11-1/169, 12 de marzo de 21, páginas 1 a 16, se propone un mecanismo de selección dinámica de frecuencia para WLAN que siguen la norma 82.11 h. En la propuesta, un mecanismo DFS está compuesto por las siete etapas siguientes: inicio de una selección de nuevo canal; solicitud de mediciones de canal por parte de AP; proceso de medición de canal; notificaciones de medición de STA; toma de decisiones por parte de AP; anuncio de cambio de canal por parte de AP; y conmutación al nuevo canal. En el documento se introducen dos nuevas tramas de gestión, así como varios elementos de información nuevos, que se usan junto con las tramas de gestión, las tramas de baliza y las tramas de respuesta de sonda definidas. Las dos nuevas tramas de gestión son una trama de solicitud de medición de canal y una trama de notificación de medición de canal. En las tramas de baliza y de respuesta de sonda se Introduce un elemento de información de cambio de canal que comprende un anuncio de cambio de canal.

Por lo tanto, en la técnica se necesita Incorporar la selección dinámica de frecuencia en arquitecturas de conjunto de servicios básicos (BSS) y de conjunto de servicios básicos independientes (IBSS) para redes inalámbricas de área

local.

Este problema se soluciona proporcionando un sistema según la reivindicación 1.

Para abordar las deficiencias de la técnica anterior mencionadas anteriormente, un objeto principal de la presente invención es proporcionar, para su uso en una red de conjunto de servicios básicos independientes (IBSS), un proceso de selección dinámica de frecuencia (DFS) habilitado por un elemento DFS en tramas de baliza y de respuesta de sonda que define un titular de DFS, un intervalo DFS que especifica el tiempo hasta el cambio de canal en Intervalos de baliza, un contador DFS que especifica un tiempo en intervalos de baliza hasta que el titular de la selección dinámica de frecuencia ¡nicle la selección de la siguiente frecuencia de canal de funcionamiento a partir del conjunto de canales permitidos, y un intervalo de recuperación DFS que especifica un tiempo después del final del Intervalo DFS en el que se ¡nielan procedimientos de recuperación si no se ha recibido ninguna información de

cambio de canal durante el pasado intervalo DFS. La información de cambio de canal está incluida en balizas tras el final del proceso de selección de canal y en balizas durante el Intervalo de recuperación DFS.

Lo anterior ha expuesto en términos generales las características y las ventajas técnicas de la presente invención para que los expertos en la técnica puedan entender mejor la siguiente descripción detallada de la invención. Posteriormente se describirán características y ventajas adicionales de la invención que forman el contenido de las reivindicaciones de la invención. Los expertos en la técnica apreciarán que pueden usar fácilmente el concepto y la realización específica dados a conocer como base para modificar o diseñar otras estructuras para llevar a cabo los mismos objetivos de la presente invención. Los expertos en la técnica también se percatarán de que tales construcciones equivalentes no se apartan del espíritu y el alcance de la invención en su forma más genérica.

Antes de abordar la descripción detallada de la invención, puede ser ventajoso presentar definiciones de determinadas palabras o expresiones usadas a lo largo de este documento de patente: los términos incluir y comprender, así como sus derivados, significan inclusión sin limitación; el término o es inclusivo y significa y/o; las expresiones asociado con y asociado con el mismo, así como sus derivados, pueden significar incluir, estar incluido en, interconectar con, contener, estar contenido en, conectar a o con, acoplar a o con, estar en comunicación con, actuar conjuntamente con, intercalar, yuxtaponer, ser próximo a, estar sujeto a o con, tener, tener la propiedad de, o similares; y el término controlador significa cualquier dispositivo, sistema o parte del mismo que controla al menos una operación, tanto si tal dispositivo está implementado en hardware, firmware, software o alguna combinación de al menos dos de los mismos. Debe observarse que la funcionalidad asociada a cualquier controlador particular puede estar centralizada o distribuida, ya sea de manera local o remota. A lo largo de este documento de patente se proporcionan definiciones de determinas palabras y expresiones, y los expertos en la técnica entenderán que tales definiciones se aplican en muchos casos, si no en la mayoría, a usos tanto anteriores como futuros de tales palabras y expresiones definidas.

Para un entendimiento más completo de la presente invención, y de las ventajas de la misma, a continuación se hace referencia a las siguientes descripciones tomadas junto con los dibujos adjuntos, donde los mismos números designan los mismos objetos, y en los que:

La Fig. 1 ilustra sistemas de comunicaciones inalámbricas en modos BSS e IBSS que utilizan selección dinámica de frecuencia según una realización de la presente invención.

La Fig. 2 es un diagrama de estructura de datos de la parte de elemento DFS de tramas de baliza y de respuesta de sonda utilizadas en comunicaciones Inalámbricas con selección dinámica de frecuencia según una realización de la presente invención.

Las Fig. 3A a 3D ilustran un diagrama de flujo de alto nivel para un proceso que utiliza tramas... [Seguir leyendo]

1.- Un sistema de comunicaciones inalámbricas (1), que comprende:

una pluralidad de estaciones (14-15, 16-17) que están dispuestas para transmitir una trama de gestión (2) y para conmutar a un siguiente canal en un instante de cambio de canal anunciado, caracterizado porque al menos una estación (14, 17) de la pluralidad de estaciones está dispuesta para incluir en la trama de gestión (2) transmitida por la al menos una estación un elemento de selección dinámica de frecuencia que se define a si mismo como un titular de selección dinámica de frecuencia, y para transmitir un anuncio de cambio de canal que identifica un siguiente canal y un instante de cambio de canal tras seleccionar el siguiente canal, y cada estación (14-15, 16-17) de la pluralidad de estaciones está dispuesta para, tras recibir la trama de gestión (2), actualizar un titular de selección dinámica de frecuencia almacenado localmente con un nuevo valor encontrado en la trama de gestión recibida, y para incluir el elemento de selección dinámica de frecuencia en tramas de gestión subsiguientes (2) transmitidas por la estación respectiva hasta el instante de cambio de canal.

2.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 1, en el que el titular de la selección dinámica de frecuencia, tras detectar una baliza sin información de cambio de canal tras la transmisión del anuncio de cambio de canal, retransmite el anuncio de cambio de canal.

3.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 1, en el que una estación (14, 17) que es la primera en transmitir una baliza tras conmutar al siguiente canal pasa a ser el titular inicial de la selección dinámica de frecuencia durante un intervalo de selección dinámica de frecuencia.

4.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 3, en el que una estación (15, 16) que transmite una baliza con un elemento de selección dinámica de frecuencia que define esa estación como el titular de la selección dinámica de frecuencia pasa a ser el titular de la selección dinámica de frecuencia.

5.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 1, en el que el elemento de selección dinámica de frecuencia define además:

un intervalo de selección dinámica de frecuencia que especifica un periodo máximo durante el cual un canal será utilizado por estaciones (14-15, 16-17) del sistema de comunicaciones inalámbricas (1), un contador de selección dinámica de frecuencia que especifica el tiempo restante hasta el inicio de la selección dinámica del siguiente canal, y

un intervalo de recuperación de selección dinámica de frecuencia que especifica el tiempo en que se inician los procedimientos de recuperación si no se recibe ninguna información de cambio de canal.

6.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 1, en el que, si una estación (15, 16) no ha recibido un anuncio de cambio de canal antes del final del intervalo de recuperación de selección dinámica de frecuencia, esa estación (15, 16) transmite una baliza tras el final del intervalo de recuperación de selección dinámica de frecuencia, asume la titularidad de la selección dinámica de frecuencia e incluye el elemento de selección dinámica de frecuencia en la baliza.

7.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 6, en el que la estación (15, 16), tras haber asumido la titularidad de la selección dinámica de frecuencia, establece el contador de selección dinámica de frecuencia y un contador de cambio de canal igual al valor de intervalo de selección dinámica de frecuencia, y transmite un anuncio de cambio de canal.

8.- El sistema de comunicaciones inalámbricas (1) según la reivindicación 7, en el que estaciones (15, 16) diferentes al titular de la selección dinámica de frecuencia reducen el contador de selección dinámica de frecuencia e incluyen el elemento de selección dinámica de frecuencia en cualquier baliza transmitida por tal estación (15, 16), e incluyen cualquier anuncio de cambio de canal recibido en cualquier baliza transmitida por tal estación (15, 16) antes del final del intervalo de selección dinámica de frecuencia.

9.- Un procedimiento de comunicaciones inalámbricas, que comprende:

transmitir de manera inalámbrica una trama de gestión (2) de al menos una estación (14, 17) de una pluralidad de estaciones (14-15, 16-17) que forman un sistema de comunicaciones inalámbricas (1), y conmutar la pluralidad de estaciones a un siguiente canal en un instante de cambio de canal anunciado, caracterizado por

incluir en la trama de gestión (2) transmitida desde la al menos una estación un elemento de selección dinámica de frecuencia que se define a sí mismo como un titular de selección dinámica de frecuencia, y transmitir un anuncio de cambio de canal que identifica un siguiente canal y un instante de cambio de canal tras seleccionar el siguiente canal, y

tras recibir una estación la trama de gestión (2), actualizar un titular de selección dinámica de frecuencia almacenado localmente con un nuevo valor encontrado en la trama de gestión recibida, e Incluir el elemento de selección dinámica de frecuencia en tramas de gestión subsiguientes (2) transmitidas por la estación respectiva hasta el instante de cambio de canal.

1.- El procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además:

tras detectar una baliza sin información de cambio de canal tras la transmisión del anuncio de cambio de canal, retransmitir el anuncio de cambio de canal del titular de la selección dinámica de frecuencia.

11.- El procedimiento según la reivindicación 9, en el que una estación (14, 17) que es la primera en transmitir una baliza tras conmutar al siguiente canal pasa a ser el titular Inicial de la selección dinámica de frecuencia durante un intervalo de selección dinámica de frecuencia.

12.- El procedimiento según la reivindicación 1, en el que una estación (15, 16) que transmite una baliza con un elemento de selección dinámica de frecuencia que define esa estación como el titular de la selección dinámica de frecuencia pasa a ser el titular de la selección dinámica de frecuencia.

13.- El procedimiento de comunicaciones inalámbricas según la reivindicación 9, en el que el elemento de selección dinámica de frecuencia define además:

un intervalo de selección dinámica de frecuencia que especifica un periodo máximo durante el cual un canal será utilizado por estaciones (14-15, 16-17) del sistema de comunicaciones inalámbricas (1), un contador de selección dinámica de frecuencia que especifica el tiempo restante hasta el inicio de la selección dinámica del siguiente canal, y

un Intervalo de recuperación de selección dinámica de frecuencia que especifica el tiempo en que se inician los procedimientos de recuperación si no se recibe ninguna información de cambio de canal.

14.- El procedimiento según la reivindicación 13, en el que, si una estación (15, 16) no ha recibido un anuncio de cambio de canal antes del final del intervalo de recuperación de selección dinámica de frecuencia, esa estación (15, 16) transmite una baliza tras el final del intervalo de recuperación de selección dinámica de frecuencia, asume la titularidad de la selección dinámica de frecuencia e incluye el elemento de selección dinámica de

frecuencia en la baliza.

- El procedimiento según la reivindicación 13, en el que la estación, tras haber asumido la titularidad de la selección dinámica de frecuencia, establece el contador de selección dinámica de frecuencia y un contador de cambio de canal igual al valor de intervalo de selección dinámica de frecuencia, y transmite un anuncio de cambio de

canal.

16 - El procedimiento según la reivindicación 13, en el que estaciones (15, 16) diferentes al titular de la selección dinámica de frecuencia reducen el contador de selección dinámica de frecuencia e incluyen el elemento de selección dinámica de frecuencia en cualquier baliza transmitida portal estación (15, 16), e incluyen cualquier anuncio de cambio de canal recibido en cualquier baliza transmitida portal estación (15, 16) antes del final del intervalo de selección dinámica de frecuencia.

17.- El procedimiento según la reivindicación 9, en el que la trama de gestión (2) es una trama de baliza o de respuesta de sonda.

18.- El procedimiento según la reivindicación 17, en el que la trama de gestión (2) es una trama de baliza posterior a la primera trama de baliza durante un intervalo de selección dinámica de frecuencia.

19.- El procedimiento según la reivindicación 9, en el que el anuncio de cambio de canal comprende una identificación de un siguiente canal que será utilizado por estaciones (14 a 19) del sistema de comunicaciones inalámbricas (1) durante un siguiente intervalo de selección dinámica de frecuencia.

2.- El procedimiento según la reivindicación 19, en el que la trama de gestión (2) es una trama de gestión de baliza (2) transmitida después de un anuncio de cambio de canal durante el intervalo de selección dinámica de frecuencia.

21.- Una estación (14, 16) para comunicaciones inalámbricas, que comprende:

medios para transmitir de manera inalámbrica una trama de gestión (2), y

medios para conmutar a un siguiente canal en un instante de cambio de canal anunciado,

caracterizada porque comprende además

medios para incluir en la trama de gestión transmitida por la estación un elemento de selección dinámica de frecuencia que se define a sí mismo como un titular de selección dinámica de frecuencia, y para transmitir un

anuncio de cambio de canal que identifica un siguiente canal y un instante de cambio de canal tras seleccionar el siguiente canal, y

medios para recibir una trama de gestión (2), actualizar un titular de selección dinámica de frecuencia almacenado localmente con un nuevo valor encontrado en la trama de gestión recibida, e incluir el elemento 5 recibido de selección dinámica de frecuencia en tramas de gestión subsiguientes (2) transmitidas por la

estación hasta el instante de cambio de canal.