ARQUITECTURA DE RED PARA LA COMUNICACION DE DATOS.

Arquitectura de red para la comunicación de datos entre fuentes de datos y destinos de datos a través de uno nodos de red y por lo menos un concentrador de datos,

en la que dichos nodos (2, 4) se comunican con el concentrador de datos (1) en ambas direcciones bien a través de una red permanentemente operativa (8) en el modo multisalto o a través de una red operativa ocasionalmente (5) en el modo nómada, en una conexión inalámbrica con unos nodos de usuario móvil (6) caracterizada por que:

• dicho concentrador de datos puede comunicarse con todos los dispositivos que forman dicha arquitectura de red,

• dichos nodos comprenden unos medios de conmutación para conmutar al modo multisalto y unos medios para implicar, en dicha arquitectura de red, a posibles nodos nómadas adyacentes

• dicha arquitectura de red comprende unos medios para detectar nodos multisalto defectuosos y

• dichos nodos comprenden unos medios para conmutar a nodos nómadas en caso de que el concentrador de datos no pueda alcanzarse

• dichos nodos en el modo nómada comprenden unos medios para transmitir los datos recogidos a un usuario en respuesta a un mensaje de sondeo periódico desde un nodo de usuario móvil

• dicho concentrador de datos comprende unos medios para enviar un mensaje de solicitud de volcado de datos para señalar a dicho usuario la presencia de dicho concentrador de datos en respuesta a la recepción de un mensaje de sondeo emitido por el usuario

Arquitectura de red para la comunicación de datos.

La presente invención se refiere a unas redes de comunicación de datos adaptadas para interconectar unos receptores de datos y unas fuentes de datos múltiples.

La explotación oportunista de los usuarios móviles que se mueven en una zona determinada y que están equipados con dispositivos digitales inalámbricos de alto rendimiento en términos de computación y memoria, y capaces de recoger, procesar y compartir datos ambientales recogidos a través de una gran cantidad de sensores de bajo coste situados en entornos de exterior resulta actualmente de gran interés en el campo de investigación de las Comunicaciones Autónomas Localizadas. Se ha reconocido que tal método nómada tiene la potencialidad de preparar el terreno para la introducción de la utilización a gran escala de servicios y aplicaciones que tienen en cuenta la ubicación/el contexto para el beneficio tanto de los usuarios públicos como de los privados. Además tal paradigma de comunicación resuelve el conocido problema de escalabilidad y coste intrínseco a las arquitecturas basadas en el enrutamiento multisalto.

Las solicitudes de patente europeas EP 1686735 y EP 1715651 del presente solicitante tienen como meta un método novedoso capaz de abordar estos retos. La naturaleza y la sociedad muestran muchos ejemplos de sistemas en los que grandes poblaciones pueden alcanzar unos equilibrios eficaces y desarrollar unas estrategias de supervivencia y colaboración eficaces, capaces de trabajar en ausencia de un control central y explotar las interacciones locales. La presente invención pretende proporcionar un entorno de servicios y de red completamente integrados que se escala a grandes cantidades de dispositivos heterogéneos, y que puede adaptarse y evolucionar de una manera autónoma.

Los temas de las patentes europeas citadas anteriormente superan la heterogeneidad de los dispositivos y logran la escalabilidad a través de un paradigma de comunicación autónomo y localizado punto a punto. Evolucionan para adaptarse al entorno circundante, al igual que los organismos vivos evolucionan mediante la selección natural. Las operaciones de red son dirigidas por los servicios, que proporcionan un soporte ad hoc cuando y donde se necesite para satisfacer las solicitudes del usuario. Los asuntos de seguridad se consideran una parte fundamental de los propios servicios, que representan un ingrediente clave para lograr un sistema autónomo determinado. La red se convierte sólo en un apéndice de los servicios que, a su vez, se convierten en una imagen especular de las redes sociales de los usuarios a los que sirven. Este paradigma centrado en las personas rompe la barrera entre los proveedores de servicios y los usuarios, y crea la oportunidad para el "crecimiento vertiginoso" de servicios espontáneos, preparando por tanto el terreno hacia una revolución de la Tecnología Comunitaria y de la Información centrada en el usuario y en el servicio.

La presente invención pretende resolver los problemas debidos a la tendencia emergente hacia unos entornos informáticos y de comunicación ubicuos, es decir, el gran número de dispositivos embebidos interconectados. Tal dispositivo tiene unas capacidades de sentir/identificar, haciendo posible que los servicios situados en el usuario se conecten directamente con el entorno circundante, lo que conlleva la posibilidad de introducir un servicio radicalmente novedoso, capaz de mejorar los cinco sentidos, y las capacidades de manipulación de herramientas y comunicación de los seres humanos.

Los dispositivos embebidos deben tener unas capacidades informáticas y de comunicación (básicas), con el potencial de formar un sistema interconectado muchísimo mayor, de órdenes de magnitud mayores que el Internet actual.

La complejidad de tales entornos no quedará lejos de la de los organismos biológicos, ecosistemas y comunidades socioeconómicas.

Los métodos de comunicación tradicionales resultan ineficaces en el contexto, puesto que no abordan varias características nuevas: una gran heterogeneidad de los requisitos de servicio y capacidades de nodo, un enorme número de nodos con las consiguientes cuestiones de escalabilidad, la posiblemente gran movilidad de nodo y la complejidad de gestión.

Con respecto al intercambio de datos en una red inalámbrica, WO 2004/073257 describe una solución para coordinar y gestionar "sobre la marcha" las comunicaciones entre nodos de redes inalámbricas.

El artículo "Data Mules: modelling a three-tier architecture for sparse sensor networks" modela unas redes de sensores que utilizan entidades Mule para entregar datos a puntos de acceso por cable.

La arquitectura de red de acuerdo con la presente invención resuelve los problemas citados anteriormente y proporciona una estructura basada en un compromiso entre el estado de la técnica conocido concerniente al enrutamiento multisalto y el contenido de las solicitudes de patentes europeas EP anteriores citadas anteriormente del presente solicitante, denominadas a continuación método nómada.

De acuerdo con la invención se proporciona una arquitectura de red para la comunicación de datos entre unas fuentes de datos y unos destinos de datos a través de unos nodos de red y por lo menos un concentrador de datos de acuerdo con la reivindicación 1.

Además, se proporciona un método de comunicación de acuerdo con la reivindicación 7.

Para los detalles y variantes de las redes de acuerdo con la invención se hace referencia a las reivindicaciones dependientes.

A continuación se describirá la invención en referencia a los dibujos adjuntos.

La Fig. 1 muestra esquemáticamente una red de acuerdo con la invención.

La Fig. 2 muestra esquemáticamente la intercomunicación entre un concentrador de datos 1 y dos nodos 4 inicialmente en el modo nómada.

La Fig. 3 muestra esquemáticamente la intercomunicación entre un concentrador de datos 1 y unos nodos en el modo nómada o multisalto para servir a un usuario móvil 6.

La Fig. 4 muestra esquemáticamente la intercomunicación entre un concentrador de datos 1 y unos nodos multisalto en el caso de un nodo defectuoso.

Refiriendo ahora a la fig. 1, la red se organiza alrededor de un concentrador de datos 1 como un clúster inalámbrico de dispositivos transceptores y nodos 2 permanentemente conectado en el modo multisalto, asociado con una fuente de datos 3 (o una multiplicidad de las mismas), en el que la información se mueve entre dichos nodos hacia el concentrador de datos 1 siguiendo el método multisalto. Además de tales clústeres, se dispone de un determinado número de nodos 4, que no se conectan a dichos clústeres. Tales nodos operan independientemente unos de otros y facilitan su información a través de unas extensiones de red 5 conectadas ocasionalmente a los usuarios móviles 6 que pasan en base a un sondeo. Los dispositivos de los usuarios móviles 6 llevan dichos datos, tras haberlos recogido, hasta que los usuarios se acercan a un concentrador de datos 1. Resulta posible además que los usuarios pudieran compartir los ratos recogidos entre ellos (cada vez que encuentren usuarios móviles a lo largo del desplazamiento) a través de unas comunicaciones punto a punto.

Todos los datos recogidos por cualquier concentrador de datos (sólo se muestra un concentrador 1) se reenviarán, sin tratar tal como se recogieron o modificados, tras algunas elaboraciones preliminares, a un centro operacional 7 donde se analizan los datos recogidos.

Dependiendo del tipo de situación ésta se percibirá en el centro operacional y finalmente se activarán los procedimientos adecuados específicos para cada caso.

La red de acuerdo con la invención se basa en dos redes diferentes fusionadas en una arquitectura integrada: en el modo multisalto, los nodos 2 encuentran una ruta inalámbrica través de otros nodos (no mostrados en la fig. 1) a través de una red permanentemente operacional 8 hacia un concentrador de datos 1. Podrían utilizarse técnicas como la agregación de datos o arquitecturas particulares para optimizar el número de mensajes enviados (reduciendo así el consumo de energía de los nodos). La actividad de la red 8 es gestionada por el concentrador de datos, que planifica las tareas de los nodos (básicamente recoger datos del entorno).

En el modo nómada los datos son recogidos por un nodo 4 independientemente sin comunicarse con otros nodos. Cuando un usuario móvil 6 se encuentra suficientemente cerca...

1. Arquitectura de red para la comunicación de datos entre fuentes de datos y destinos de datos a través de uno nodos de red y por lo menos un concentrador de datos, en la que dichos nodos (2, 4) se comunican con el concentrador de datos (1) en ambas direcciones bien a través de una red permanentemente operativa (8) en el modo multisalto o a través de una red operativa ocasionalmente (5) en el modo nómada, en una conexión inalámbrica con unos nodos de usuario móvil (6) caracterizada por que:

2. Arquitectura de red según la reivindicación 1, en la que dichos medios para implicar posibles nodos nómadas adyacentes comprenden unos medios para enviar periódicamente señales de consulta a través de una red conectada permanentemente.

3. Arquitectura de red según la reivindicación 2, en la que dichos nodos comprenden unos medios para organizarse a sí mismos en una red inalámbrica conectada permanentemente jerárquica.

4. Arquitectura de red según la reivindicación 3, en la que la conmutación del modo multisalto al modo nómada se efectúa tan pronto como dejan de detectarse las señales de consulta periódicas.

5. Arquitectura de red según la reivindicación 4, en la que dichos nodos de usuario móvil comprenden unos medios para almacenar los datos recibidos desde un nodo en el modo nómada y para reenviar estos datos al siguiente concentrador de datos en el intervalo de comunicación.

6. Arquitectura de red según la reivindicación 5, en la que dichos nodos de usuario móvil comprenden unos medios para compartir los datos recogidos con otros nodos de usuario en el intervalo de comunicación, formado así una red punto a punto.

7. Método de comunicación entre fuentes de datos y destinos de datos a través de unos nodos de red y por lo menos un concentrador de datos, en el que dichos nodos (2, 4) se comunican con el concentrador de datos (1) en ambas direcciones bien a través de una red permanentemente operativa (8) en el modo multisalto o a través de una red operativa ocasionalmente (5) en el modo nómada, en una conexión inalámbrica con unos nodos de usuario móvil (6), estando dicho método caracterizado porque comprende: