PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE TRANSMISION DE UNA SEÑAL QUE COMPRENDE UN PREAMBULO Y UNA TRAMA DE DATOS.

Procedimiento de transmisión de una señal (11) que comprende un preámbulo (15) y una trama de datos (13) por una red de comunicación (3) que incluye una pluralidad de nodos (1),

que se caracteriza porque comprende:

- la generación de una señal (11) cuyo preámbulo (15) incluye una secuencia (17) numerada de micro-tramas (19), siendo la numeración de las micro-tramas de la citada secuencia tal que el número de una de las micro-tramas permite deducir el número restante de micro-tramas de la secuencia, por delante de la trama de datos,

- el envío de la señal a través de la red

Procedimiento y sistema de transmisión de una señal que comprende un preámbulo y una trama de datos.

Campo técnico de la invención

La invención se refiere al sector de la transmisión de una señal que comprende un preámbulo y una trama de datos por escalonamiento de preámbulo en una red de comunicación, y más en particular en una red inalámbrica que utiliza el medio radio.

Antecedentes de la invención

Para la transmisión de una señal por un canal de una red de comunicación, los protocolos de acceso a un medio convencional (por ejemplo, IEEE 802.11 DCF) necesitan que un emisor-receptor de radio (radio transceiver, en inglés) esté encendido de forma permanente, listo para recibir la señal. Este modo de "listo para recibir" consume mucha energía. En efecto, si no hay ninguna transmisión por el canal, esta energía es malgastada por una escucha pasiva. Este problema es claramente visible en las redes de captadores de bajo tráfico de tipo ad hoc en el que el canal está libre la mayor parte del tiempo.

Con el fin de resolver este problema, existen métodos de transmisión por escalonamiento de preámbulo que permiten reducir el sobrecoste de la escucha pasiva.

En efecto, la figura 8 muestra de manera esquemática la evolución en el tiempo 125 de la transmisión de una señal 111 que comprende un preámbulo 115 y una trama de datos 113, entre un nodo emisor 101a y un nodo receptor 101b. El protocolo de escalonamiento de preámbulo consiste, para un nodo, en escuchar el canal radio de forma intermitente.

En efecto, el eje de tiempo 125 del nodo receptor 101b está dividido en períodos breves representados por pequeños cuadrados 129, durante los cuales la radio está encendida (es decir, que el nodo receptor 101b está despierto). Estos breves períodos 129 de escucha están separados por períodos 127 largos durante los que la radio está apagada (es decir, que el nodo receptor 101b está dormido). El eje de tiempo 125 del nodo emisor 101a muestra el envío de la señal 111 que comprende la trama de datos 113, precedida por el preámbulo 115.

De ese modo, en este tipo de protocolos, un nodo pasa la mayor parte de su tiempo con la radio apagada con el fin de reducir la escucha pasiva y ahorrar con ello energía.

De una manera general, el nodo debe verificar periódicamente, por ejemplo cada T_W segundos (período 127), si existe alguna señal (o algún mensaje) que esté destinado al mismo. Para ello, el nodo se despierta durante un pequeño período 129 para escuchar el canal.

Si el nodo encuentra que el canal está libre, se vuelve a dormir (radio apagada). Por el contrario, si detecta la presencia de un preámbulo (motivo conocido de bits) sobre el canal, se mantiene despierto (período 117) para recibir la trama de datos 113 que sigue al preámbulo 115. Tras la recepción de datos 113, el nodo vuelve a dormir. En efecto, el preámbulo 115 es una trama larga que contiene repeticiones de motivos de bits conocidos. Esto permite que un nodo despierto reconozca un motivo con el fin de saber si se trata de un preámbulo 115.

Por otra parte, cuando el nodo desea enviar una trama de datos, escucha inicialmente el canal. Si encuentra que el canal está ocupado, sigue escuchando hasta que el canal se libera. Por el contrario, si encuentra que el canal está libre, envía un preámbulo antes de enviar la trama de datos. La duración del preámbulo debe ser al menos igual a T_W para asegurar que todos los nodos receptores potenciales estén despiertos durante la emisión del preámbulo, para que los mismos no pierdan los datos que han de seguir al preámbulo.

Se conoce un procedimiento propuesto por Enz CC., El-Hoiydi A., Decotignie J. y Peiris V., en su documento titulado "WiseNET: An Ultra low-Power Wireless Sensor Network Solution" (IEEE Computer, 37(8): 62-70, agosto de 2004), para reducir el tamaño del preámbulo. En efecto, este documento describe un algoritmo que utiliza un escalonamiento de preámbulo de tamaño reducido, que permite reducir el coste de los mensajes en modo punto a punto (unicast en inglés). Esto permite reducir la duración de transmisión y de recepción, y por lo tanto ahorrar energía.

Sin embargo, este procedimiento no permite reducir el coste de comunicación en modo multipunto (broadcast en inglés), en cuyo caso la escucha del preámbulo es una escucha inútil.

Por otra parte, cuando un nodo desea transmitir y encuentra el canal ocupado, sigue escuchando hasta que el canal se libera para enviar su trama. En efecto, el nodo no sabe el momento en que se libera el canal de nuevo. Esta escucha inútil consume energía.

Además, según este procedimiento, un nodo puede recibir tramas de datos redundantes puesto que no hay ninguna manera de verificar que se han recibido ya las mismas tramas de datos, y de ese modo se desperdicia mucha energía inútilmente.

Objeto y sumario de la invención

La invención pretende optimizar el consumo de energía por parte de los nodos de una red de comunicación particular, una red de tipo ad hoc.

A tal fin, la invención se refiere a un procedimiento de transmisión de una señal que comprende un preámbulo y una trama de datos, por una red de comunicación que incluye una pluralidad de nodos, que se caracteriza porque comprende:

- la generación de una señal cuyo preámbulo incluye una secuencia numerada de micro-tramas, siendo la numeración de las micro-tramas de la citada secuencia tal que el número de una de las micro-tramas permite deducir el número restante de micro-tramas de la secuencia, por delante de la trama de datos,

- el envío de la señal a través de la red.

Con la recepción de una micro-trama, un nodo reconoce que se trata de un preámbulo. A partir del número de secuencia contenido en la micro-trama recibida, el nodo receptor puede determinar el número restante de micro-tramas en la secuencia, por delante de la trama de datos, y, por consiguiente, el momento de llegada de la trama de datos (es decir, la duración restante con anterioridad a la llegada de esta trama de datos, a continuación de la recepción de la micro-trama considerada).

La duración entre una primera y una segunda micro-trama de la citada secuencia de micro-tramas es superior o igual a un período determinado correspondiente a un tiempo de adormecimiento de un nodo entre dos despertares consecutivos.

De ese modo, se asegura siempre que el nodo puede recibir al menos una micro-trama.

Según un primer modo particular de la invención, con la recepción de una micro-trama por parte de un nodo, el citado nodo lee el número de secuencia de la micro-trama recibida, deduce el momento de llegada de la trama de datos y se adormece entre esos tiempos. El nodo receptor puede así adormecerse tras haber recibido la micro-trama y hasta la llegada de la trama de datos. Gracias a esto, el consumo de energía debido a una escucha inútil se reduce considerablemente, garantizando en cualquier caso la recepción de la trama de datos.

Esto permite un ahorro de energía, reduciendo el coste de recepción de una trama de datos en los modos de multipunto o de punto a punto.

Según un segundo modo particular de la invención, con el fin de acceder a un canal de red de comunicación:

a) un nodo se despierta para escuchar el canal;

b) si el nodo recibe una micro-trama que indica que el canal está ocupado por otro nodo:

1. Procedimiento de transmisión de una señal (11) que comprende un preámbulo (15) y una trama de datos (13) por una red de comunicación (3) que incluye una pluralidad de nodos (1), que se caracteriza porque comprende:

- la generación de una señal (11) cuyo preámbulo (15) incluye una secuencia (17) numerada de micro-tramas (19), siendo la numeración de las micro-tramas de la citada secuencia tal que el número de una de las micro-tramas permite deducir el número restante de micro-tramas de la secuencia, por delante de la trama de datos,

- el envío de la señal a través de la red.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la duración entre una primera y una segunda micro-trama (19) de la citada secuencia (17) de micro-tramas (19) es superior o igual a un período determinado (27) correspondiente a un tiempo de adormecimiento de un nodo (1) entre dos despertares (29) consecutivos.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que se caracteriza porque, con la recepción de una micro-trama (19a) por parte de un nodo (1b), el citado nodo (1b) lee el número de secuencia (45) de la micro-trama recibida, deduce el momento de llegada de la trama de datos (13), y se adormece mientras tanto (31).

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque:

a) un nodo (1b) se despierta para escuchar el canal (4);

b) si el nodo recibe una micro-trama (19) que indica que el canal está ocupado por otro nodo (1):