Un método de funcionamiento de un sistema con salto de frecuencia que comprende una unidad maestra inalámbrica y una o más unidades esclavas inalámbricas que comparten un canal,

al acceso al cual es controlado por la unidad maestra inalámbrica, en el que cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas tiene un identificador único y el sistema incluye un modo de función de aparcamiento, comprendiendo el método la etapa de que la unidad maestra inalámbrica asigne una dirección de Medium Access Control (MAC - Control de Acceso a Medio) de longitud corta para cada citada unidad esclava inalámbrica cuando se conecta al canal para su uso por la unidad maestra inalámbrica con el fin de direccionar cada citada unidad esclava, en el que cuando entran en el modo de función de aparcamiento la una o más unidades esclavas abandonan cualquier dirección de MAC asignada previamente, y comprendiendo también el método, para permitir que una citada unidad esclava inalámbrica en el modo de función de aparcamiento indique su intención de activarse a la unidad maestra inalámbrica, las etapas de: definir una serie de intervalos de tiempo que comprenden ocurrencias alternantes de un intervalo de tiempo de maestra-a-esclava y un intervalo de tiempo de esclava-a-maestra, en el que cada uno de los intervalos de tiempo de esclava-a-maestra comprende una pluralidad de sub-intervalos de esclavaa-maestra; asignar un único número de respuesta de la unidad maestra inalámbrica cuando entra en el modo de función de aparcamiento; emitir un paquete de control de interrogación (601) para cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas a intervalos fijos durante un intervalo de tiempo de maestra-a-esclava desde la unidad maestra inalámbrica; para al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas que desea activarse, transmitir un paquete (603) a la unidad maestra inalámbrica durante un sub-intervalo de esclava-a maestra que tiene lugar N intervalos después del paquete de control de interrogación, en el que N es una función del único número de respuesta de la al menos una o más unidades esclavas inalámbricas

ANTECEDENTES

La invención se refiere a redes de radio, que son redes en cuyas unidades intercambian información de manera inalámbrica por medio de señales de radio. En particular, se consideran redes de radio en las cuales la interfaz aérea aplica salto de frecuencia para propagar la señal sobre un amplio espectro. El problema que se aborda es el acceso múltiple de diferentes unidades en un canal común con salto de frecuencia.

El sistema considerado se basa en un sistema con frequency hopping (FH – Salto de Frecuencia), diferentes aspectos del cual se describen en las Solicitudes de Patente de U.S. Nos. 08/685.069, publicada como WO 98/04055 el 29 de Enero de 1998, 08/932.911, publicada como WO 99/14897 el 25 de Marzo de 1999, y 08/932.244, publicada como WO 99/14898 el 25 de Marzo de 1999; así como la Solicitud Provisional de U.S. No. 60/109.692 (Atty Dkt No. 040070-438, archivada el 24 de Noviembre de 1998 a nombre de J. Haartsen, publicada como WO 00/31932 el 02 de Junio de 2000, de la cual pueden encontrarse otros detalles. En este sistema, se define un canal como una secuencia de saltos de frecuencia que es una secuencia de pseudo-random number (PN – Números Pseudo-aleatorios) determinada por la identidad de una de las unidades que participan en el canal, llamada la maestra. La fase de la secuencia es determinada por un reloj de la maestra asociado con la maestra. A medida que el reloj maestra progresa, el canal salta de la frecuencia de salto de radio frequency (RF – Frecuencia de Radio) a la frecuencia de salto RF a la velocidad del reloj. Todas las demás unidades que participan en el canal, llamadas esclavas, son sincronizadas con el esquema de FH utilizando la misma secuencia y el mismo reloj que el utilizado por la maestra. El canal compartido entre la maestra y las una o más esclavas se llamada una red pequeña (piconet en inglés).

Durante el establecimiento de la conexión, los parámetros de la maestra que se requieren para mantener la sincronización del FH son transferidos de la maestra a la esclava. Un esquema de Time Division Duplex (TDD – Dúplex por División de Tiempo) estricto es adherido a: intervalos de tiempo (“intervalos”) en los cuales el tráfico es transferido de la maestra a la esclava e intervalos en los cuales el tráfico es transferido de la esclava a la maestra, se alternan a la velocidad de salto. Preferiblemente, se utiliza una mayor velocidad de salto con el fin de obtener inmunidad contra elementos que generan interferencia que comparten el espectro. Una elevada velocidad de salto genera intervalos cortos y paquetes pequeños.

2 La maestra controla el acceso al canal. Un método de acceso distribuido, como el acceso múltiple por detección de portadora, no se puede utilizar debido al rápido salto del canal; el tiempo de permanencia en una frecuencia de salto de RF es demasiado corto para llevar a cabo un esquema de acceso basado en conflictos efectivo. Por otra parte, los esquemas de acceso reservado como TDMA no son adecuados para conexiones de datos con conmutación de paquetes. Por lo tanto, se utiliza un esquema de interrogación que está completamente controlado por la maestra de la red pequeña. En cualquier momento del tiempo, una maestra puede seleccionar cualquiera de las esclavas que participan en el canal para enviarle datos en el intervalo de maestra-a-esclava. No obstante, sólo la esclava a la que se dirige la maestra en el intervalo de maestra-a-esclava puede responder en el intervalo de esclava-a-maestra que tiene éxito. En este esquema, la maestra selecciona una esclava en el intervalo de maestra-a-esclava para enviarle datos y de la cual puede recibir datos. Como resultado, se evitan conflictos entre esclavas que quieren enviar información a la maestra al mismo tiempo. Cuando la maestra envía información a la esclava X, esto implica implícitamente que la esclava X puede responder en el siguiente intervalo de esclava-a-maestra. La esclava es implícitamente interrogada por la maestra. Si la maestra no tiene datos para enviar, puede enviar un paquete de “interrogación” específico para dar a la esclava una oportunidad de responder. Un paquete de interrogación es un paquete muy pequeño que no transporta datos. El esquema de direccionamiento en el sistema se lleva a cabo como sigue. Cada unidad tiene una única identidad que es, por ejemplo, derivada del espacio de direccionamiento de IEEE 802 de 48 bits. La identidad de la maestra se utiliza para formar la secuencia de FH utilizada por el canal en la red pequeña. Cada paquete es precedido por un preámbulo que es también derivado de la identidad de la maestra. Este preámbulo es utilizado por todas las unidades que participan en la red pequeña con el fin de identificar si existe un paquete en el intervalo, y si es así, si el paquete pertenece a esta red pequeña. Dado que muchas redes pequeñas de salto de frecuencia no coordinadas pueden estar situadas en el mismo lugar, ocasionalmente puede suceder que se encuentren en la misma frecuencia de salto. El preámbulo evita que los usuarios de una red pequeña acepten paquetes que pertenecen a otra red pequeña. La dirección de la maestra por lo tanto identifica la red pequeña (o el canal) y puede verse como un identificador de canal.

3 Para distinguir entre los diferentes participantes en la red pequeña, se utiliza una dirección de Medium Access Control (MAC – Control de Acceso a Medio) para longitud corta que es temporalmente asignada por la maestra a la esclava cuando la esclava está conectada a la red pequeña. La dirección de MAC está situada en la cabecera del paquete. La maestra utiliza la dirección de MAC adecuada para direccionar a una esclava. El tamaño de la dirección de MAC es preferiblemente pequeño con el fin de minimizar la información suplementaria en la cabecera del paquete. Como se ha mencionado anteriormente, el sistema preferiblemente utiliza una velocidad de salto rápida. Como resultado, el paquete sólo puede ser corto y la cantidad de información suplementaria (incluyendo la dirección de MAC) debe ser minimizada. No obstante, el uso sólo de una dirección de MAC de corta longitud limita el número de esclavas que pueden participar simultáneamente en el canal. Las esclavas que no tienen que intercambiar una gran cantidad de información que puede estar situadas en un modo de baja potencia llamado de MANTENIMIENTO. Cuando la esclava está en el modo de MANTENIMIENTO, no participa en el canal. Ni transmite ni recibe datos, pero mantiene su reloj corriendo (de manera que permanece sincronizada con el canal de FH), y conserva su dirección de MAC. Al final de un intervalo de MANTENIMIENTO (la duración del cual está acordada tanto por la maestra como por la esclava antes de entrar en el modo de MANTENIMIENTO), la esclava abandona el modo de MANTENIMIENTO y participa en el canal como antes. Las unidades que desean permanecer bloqueadas en el canal pueden entrar en el modo de MANTENIMIENTO para ahorrar consumo de potencia. No obstante, puesto que conservan sus direcciones de MAC, las unidades que rara vez participan en el canal deniegan el acceso a otras unidades puesto que el espacio de la dirección de MAC es limitado. Este ineficiente uso de las direcciones de MAC es más que un problema en los sistemas de FH descritos en los cuales la dirección de MAC es corta (para minimizar la información suplementaria), lo que hace que sólo unas pocas esclavas puedan participar en el canal. En US-A-5 297 144 se describe una red de comunicaciones de datos inalámbrica que tiene varios usuarios que se comunican desde estaciones remotas individuales con una estación central sobre un único canal óptico-infrarrojo utilizando un protocolo de comunicaciones de acceso múltiple basado en conflicto de dos etapas. Durante la primera etapa del protocolo de interrogación basado en reserva, la estación central proporciona una señal de sincronización a las estaciones remotas para definir el inicio de un “periodo de petición de reserva”, y asigna intervalos de tiempo fijos

durante los cuales cualquier estación remota que tenga un mensaje de datos que transmitir puede pedir acceso y reservar una porción de un canal para sus mensajes de datos. Durante la segunda etapa o “periodo de transferencia de datos interrogados”, la estación central interroga sólo a las estaciones remotas que tienen un mensaje de datos que transmitir y que han pedido acceso al canal. En respuesta a la interrogación, las estaciones remotas interrogadas transmiten su mensaje de datos en sus intervalos de datos previamente reservados.

COMPENDIO

Es por lo tanto un objeto de la presente invención...

1. Un método de funcionamiento de un sistema con salto de frecuencia que comprende una unidad maestra inalámbrica y una o más unidades esclavas inalámbricas que comparten un canal, al acceso al cual es controlado por la unidad maestra inalámbrica, en el que cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas tiene un identificador único y el sistema incluye un modo de función de aparcamiento, comprendiendo el método la etapa de que la unidad maestra inalámbrica asigne una dirección de Medium Access Control (MAC – Control de Acceso a Medio) de longitud corta para cada citada unidad esclava inalámbrica cuando se conecta al canal para su uso por la unidad maestra inalámbrica con el fin de direccionar cada citada unidad esclava, en el que cuando entran en el modo de función de aparcamiento la una o más unidades esclavas abandonan cualquier dirección de MAC asignada previamente, y comprendiendo también el método, para permitir que una citada unidad esclava inalámbrica en el modo de función de aparcamiento indique su intención de activarse a la unidad maestra inalámbrica, las etapas de:

definir una serie de intervalos de tiempo que comprenden ocurrencias alternantes de un intervalo de tiempo de maestra-a-esclava y un intervalo de tiempo de esclava-a-maestra, en el que cada uno de los intervalos de tiempo de esclava-a-maestra comprende una pluralidad de sub-intervalos de esclava-a-maestra; asignar un único número de respuesta de la unidad maestra inalámbrica cuando entra en el modo de función de aparcamiento; emitir un paquete de control de interrogación (601) para cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas a intervalos fijos durante un intervalo de tiempo de maestra-a-esclava desde la unidad maestra inalámbrica; para al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas que desea activarse, transmitir un paquete (603) a la unidad maestra inalámbrica durante un sub-intervalo de esclava-a maestra que tiene lugar N intervalos después del paquete de control de interrogación, en el que N es una función del único número de respuesta de la al menos una o más unidades esclavas inalámbricas.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende también la etapa de para la citada al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas, detectar si ha tenido lugar alguna actividad de la maestra en el intervalo de tiempo de maestra-aesclava inmediatamente precedente al sub-intervalo de esclava-a-maestra que ocurre N sub-intervalos de esclava-a-maestra después del paquete de control de interrogación, y en el que la etapa de transmitir el paquete a la unidad maestra inalámbrica durante un sub-intervalo de esclava-a-maestra se lleva a cabo sólo si no se ha detectado actividad en el intervalo de tiempo de maestra-a-esclava inmediatamente precedente al sub-intervalo de esclava-a-maestra que tiene lugar N sub-intervalos de esclava-amaestra después del paquete de control de interrogación.

3. El método de la reivindicación 1, que comprende también la etapa de:

en la unidad maestra inalámbrica, recibir el paquete de al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas; y en la unidad maestra inalámbrica, determinar cuál de las una o más unidades esclavas inalámbricas transmitió el paquete determinando en qué sub-intervalo de esclava-a-maestra fue recibido el paquete, con respecto al intervalo de tiempo de maestra-a-esclava durante el cual fue emitido el paquete de control de interrogación.

4. El método de la reivindicación 3, que comprende también las etapas de:

en la unidad maestra inalámbrica, emitir un paquete de control de paginación

(605) al menos a una de las una o más unidades esclavas inalámbricas, en el que el paquete de control de interrogación incluye el único identificador de al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas y una dirección temporal para su posterior uso en paginar la al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de asignar un único número de respuesta a cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas comprende: en la unidad maestra inalámbrica, registrar el único identificador para cada una

de las unidades esclavas inalámbricas;

asociar un único número de respuesta con cada uno de los identificadores

únicos registrados; y

transmitir números de respuesta únicos a las respectivas unidades esclavas

inalámbricas que tienen los identificadores únicos.

6. El método de la reivindicación 1, en el que el paquete de control de interrogación es un tipo de paquete de control, en el que los paquetes de control tienen una porción de cabecera que incluye una dirección temporal predefinida que nunca es asignada a ninguna de las una o más unidades esclavas inalámbricas del sistema.

7. El método de la reivindicación 4, en el que cada uno de los sub-intervalos de esclava-a-maestra es un semi-intervalo.

8. Un sistema con salto de frecuencia que comprende:

una unidad maestra inalámbrica; y una o más unidades esclavas inalámbricas adaptadas para compartir un canal, el acceso al cual está controlado por la unidad maestra inalámbrica, en el que cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas tiene un único identificador y caracterizado porque: el sistema incluye un modo de función de aparcamiento y está adaptado para asignar una dirección de Medium Access Control (MAC – Control de Acceso a Medio) de longitud corta para cada citada unidad esclava inalámbrica cuando se conecta al canal para su uso por la unidad maestra inalámbrica para direccionar cada citada unidad esclava, en el que cuando entran en el modo de función de aparcamiento las una o más unidades esclavas activas están adaptadas para abandonar cualquier dirección de MAC previamente asignada, y porque:

la unidad maestra inalámbrica comprende:

medios para definir una serie de intervalos de tiempo que comprenden ocurrencias alternantes de intervalo de tiempo de maestra-a-esclava e intervalo

20 de tiempo de esclava-a-maestra, en el que cada uno de los intervalos de tiempo de esclava-a-maestra comprende una pluralidad de sub-intervalos de esclava-a-maestra; medios para asignar un único número de respuesta de la unidad maestra inalámbrica a cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas cuando entran en el modo de función de aparcamiento; y medios para transmitir un paquete de control de interrogación (601) para cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas a intervalos fijos durante un intervalo de tiempo de maestra-a-esclava; y

cada una de las unidades esclavas inalámbricas comprende: un medio para transmitir un paquete (603) a la unidad maestra inalámbrica durante un sub-intervalo de esclava-a-maestra que tiene lugar N sub-intervalos de esclava-amaestra después del paquete de control de interrogación, en el que N es una función del único número de respuesta de las al menos una o más unidades esclavas inalámbricas, por lo que una citada unidad esclava inalámbrica en el modo de aparcamiento puede indicar su intención de activarse a la unidad maestra inalámbrica.

9. El sistema de la reivindicación 8, en el que:

cada una de las unidades esclavas inalámbricas comprende también medios para detectar si ha tenido lugar alguna actividad de la maestra en el intervalo de tiempo de maestra-a-esclava inmediatamente precedente al sub-intervalo de esclava-a-maestra que tiene lugar N sub-intervalos de esclava-a-maestra después del paquete de control de interrogación, y en el que el medio para transmitir el paquete a la unidad maestra inalámbrica durante un sub-intervalo de esclava-a-maestra funciona sólo si no se ha detectado ninguna actividad de la maestra en el intervalo de tiempo de maestra-a-esclava inmediatamente precedente al sub-intervalo de esclava-amaestra que tiene lugar N sub-intervalos de esclava-a-maestra después del paquete de control de interrogación.

10. El sistema de la reivindicación 8, en el que la unidad maestra inalámbrica comprende también:

21 un medio para recibir el paquete de al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas; y un medio para determinar cuál de las una o más unidades esclavas inalámbricas transmitió el paquete determinando en qué sub-intervalo de esclava-a-maestra fue recibido el paquete, con respecto al intervalo de tiempo de maestra-a-esclava que el paquete de control de interrogación emitió.

11. El sistema de la reivindicación 10, en el que la unidad maestra inalámbrica comprende también:

un medio para emitir un paquete de control de interrogación (605) al menos a una de las una o más unidades esclavas inalámbricas, en el que el paquete de control de paginación incluye el identificador único de al menos una de las una

o más unidades esclavas inalámbricas y una dirección temporal para su uso posterior en la paginación de al menos una de las una o más unidades esclavas inalámbricas.

12. El sistema de la reivindicación 8, en el que en la unidad maestra inalámbrica, el medio para asignar un único número de respuesta a cada una de las una o más unidades esclavas inalámbricas comprende:

un medio para registrar el identificador único para cada una de las unidades esclavas inalámbricas; un medio para asociar un número de respuesta único con cada uno de los identificadores únicos registrados; y un medio para transmitir números de respuesta únicos a las unidades esclavas inalámbricas respectivas que tienen los identificadores únicos.

13. El sistema de la reivindicación 8, en el que el paquete de control de interrogación es un tipo de paquete de control, en el que los paquetes de control tienen una porción de cabecera que incluye una dirección temporal predefinida que nunca es asignada a ninguna de las una o más unidades esclavas inalámbricas del sistema.

14. El sistema de la reivindicación 8, en el que cada uno de los sub-intervalos de esclava-a-maestra es un semi-intervalo.