ESQUEMA DE INTERCAMBIO DE MENSAJES PARA COMUNICACIONES INALÁMBRICAS ASÍNCRONAS.

Un procedimiento de comunicación inalámbrica, que comprende: transmitir (206,

710), por un primer nodo inalámbrico (104A), una solicitud (408) para transmitir datos; recibir (712) una autorización (418) que programa la transmisión de datos solicitada; y transmitir (210, 716), en respuesta a la autorización, una confirmación (420) que comprende información referida a una planificación de transmisión de datos, en el cual dicha información en dicha confirmación (420) incluye uno o más parámetros de la transmisión planificada de datos, a fin de permitir a los nodos inalámbricos vecinos (104B) determinar si planifican o no, y cómo, sus propias transmisiones o recepciones

ANTECEDENTES

Campo

La presente solicitud se refiere, en general, a la comunicación inalámbrica y, más específicamente pero no exclusivamente, al control de acceso al medio para un sistema inalámbrico asíncrono. 5

Antecedentes

Pueden emplearse diversas topologías de red para establecer la comunicación inalámbrica. Por ejemplo, puede desplegarse una red de área amplia, una red de área local o algún otro tipo de red, según las capacidades particulares de comunicación inalámbrica que se necesiten para una aplicación dada.

Una red inalámbrica de área amplia es habitualmente un despliegue planificado dentro de una banda de frecuencia 10 licenciada. Tal red puede diseñarse para optimizar la eficiencia espectral y la calidad del servicio a fin de dar soporte a un gran número de usuarios. Una red celular es un ejemplo de una red inalámbrica de área amplia.

Una red inalámbrica de área local se despliega a menudo sin planificación centralizada. Por ejemplo, tal red puede desplegarse de manera ad hoc en un espectro no licenciado. En consecuencia, este tipo de red puede usarse para dar soporte a un único usuario o a un número pequeño de usuarios. Una red Wi-Fi (es decir, una red basada en el estándar IEEE 15 802.11) es un ejemplo de una red inalámbrica de área local.

En la práctica, cada una de las redes anteriores tiene diversas desventajas, debido a las concesiones que deben hacerse para brindar un tipo dado de servicio. Por ejemplo, debido a la complejidad de la planificación centralizada, el establecimiento de una red inalámbrica de área amplia puede ser relativamente caro y consumir mucho tiempo. Por tanto, tal esquema puede no adaptarse bien a despliegues en un “punto caliente”. Por otra parte, una red ad-hoc tal como Wi-Fi puede 20 no alcanzar el mismo nivel de eficiencia espacial (bits / área unitaria) que una red planificada. Además, para compensar la interferencia potencial entre nodos en la red, una red Wi-Fi puede emplear técnicas de mitigación de interferencia, tales como el acceso múltiple con detección de portadora. Tales técnicas de mitigación de interferencia, sin embargo, pueden llevar a una mala utilización y a proporcionar un control limitado de fidelidad, y pueden ser susceptibles a nodos ocultos y expuestos.

Se llama la atención adicional al documento WO 2005 / 107292, que proporciona una técnica de programación que 25 permite a los nodos individuales en una red de comunicación inalámbrica determinar independientemente sus propios programas de comunicación. Los nodos de comunicación en la red de comunicación inalámbrica están asociados a uno o más nodos de comunicación compatible, a través de enlaces de comunicación esencialmente no competitivos, en donde los enlaces de comunicación dentro de un grupo de nodos de comunicación compatible son esencialmente no interferentes. Cada nodo intercambiará información de programación con los diversos nodos de comunicación compatible, y determinará el 30 programa de comunicación para comunicaciones futuras con esos nodos de comunicación compatible. Este programa de comunicación puede dictar cuándo se recibe o se envía la información a un nodo de comunicación compatible durante una oportunidad de transmisión dada. También se llama la atención al documento US 2005 / 0282494, que describe un dispositivo de comunicaciones inalámbricas que incluye una primera radio y una segunda radio. La primera radio recibe información con respecto a una red inalámbrica de malla ad-hoc desde al menos un dispositivo remoto. La segunda radio intercambia datos de 35 usuario con la red inalámbrica de malla ad-hoc. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas también incluye un almacén temporal y un planificador. El almacén temporal almacena datos de usuario para su transmisión a uno o más dispositivos remotos en la red inalámbrica de malla ad-hoc. El planificador programa transmisiones por la segunda radio de los datos de usuario en base a la información recibida. Las radios primera y segunda pueden emplear diversas tecnologías de comunicaciones. Los ejemplos de tales tecnologías incluyen Bluetooth, la red inalámbrica de área local (WLAN) y la banda 40 ultra ancha (UWB). La información recibida del dispositivo remoto puede incluir uno o más de lo siguiente: información de configuración (p. ej., información de topología) correspondiente a la red inalámbrica de malla ad-hoc; información de encaminamiento; e información con respecto a capacidades de comunicación de uno o más nodos dentro de la red inalámbrica de malla ad-hoc.

RESUMEN 45

Según la presente invención, se proporcionan un procedimiento de comunicación inalámbrica, según se expone en la reivindicación 1, un aparato para la comunicación inalámbrica, según se expone en la reivindicación 20 y un producto de programa de ordenador, según se expone en la reivindicación 39. Las realizaciones de la invención se reivindican en las reivindicaciones subordinadas.

La revelación se refiere en algunos aspectos al control de acceso al medio inalámbrico que da soporte a la 50 comunicación asíncrona. Aquí, distintos conjuntos de nodos (p. ej., un nodo transmisor y un nodo receptor que están asociados para comunicarse entre sí) pueden comunicarse de manera asíncrona con respecto a otros conjuntos de nodos. Así, la temporización y duración de una transmisión para un conjunto dado de nodos pueden definirse independientemente de

la temporización y duración de una transmisión para un conjunto distinto de nodos.

La revelación también se refiere en algunos aspectos al control de acceso al medio inalámbrico que da soporte a transmisiones inalámbricas solapadas. Aquí, un conjunto de nodos puede programar una transmisión en base a la consideración de una transmisión actual o futura por uno o más nodos vecinos. Esta consideración puede implicar, por ejemplo, definir parámetros de transmisión adecuados, tales como la velocidad de transmisión, la tasa de código y el tiempo 5 de transmisión, para garantizar que la transmisión no interferirá indebidamente con otros nodos y que será recibida de manera fiable en el nodo receptor asociado.

En algunos aspectos, un nodo analiza mensajes de control transmitidos por otro nodo para determinar si solicita o programa una transmisión. Por ejemplo, un primer nodo puede transmitir un mensaje de control (p. ej., una autorización o confirmación) que indica el momento de una transmisión programada, así como la potencia relativa de transmisión del primer 10 nodo. Un segundo nodo que recibe este mensaje de control puede determinar por el mismo, en base al nivel de potencia del mensaje recibido y la velocidad y duración de la transmisión programada, si la transmisión por el segundo nodo, afectaría o no, y en qué medida, o si la recepción en el segundo nodo sería afectada o no, y en qué medida, por la transmisión programada del primer nodo. Por ejemplo, un nodo transmisor puede determinar si iniciar o no una solicitud para transmitir a un nodo receptor, en base a si la transmisión deseada interferirá o no con la recepción en un nodo que está cerca del nodo 15 transmisor. De manera similar, un nodo receptor puede determinar si emitir o no un mensaje de autorización para programar la transmisión solicitada, en base a si la transmisión en cuestión puede o no ser recibida de manera fiable a la vista de cualquier transmisión planificada por uno o más nodos que estén cerca del nodo receptor.

En algunos aspectos una transmisión programada puede dividirse en varios segmentos, donde se define un periodo de tiempo entre cada segmento para la recepción y transmisión de mensajes de control. En el caso de que la condición del 20 canal de transmisión o la condición de interferencia haya cambiado de alguna manera, el nodo transmisor puede así recibir información de control que lo indica, a fin de que el nodo transmisor pueda adaptar uno o más parámetros de transmisión para los segmentos subsiguientes. Además, en el caso de que no haya necesidad de transmitir datos durante uno o más segmentos previamente programados, el nodo transmisor puede recibir información de control que indica que la actual oportunidad de transmisión puede acabarse. También en este momento, el nodo transmisor puede transmitir información de 25 control a los nodos vecinos para mantenerlos informados en cuanto a si habrá o no algún segmento subsiguiente y, en ese caso, en cuanto a los parámetros de transmisión a usar para los segmentos subsiguientes.

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1. Un procedimiento de comunicación inalámbrica, que comprende:

transmitir (206, 710), por un primer nodo inalámbrico (104A), una solicitud (408) para transmitir datos;

recibir (712) una autorización (418) que programa la transmisión de datos solicitada; y

transmitir (210, 716), en respuesta a la autorización, una confirmación (420) que comprende información referida a una 5 planificación de transmisión de datos,

en el cual dicha información en dicha confirmación (420) incluye uno o más parámetros de la transmisión planificada de datos, a fin de permitir a los nodos inalámbricos vecinos (104B) determinar si planifican o no, y cómo, sus propias transmisiones o recepciones.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: 10

determinar (708) si se transmite o no la solicitud (408), en base a una determinación de si la transmisión de datos interferiría o no con la recepción en un segundo nodo inalámbrico durante un periodo (422) de tiempo de transmisión planificada.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

emitir la solicitud para transmitir datos en base a si la transmisión de datos interferirá o no con la recepción en un 15 segundo nodo inalámbrico.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente:

recibir (702) información que indica la recepción planificada de datos en el segundo nodo inalámbrico; y

definir (704) un estado de restricciones de transmisión en base a la información recibida;

en el cual la solicitud para transmitir datos se emite en base al estado de restricciones de transmisión. 20

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el cual el estado de restricciones de transmisión comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, margen de recepción y una indicación de potencia de señal recibida asociada a una autorización o un acuse de recibo.

6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el cual el estado de restricciones de transmisión se usa para determinar entre 25 abstenerse o no de enviar una solicitud para transmitir, retardar el envío de una solicitud para transmitir, ajustar un periodo de tiempo de transmisión, o solicitar transmitir a un nivel reducido de potencia.

7. El procedimiento de la reivindicación 4, en el cual:

la información recibida comprende una autorización (416A) generada por el segundo nodo inalámbrico en respuesta a otra solicitud para transmitir; y 30

la autorización (416A) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, potencia de transmisión, una cantidad de bits de redundancia a transmitir, tasa de código, razón esperada de canal a interferencia, margen de recepción; y una señal piloto.

8. El procedimiento de la reivindicación 4, en el cual: 35

la información recibida comprende un acuse de recibo (428) generado por el segundo nodo inalámbrico para acusar recibo de datos transmitidos; y

el acuse de recibo (428) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, potencia de transmisión, una cantidad de bits de redundancia a transmitir, tasa de código, razón esperada de canal a interferencia, margen de recepción y una señal 40 piloto.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

recibir un mensaje de utilización de recursos que comprende al menos entre el grupo que consiste en: un nivel de reducción deseada de interferencia, un recurso a liberar, y una indicación de un grado en el cual la recepción en un

nodo inalámbrico receptor no está satisfaciendo un nivel deseado de calidad de servicio; y

determinar, en base al mensaje de utilización de recursos, si se limita o no la solicitud para transmitir datos.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el cual la determinación de si se limita o no la solicitud para transmitir datos comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: abstenerse de enviar una solicitud para transmitir, solicitar transmitir en un momento posterior, retardar una solicitud para transmitir, determinar un periodo de tiempo de transmisión, y solicitar 5 transmitir a un nivel de potencia reducido.

11. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente realizar, en respuesta al mensaje recibido de utilización de recursos, al menos uno entre el grupo que consiste en: cambiar una velocidad a la cual se transmiten las solicitudes, abstenerse de transmitir solicitudes hasta que un mensaje de utilización de recursos de un receptor asociado indique un mayor grado de desventaja que el mensaje recibido de utilización de recursos, cambiar una longitud de un periodo 10 de tiempo de transmisión programada, cambiar un delta de potencia de transmisión, y modificar un conjunto de reglas relativas a un grado en el cual las transmisiones pueden interferir con la recepción por un segundo nodo inalámbrico.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

definir (714) al menos un parámetro de transmisión en base a la autorización (418).

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el cual la autorización (418) comprende al menos uno entre el grupo que 15 consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, potencia de transmisión, una cantidad de bits de redundancia a transmitir, tasa de código, razón esperada de canal a interferencia, margen de recepción y una señal piloto.

14. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la programación de la transmisión de datos solicitada se base en una determinación de si un segundo nodo inalámbrico será o no capaz de recibir los datos a transmitir de manera sostenible, 20 teniendo en consideración las transmisiones potenciales por otros nodos inalámbricos.

15. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la confirmación (420) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, delta de potencia de transmisión, formato de paquetes y una señal piloto.

16. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual: 25

conjuntamente con la transmisión de datos programada, los datos se transmiten durante una pluralidad de segmentos temporales (424A, 424B) definidos dentro de un periodo (422) de tiempo de transmisión programada; y

al menos un intervalo temporal (426) para la transmisión o recepción de información de control está temporalmente situado entre los segmentos temporales.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual: 30

la información de control comprende al menos un acuse de recibo (428) que acusa recibo de los datos transmitidos durante los segmentos temporales; y

dicho(s) acuse(s) de recibo (428) comprende(n) al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, tiempo de finalización de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, periodo de tiempo de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, 35 potencia de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, una cantidad de bits de redundancia a transmitir para al menos uno de los segmentos temporales, tasa de código para al menos uno de los segmentos temporales, razón esperada de canal a interferencia para al menos uno de los segmentos temporales, margen de recepción y una señal piloto.

18. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual: 40

la información de control comprende al menos una confirmación (430) transmitida durante al menos un intervalo temporal; y

dicha(s) confirmación(es) (430) comprenden al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, tiempo de finalización de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, periodo de tiempo de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, 45 delta de potencia de transmisión, formato de paquetes y una señal piloto.

19. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual:

la solicitud (408) y la confirmación (420) se transmiten, y la autorización (418) se recibe por un canal (402) de control;

los datos se transmiten por un canal (406) de datos;

los canales de control y de datos están multiplexados por división de frecuencia dentro de una banda de frecuencia común; y

el canal de control está asociado a una pluralidad de bandas de subfrecuencia que están intercaladas dentro de la 5 banda de frecuencia común.

20. Un aparato para comunicación inalámbrica, formando dicho aparato un primer nodo inalámbrico (104A), que comprende:

medios para transmitir, por dicho primer nodo inalámbrico (104A), una solicitud (408) para transmitir datos;

medios para recibir una autorización (418) que planifica la transmisión de datos solicitada;

y 10

medios para transmitir, en respuesta a la autorización, una confirmación (420) que comprende información referida a una planificación de transmisión de datos,

en el cual dicha información en dicha confirmación incluye uno o más parámetros de la transmisión de datos planificada, a fin de permitir a los nodos inalámbricos vecinos (104B) determinar si planifican o no, y cómo, sus propias transmisiones o recepciones. 15

21. El aparato de la reivindicación 20, que comprende adicionalmente:

medios para determinar (1518) si se transmite o no la solicitud (408), en base a una determinación de si la transmisión de datos interferiría o no con la recepción en un segundo nodo inalámbrico durante un periodo (422) de tiempo de transmisión planificada.

22. El aparato de la reivindicación 20, que comprende adicionalmente: 20

medios para emitir (1514) la solicitud para transmitir datos en base a si la transmisión de datos interferiría o no con la recepción en un segundo nodo inalámbrico.

23. El aparato de la reivindicación 22, en el cual:

los medios para recibir están adicionalmente adaptados para recibir información que indica la recepción planificada de datos en el segundo nodo inalámbrico; 25

el aparato comprende adicionalmente medios para definir un estado (512) de restricciones de transmisión en base a la información recibida; y

la solicitud (408) para transmitir datos se emite en base al estado de restricciones de transmisión.

24. El aparato de la reivindicación 23, en el cual el estado de restricciones de transmisión comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de 30 transmisión, margen de recepción y una indicación de potencia de señal recibida asociada a una autorización o un acuse de recibo.

25. El aparato de la reivindicación 23, en el cual el estado de restricciones de transmisión se usa para determinar entre abstenerse o no de enviar una solicitud para transmitir, retardar el envío de una solicitud para transmitir, ajustar un periodo de tiempo de transmisión, o solicitar transmitir a un nivel de potencia reducido. 35

26. El aparato de la reivindicación 23, en el cual:

la información recibida comprende una autorización (414A) generada por el segundo nodo inalámbrico en respuesta a otra solicitud para transmitir; y la autorización (414A) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, potencia de transmisión, una cantidad de bits de redundancia a transmitir, tasa de código, razón esperada de canal a interferencia, 40 margen de recepción y una señal piloto.

27. El aparato de la reivindicación 23, en el cual:

la información recibida comprende un acuse de recibo (438) generado por el segundo nodo inalámbrico para acusar recibo de datos transmitidos; y

el acuse de recibo (438) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, potencia de transmisión, una cantidad de bits de redundancia a transmitir, tasa de código, razón esperada de canal a interferencia, margen de recepción y una señal piloto.

28. El aparato de la reivindicación 20, en el cual: 5

el medio para recibir está adicionalmente adaptado para recibir un mensaje de utilización de recursos que comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: un nivel de reducción deseada de interferencia, un recurso a liberar, y una indicación de un grado en el cual la recepción en un nodo inalámbrico receptor no está satisfaciendo un nivel deseado de calidad de servicio; y

el aparato comprende adicionalmente medios para determinar, en base al mensaje de utilización de recursos, si se 10 limita o no la solicitud para transmitir datos.

29. El aparato de la reivindicación 28, en el cual la determinación de si se limita o no la solicitud para transmitir datos comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: abstenerse de enviar una solicitud para transmitir, solicitar transmitir en un momento posterior, retardar una solicitud para transmitir, determinar un periodo de tiempo de transmisión y solicitar transmitir a un nivel de potencia reducido. 15

30. El aparato de la reivindicación 28, en el cual el medio para determinar está adicionalmente adaptado para realizar, en respuesta al mensaje de utilización de recursos recibido, al menos uno entre el grupo que consiste en: cambiar una velocidad a la cual se transmiten las solicitudes, abstenerse de transmitir solicitudes hasta que un mensaje de utilización de recursos de un receptor asociado indique un mayor grado de desventaja que el mensaje de utilización de recursos recibido, cambiar una longitud de un periodo de tiempo de transmisión planificada, cambiar un delta de potencia de transmisión, y modificar un 20 conjunto de reglas referidas a un grado en el cual las transmisiones pueden interferir con la recepción por un segundo nodo inalámbrico.

31. El aparato de la reivindicación 20, que comprende adicionalmente:

medios para definir (1510) al menos un parámetro de transmisión en base a la autorización.

32. El aparato de la reivindicación 31, en el cual la autorización (418) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: 25 tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, potencia de transmisión, una cantidad de bits de redundancia a transmitir, tasa de código, razón esperada de canal a interferencia, margen de recepción y una señal piloto.

33. El aparato de la reivindicación 20, en el cual la programación de la transmisión de datos solicitada se basa en una determinación de si un segundo nodo inalámbrico será o no capaz de recibir los datos a transmitir de manera sostenible, 30 teniendo en consideración las potenciales transmisiones por otros nodos inalámbricos.

34. El aparato de la reivindicación 20, en el cual la confirmación (420) comprende al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión, tiempo de finalización de transmisión, periodo de tiempo de transmisión, delta de potencia de transmisión, formato de paquetes y una señal piloto.

35. El aparato de la reivindicación 20, en el cual: 35

conjuntamente con la transmisión de datos planificada, los datos se transmiten durante una pluralidad de segmentos temporales (424A, 424B) definidos dentro de un periodo (422) de tiempo de transmisión planificada; y

al menos un intervalo temporal (426) para la transmisión o recepción de información de control está temporalmente situado entre los segmentos temporales.

36. El aparato de la reivindicación 35, en el cual: 40

la información de control comprende al menos un acuse de recibo (428) que acusa recibo de los datos transmitidos durante los segmentos temporales; y

dicho(s) acuse(s) de recibo (428) comprende(n) al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, tiempo de finalización de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, periodo de tiempo de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, 45 potencia de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, una cantidad de bits de redundancia a transmitir para al menos uno de los segmentos temporales, tasa de código para al menos uno de los segmentos temporales, razón esperada de canal a interferencia para al menos uno de los segmentos temporales, margen de recepción y una señal piloto.

37. El aparato de la reivindicación 35, en el cual:

la información de control comprende al menos una confirmación (430) transmitida durante al menos un intervalo temporal; y

dicha(s) confirmación(es) (430) comprende(n) al menos uno entre el grupo que consiste en: tiempo de inicio de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, tiempo de finalización de transmisión para al menos uno 5 de los segmentos temporales, periodo de tiempo de transmisión para al menos uno de los segmentos temporales, delta de potencia de transmisión, formato de paquetes y una señal piloto.

38. El aparato de la reivindicación 20, en el cual:

la solicitud (408) y la confirmación (420) se transmiten, y la autorización (418) se recibe, por un canal (402) de control;

los datos se transmiten por un canal (406) de datos; 10

los canales de control y de datos se multiplexan por división de frecuencia dentro de una banda de frecuencia común; y

el canal de control está asociado a una pluralidad de bandas de subfrecuencia que están intercaladas dentro de la banda de frecuencia común.

39. Un producto de programa de ordenador para comunicación inalámbrica, que comprende: 15

un medio legible por ordenador que comprende códigos ejecutables por al menos un nodo inalámbrico adaptado para llevar a cabo las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.