SEÑALIZACIÓN DE MAC DE IEEE 802.11 PARA SOPORTAR QOS.

Controlador híbrido, HC, para un sistema (100) de comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.

11 que soporta mejoras de calidad de servicio, QoS, que comprende: una entidad (202) de gestión de estación, SME, dentro del HC; y una entidad (201) de gestión de subcapa de control de acceso a medios, MAC, MLME, dentro del HC y acoplada en comunicación tanto a la SME como a las MLME para estaciones (106, 109) inalámbricas, WSTA, que participan en el sistema de (100) comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11, en el que la SME dentro del HC genera una primitiva de petición para la transmisión a la MLME dentro del HC, caracterizado porque la SME dentro del HC está dispuesta para, en respuesta a un cambio planificado para una de las WSTA participantes, generar una primitiva de petición para la transmisión a la MLME dentro del HC, conteniendo la primitiva de petición una dirección para una de las WSTA participantes y un elemento de planificación que especifica la planificación para la WSTA

Señalización de MAC de IEEE 802.11 para soportar QoS.

La presente invención se refiere en general a un sistema de comunicaciones de datos inalámbrico y, más en particular, a garantizar la calidad de servicio (QoS) en sistemas de comunicaciones de datos inalámbricos.

En la actualidad, las redes de área local inalámbricas (WLAN) para comunicaciones de datos se implementan más frecuentemente según la norma 802.11 de 1999 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), a menudo denominadas "fidelidad inalámbrica" o "WiFi". Actualmente, varios grupos de trabajo están desarrollando modificaciones y extensiones de la norma para diversos fines. En particular, el grupo de trabajo de mejoras de control de acceso al medio (MAC) (Grupo de trabajo E) del grupo de trabajo de IEEE 802.11 está trabajando para incorporar calidad de servicio (QoS) a redes de área local inalámbricas para entrega de alta calidad de vídeo, voz y multimedia (véase IEEE 802.11e QoS borrador D3.3).

En el modo de función de coordinación distribuida (DCF) en el periodo de contención (CP) de cada supertrama, los sistemas de IEEE 802.11 emplean un esquema de acceso de contención basado en acceso múltiple de detección de portadora con evitación de colisión (CSMA/CA), un protocolo de acceso aleatorio que no es particularmente adecuado para tráfico sensible al tiempo. En el modo de función de coordinación puntual (PCF) durante el periodo libre de contención (CFP) opcional de cada supertrama, los sistemas de IEEE 802.11 emplean un mecanismo de acceso de interrogación con un coordinador puntual (PC), normalmente ubicado junto con el punto de acceso (AP), para proporcionar control centralizado sobre la asignación de ancho de banda.

Para soportar aplicaciones de QoS, IEEE 802.11e añade un nuevo modo denominado función de coordinación híbrida (HCF). HCF combina dos mecanismos de acceso: Una función de coordinación distribuida mejorada (EDCF) basada en CSMA/CA y que proporciona control diferenciado (basado en prioridad) de acceso al medio para estaciones que soportan QoS (QSTA) y un modo basado en interrogación en el que un controlador híbrido (HC), normalmente ubicado junto con el punto de acceso que soporta QoS (QAP), utiliza la prioridad de acceso al medio más alta y la interrogación para proporcionar planificación centralizada tanto durante los periodos CP como CFP basándose en tráfico y en los requisitos de QoS de cada conexión activa.

El control de acceso al medio a través de planificación centralizada e interrogación en lugar de acceso aleatorio facilita la comunicación entre iguales y proporciona a las estaciones notificación por anticipado de la transmisión y recepción esperadas. Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de mejoras para la planificación en control de acceso a medios mejorado con calidad de servicio. El documento "Shankar S et al: "QoS Signaling for Parameterized Traffic in IEEE 802.11e Wireless LANs" ADVANCED INTERNET SERVICES AND APPLICATIONS. FIRST INTERNATIONAL WORKSHOP, AISA 2002, 1-2 de agosto de 2002, páginas 67-83, XP001188291 Seúl, Corea del Sur ISBN: 3-540-43968-4" describe señalización de QoS para una red inalámbrica según IEEE 802.11e. Se analizan operaciones de MAC. Se describe la señalización de MAC, en particular, la señalización dentro de STA, entre la SME y la MLME. Puede añadirse un flujo de tráfico a través de un conjunto de primitivas de SAP. La petición MLME-ADDTS se envía por la SME a la MLME para iniciar una trama de gestión de flujo. La petición MLME-WMSTATUS se envía para solicitar la cantidad de ancho de banda de canal y la petición MLME-SS-BW-QUERY se envía para determinar un ancho de banda de flujo lateral.

Para tratar las deficiencias comentadas anteriormente de la técnica anterior, un objetivo principal de la presente invención es proporcionar, para su uso en la entidad de gestión de estación (SME) y/o en la entidad de gestión de subcapa de control de acceso a medios (MAC) (MLME) dentro de un controlador híbrido (HC) o estación inalámbrica (WSTA) para un sistema de comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11, primitivas para su uso en procedimientos de gestión de elemento de planificación de calidad de servicio (QoS) en relación con una trama de acción de calidad de servicio (QoS) de planificación. Según la presente invención, se proporciona un controlador híbrido tal como se define en la reivindicación 1, y un procedimiento para soportar mejoras de calidad de servicio tal como se define en la reivindicación 11. Las primitivas incluyen: una primitiva de petición formulada por la SME del HC usando la dirección de WSTA y el elemento de planificación de la trama de acción de QoS de planificación para la transmisión a la MLME del HC; una primitiva de confirmación formulada por la MLME del HC usando un código de resultado para la transmisión a la SME del HC. Y una primitiva de indicación formulada por la MLME de la WSTA usando el elemento de planificación para la transmisión a la SME de la WSTA. Otras ventajas técnicas serán fácilmente evidentes para un experto en la técnica a partir de las figuras, la descripción y las reivindicaciones siguientes.

Antes de entrar en la Descripción Detallada de la Invención, a continuación, puede ser ventajoso exponer las definiciones de ciertas palabras o frases usadas en este documento de patente: los términos "incluye" y "comprende" así como sus derivados, significan inclusión sin limitación; el término "o" es inclusivo, con el significado y/o; las frases "asociado con" y "asociado con ello" así como sus derivados, pueden significar incluir, estar incluido con, interconectar con, contener, estar contenido en, conectar a o con, acoplar a o con, poder comunicarse con, actuar conjuntamente con, intercalar, yuxtaponer, estar próximo a, estar unido a o con, tener, tener una propiedad de, o similares; y el término "controlador" significa cualquier dispositivo, sistema o parte de él que controle al menos una operación, esté implementado tal dispositivo en hardware, firmware, software o alguna combinación de al menos dos de éstos. Debe observarse que la funcionalidad asociada con cualquier controlador particular puede ser centralizada o distribuida, ya sea de manera local o remota. Las definiciones de determinadas palabras y frases se proporcionan en este documento de patente, y los expertos en la técnica entenderán que tales definiciones se aplican en muchos, si no la mayoría, de los casos a usos tanto anteriores como futuros de tales palabras y frases definidas.

Para una comprensión más completa de la presente invención, y de sus ventajas, se hace referencia a continuación a las siguientes descripciones tomadas en conjunto con los dibujos adjuntos, en los que números similares designan objetos similares y en los que:

la figura 1 representa un sistema de comunicaciones inalámbrico que emplea señalización de control de acceso a medios para soportar transmisión/recepción de tramas de acción de calidad de servicio de planificación según una realización de la presente invención;

la figura 2 representa en mayor detalle elementos de sistema de comunicaciones inalámbrico empleados en señalización de control de acceso a medios que proporcionan soporte para transmisión/recepción de tramas de acción de calidad de servicio de planificación según una realización de la presente invención; y

las figuras 3A-3C son diagramas de flujo de alto nivel que ilustran procesos de señalización de control de acceso a medios que soporta transmisión/recepción de tramas de acción de calidad de servicio de planificación según una realización de la presente invención.

Las figuras 1 a 3C, que se comentan a continuación, y las diversas realizaciones usadas para describir los principios de la presente invención en este documento de patente son únicamente a modo de ilustración y no deben interpretarse en ningún caso para limitar el alcance de la invención. Los expertos en la técnica entenderán que los principios de la presente invención pueden implementarse en cualquier dispositivo dispuesto de manera adecuada.

La figura 1 representa un sistema de comunicaciones inalámbrico que emplea señalización de control de acceso a medios para soportar transmisión/recepción de tramas de acción de calidad de servicio de planificación según una realización de la presente invención. El sistema 100 de comunicaciones inalámbrico se implementa de acuerdo a la norma IEEE 802.11, con la funcionalidad y/o modificaciones...

1. Controlador híbrido, HC, para un sistema (100) de comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11 que soporta mejoras de calidad de servicio, QoS, que comprende:

una entidad (202) de gestión de estación, SME, dentro del HC; y

una entidad (201) de gestión de subcapa de control de acceso a medios, MAC, MLME, dentro del HC y acoplada en comunicación tanto a la SME como a las MLME para estaciones (106, 109) inalámbricas, WSTA, que participan en el sistema de (100) comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11,

en el que la SME dentro del HC genera una primitiva de petición para la transmisión a la MLME dentro del HC,

caracterizado porque la SME dentro del HC está dispuesta para, en respuesta a un cambio planificado para una de las WSTA participantes, generar una primitiva de petición para la transmisión a la MLME dentro del HC, conteniendo la primitiva de petición una dirección para una de las WSTA participantes y un elemento de planificación que especifica la planificación para la WSTA.

2. HC según la reivindicación 1, en el que la SME (202) transmite la primitiva de petición a la MLME (201) dentro del HC.

3. HC según la reivindicación 2, en el que en respuesta a la recepción de la primitiva de petición desde la SME (202), la MLME (201) formula una trama de acción de QoS de planificación que contiene un elemento de planificación y transmite la trama de acción de QoS de planificación formulada.

4. Sistema (100) de comunicaciones de datos inalámbrico que incluye el HC según la reivindicación 3, comprendiendo además el sistema de comunicaciones de datos inalámbrico:

una MLME (201) dentro de una de las WSTA (106, 109) participantes,

en el que la MLME dentro de una de las WSTA participantes, en respuesta a la recepción de la trama de acción de QoS de planificación por una de las WSTA participantes, genera una primitiva de indicación para la transmisión a una SME (202) dentro de una de las WSTA participantes.

5. Sistema (100) de comunicaciones de datos inalámbrico, según la reivindicación 4, en el que la primitiva de indicación incluye el elemento de planificación.

6. HC según la reivindicación 1,

en el que, en respuesta a una primitiva de petición relativa a un cambio de planificación para una de las WSTA (106, 109) participantes, la MLME (201) dentro del HC determina un resultado para la primitiva de petición y genera una primitiva de confirmación para la transmisión a la SME (202) dentro del HC.

7. HC según la reivindicación 6, en el que la primitiva de confirmación incluye un código de resultado correspondiente al resultado para la primitiva de petición.

8. HC según la reivindicación 8, en el que la MLME (201) dentro del HC transmite la primitiva de confirmación a la SME (202) dentro del HC.

9. Estación (106, 109) inalámbrica, WSTA, para un sistema (100) de comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11 que soporta mejoras de calidad de servicio, QoS, que comprende el HC según la reivindicación 1,

en la que, en respuesta a la recepción de una trama de acción de QoS de planificación en la WSTA, la MLME (201) dentro de la WSTA genera una primitiva de indicación para la transmisión a la SME (202) dentro de la WSTA, conteniendo la primitiva de indicación un elemento de planificación que especifica la planificación para la WSTA desde la trama de acción de QoS de planificación.

10. WSTA (106, 109) según la reivindicación 9, en la que la MLME (201) dentro de la WSTA transmite la primitiva de indicación a la SME (202) dentro de la WSTA.

11. Procedimiento (300) para soportar mejoras de calidad de servicio, QoS, dentro de un controlador híbrido, HC, para un sistema (100) de comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11, que comprende:

operar una entidad de gestión de estación, SME, (202) dentro del HC;

operar una entidad (201) de gestión de subcapa de control de acceso a medios, MAC, MLME, dentro del HC y acoplada en comunicación tanto a la SME como a las MLME para estaciones (106, 109) inalámbricas, WSTA, que participan en el sistema de comunicaciones de datos inalámbrico de IEEE 802.11. y

generar una primitiva de petición para la transmisión desde la SME dentro del HC a la MLME dentro del HC,

caracterizado porque el procedimiento comprende,

en respuesta a un cambio de planificación para una de las WSTA participantes, generar una primitiva de petición para la transmisión a la MLME dentro del HC, conteniendo la primitiva de petición una dirección para una de las WSTA participantes y un elemento de planificación que especifica la planificación para la WSTA.

12. Procedimiento (300) según la reivindicación 11, que comprende además:

transmitir la primitiva de petición desde la SME (202) a la MLME (201) dentro del HC.

13. Procedimiento (300) según la reivindicación 12, que comprende además:

en respuesta a la recepción de la primitiva de petición desde la SME (202), formular una trama de acción de QoS de planificación que contiene el elemento de planificación; y

transmitir la trama de acción de QoS de planificación formulada.

14. Procedimiento (300, 306) según la reivindicación 13, que comprende además:

en respuesta a la recepción de la trama de acción de QoS de planificación por una de las WSTA (106, 109) participantes, generar una primitiva de indicación para la transmisión a una SME (202) dentro de una de las WSTA participantes.

15. Procedimiento (300, 306) según la reivindicación 14, en el que la primitiva de indicación incluye el elemento de planificación.

16. Procedimiento (300, 306) según la reivindicación 11, que comprende además:

en respuesta a una primitiva de petición relativa a un cambio de planificación para una de las WSTA (106, 109) participantes, determinar un resultado para la primitiva de petición y generar una primitiva de confirmación para la transmisión desde la MLME (201) dentro del HC a la SME (202) dentro del HC.

17. Procedimiento (306) según la reivindicación 16, en el que la primitiva de confirmación incluye un código de resultado correspondiente al resultado para la primitiva de petición.

18. Procedimiento (306) según la reivindicación 17, que comprende además:

transmitir la primitiva de confirmación desde la MLME (201) dentro del HC a la SME (202) dentro del HC.

19. Procedimiento (300, 306) según la reivindicación 11, que comprende además:

en respuesta a la recepción de una trama de acción de QoS de planificación en la WSTA (106, 109), generar una primitiva de indicación para la transmisión desde la MLME (201) dentro de la WSTA a la SME (202) dentro de la WSTA.

20. Procedimiento (312) según la reivindicación 19, en el que la primitiva de indicación contiene un elemento de planificación de la trama de acción de QoS de planificación.

21. Procedimiento (312) según la reivindicación 20, que comprende además:

transmitir la primitiva de indicación desde la MLME (201) dentro de la WSTA (106, 109) a la SME (202) dentro de la WSTA.