SISTEMA Y MÉTODO PARA RELAIZAR CONMUITACIÓN RÁPIDA DE CANAL EN UN MEDIO INALÁMBRICO.

Método para obtener acceso rápido de canal para un nodo (24) en una red de área local inalámbrica,

WLAN (20), caracterizado porque comprende las etapas de: - determinar, en dicho nodo, que la WLAN está inactiva durante un periodo (56) de espacio entre tramas PCF, PIFS, en el que PCF significa función de coordinación puntual; - transmitir una primera trama de gestión durante un intervalo de ranura tras dicho un periodo (56) PIFS; en el que la transmisión de dicha primera trama de gestión en dicho intervalo de ranura proporciona un acceso prioritario a dicha WLAN (20) y en el que dicha primera trama de gestión incluye directrices para realizar conmutación rápida de canal.

La presente invención se refiere, en general, a redes de área local inalámbrica (WLAN). Más particularmente, la presente invención se refiere a un método y sistema para proporcionar acceso prioritario a una WLAN para realizar una conmutación rápida de canal.

En una red típica de área local inalámbrica (WLAN) basada en la norma 802.11, el acceso al medio inalámbrico se controla en la capa MAC mediante funciones de coordinación. La norma 802.11 proporciona dos funciones de coordinación, la función de coordinación distribuida (DCF), y la función de coordinación puntual (PCF). Si se requiere un servicio libre de contienda, éste puede proporcionarse mediante la función de coordinación puntual (PCF), que se construye por encima de la DCF. La PCF es una parte opcional de la especificación 802.11 y no se ha implementado ampliamente hasta la fecha. Los intercambios de trama entre las estaciones STA en la DCF dominan las WLAN desplegadas actualmente. La DCF se basa en un esquema de escuchar antes de hablar denominado CSMA/CA (acceso múltiple por detección de portadora con evitación de colisión) tal como se describe mediante la norma IEEE 15 802.11. Se describe un método de acceso similar en “A priority scheme for IEEE 802.11 DCF access method” de DENG D.J. et al., publicado en las transacciones IEICE sobre comunicaciones.

Según el esquema DCF, antes de intentar transmitir una trama, cada estación verifica si el medio está inactivo. Si el medio no está inactivo, las estaciones difieren entre sí y emplean un algoritmo de retroceso exponencial para evitar las colisiones de transmisión.

Un inconveniente con el esquema DCF es que las estaciones de red pueden incurrir en retardos relativamente largos al intentar intercambiar tramas sobre el medio inalámbrico en el caso de alta carga de tráfico en la red.

Una consecuencia de estos retardos de transmisión potenciales es que puede no cumplirse la conformidad con el requisito normativo de selección de frecuencia dinámica (DFS) para el funcionamiento en la banda de 5 GHz en Europa. El requisito normativo DFS estipula, entre otras cosas, que una STA inalámbrica debe (1) suspender rápidamente las transmisiones en un canal actual dentro de un plazo establecido y (2) conmutar los canales dentro de un plazo establecido cuando se detecta un usuario primario. Un usuario primario puede ser, por ejemplo, un sistema de seguimiento de radar o un sistema de satélite.

Por tanto, existe la necesidad de un esquema de acceso al medio mejorado, realizado en la capa MAC, para proporcionar acceso rápido de canal a un medio inalámbrico para realizar rápidamente una conmutación de canal y/o parar rápidamente las transmisiones en el canal actual para impedir una interferencia potencial realizándose las funciones de misión críticas por usuarios primarios en los sistemas ubicados conjuntamente.

La presente invención se refiere a un método y sistema para proporcionar acceso prioritario rápido de canal, para enviar tramas de tiempo críticas, tales como tramas de acción de gestión de espectro, en el protocolo de capa MAC de un sistema de comunicaciones tal como, por ejemplo, un sistema de comunicación inalámbrica basado en la norma 802.11.

Un punto clave de la novedad de la invención es que se obtiene un acceso prioritario al medio inalámbrico para posibilitar la transmisión con prioridad de una o más tramas de gestión de espectro desde un nodo de origen (por ejemplo, un AP o STA) para realizar una conmutación rápida de canal. La conmutación rápida de canal, tal como se define en el presente documento incluye el anuncio de una conmutación de canal o la suspensión de todas las transmisiones en un canal actual de funcionamiento. La presente invención, abarca, en uno de sus aspectos, un método para proporcionar acceso rápido de canal a un medio inalámbrico. El método incluye generalmente las etapas de: determinar que el medio inalámbrico ha estado inactivo durante un periodo de espacio entre tramas PCF (PIFS), transmitir una primera trama de gestión durante un tiempo de ranura tras dicho un periodo PIFS; en el que la transmisión en dicho tiempo de ranura garantiza sustancialmente un acceso prioritario a dicho medio inalámbrico; y realizar una conmutación rápida de canal en la red según las directrices contenidas en la trama de gestión. El método puede incluir además la etapa adicional de transmitir una o más tramas de gestión adicionales, cuyo formato es idéntico a dicha primera trama de gestión, estando separada cada trama adicional por el espacio entre tramas PIFS para proporcionar un grado más alto de fiabilidad de transmisión. El método se realiza preferiblemente en un punto de acceso (AP) en una red de infraestructura o en una STA de una red ad hoc.

La presente invención abarca, en otro de sus aspectos, un sistema para proporcionar acceso prioritario rápido de canal para posibilitar la transmisión con prioridad de tramas de acción de gestión de espectro, en un protocolo MAC de un sistema de comunicaciones tal como, por ejemplo, con respecto a un sistema de comunicación inalámbrica basado en la norma 802.11. El sistema incluye medios para determinar que la red de área local inalámbrica (WLAN) está inactiva durante un periodo de espacio entre tramas PCF (PIFS); y medios para transmitir una primera trama de gestión en el límite de ranura del periodo PIFS, en el que la transmisión de dicha primera trama de gestión en dicho límite de ranura PIFS otorga dicho acceso prioritario de nodo a dicha WLAN; medios para realizar una conmutación rápida de canal en la red según las directrices contenidas en una primera trama de gestión; y medios para transmitir una o más tramas de gestión adicionales después de la transmisión de dicha primera trama de gestión para proporcionar un grado más alto de fiabilidad de transmisión, en el que cada trama de gestión adicional está separada por el periodo de tiempo PIFS.

**(Ver fórmula)**

Los anteriores y otros objetivos, características, aspectos y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de una lectura cuidadosa de una descripción detallada proporcionada a continuación en el presente documento, con referencia apropiada a los dibujos adjuntos.

La invención puede entenderse con referencia a la siguiente descripción, tomada conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama de una red de comunicaciones ilustrativa que incluye una red de área local inalámbrica ilustrativa según la presente invención;

la figura 2 ilustra un diagrama de bloques simplificado de un punto de acceso (AP) y cada estación (STA) dentro de una célula según la realización de la presente invención;

la figura 3 es una línea de tiempo que ilustra la relación entre las tres separaciones entre tramas para determinar un acceso prioritario a un medio inalámbrico; y

la figura 4 ilustra la transmisión de tres tramas de gestión según el método de la invención.

La presente invención se describe a continuación en el contexto para obtener acceso prioritario a un medio inalámbrico basado en la norma 802.11 controlado en la capa MAC que proporciona operaciones de entramado principales. Sin embargo, debe apreciarse que las enseñanzas de la invención tratadas en el presente documento no están limitadas a este respecto. Es decir, la invención puede aplicarse a otros sistemas de comunicaciones en los que las estaciones de red (por ejemplo, móviles o fijas) intentan garantizar un acceso a un medio asociado con una estación base u otro punto de acceso del sistema de comunicaciones para realizar una conmutación rápida de canal tal como se define en el presente documento.

En una realización preferida, la presente invención proporciona un sistema y método asociado que permite a un nodo de origen, que puede ser un punto de acceso (AP) en una red de infraestructura o una estación (STA) en un red ad hoc obtener acceso prioritario a un medio inalámbrico basado en la norma 802.11 para transmitir una o más tramas de gestión de espectro con prioridad para realizar una conmutación rápida de canal (es decir, anunciar rápidamente una conmutación de canal y/o suspender todas las transmisiones en el canal actual). El acceso prioritario al medio inalámbrico posibilita la transmisión de tramas de gestión en un punto en el tiempo antes del inicio de la contienda con otros nodos para evitar latencias de red ampliamente conocidas asociadas con el protocolo de contienda de acceso distribuido tal como un aplazamiento... [Seguir leyendo]

1. Método para obtener acceso rápido de canal para un nodo (24) en una red de área local inalámbrica, WLAN (20), caracterizado porque comprende las etapas de:

- determinar, en dicho nodo, que la WLAN está inactiva durante un periodo (56) de espacio entre tramas PCF, PIFS, en el que PCF significa función de coordinación puntual;

- transmitir una primera trama de gestión durante un intervalo de ranura tras dicho un periodo (56) PIFS;

en el que la transmisión de dicha primera trama de gestión en dicho intervalo de ranura proporciona un acceso prioritario a dicha WLAN (20) y en el que dicha primera trama de gestión incluye directrices para realizar conmutación rápida de canal.

2. Método según la reivindicación 1, en el que dichas directrices para realizar conmutación rápida de canal incluyen una de conmutación desde un canal actual de funcionamiento hacia un nuevo canal de funcionamiento dentro de un plazo establecido y suspender las transmisiones en dicho canal actual de funcionamiento dentro de un plazo establecido.

3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho nodo es un punto (24) de acceso en una WLAN de infraestructura y una estación inalámbrica en una WLAN ad hoc.

4. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de transmisión comprende además transmitir por aire desde dicho nodo hacia una pluralidad de nodos (26) asociados en dicha WLAN (20).

5. Método según la reivindicación 1, en el que dicha transmisión de dicha primera trama de gestión se produce antes del inicio de la contienda con una pluralidad de nodos (26) asociados proporcionando así dicho acceso prioritario a dicha WLAN, en el que dicha contienda se define mediante dicha pluralidad de nodos

(26) asociados, asociados con dicha WLAN (20) que compiten por el acceso a dicha WLAN (20).

6. Método según la reivindicación 5, en el que dicha contienda con dicha pluralidad de nodos (26) asociados comienza en un límite de ranura (D) de espacio entre tramas DCF (DIFS), produciéndose dicho límite de ranura (D) DIFS en un momento posterior a dicho intervalo de ranura tras dicho un periodo (56) PIFS, en el que DCF significa función de coordinación distribuida.

7. Método según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de transmitir al menos una trama de gestión adicional después de la transmisión de dicha primera trama de gestión y antes del inicio de una pluralidad de nodos (26) asociados, asociados con dicha WLAN (20) que compiten por el acceso a dicha WLAN (20).

8. Método según la reivindicación 7, en el que dicha primera trama de gestión y cada una de dicha al menos una trama de gestión adicional se transmite teniendo una separación de intervalo PIFS (PIFS) entre las mismas.

9. Nodo para su uso en una red (20) de área local inalámbrica (WLAN), estando dicho nodo caracterizado porque está configurado para:

- determinar que la WLAN (20) está inactiva durante un periodo de espacio entre tramas PCF (PEFS); y

- transmitir una primera trama de gestión durante un intervalo de ranura tras dicho un periodo (56) PIFS;

en el que dicha transmisión de dicha primera trama de gestión en dicho intervalo de ranura proporciona un acceso prioritario a dicha WLAN (20).

10. Nodo según la reivindicación 9, en el que dicho nodo es uno de un punto (24) de acceso en una red de infraestructura y una estación inalámbrica STA en una red ad hoc.

11. Nodo según la reivindicación 9, en el que dicho nodo (24) está configurado adicionalmente para transmitir dicha trama de gestión por aire hacia una pluralidad de nodos (26) asociados en dicha WLAN (20).

12. Nodo según la reivindicación 9, en el que dicho nodo (24) está configurado adicionalmente para transmitir al menos una trama de gestión adicional después de la transmisión de dicha primera trama de gestión y antes del inicio de una pluralidad de nodos (26) asociados, asociados con dicha WLAN (20) que compiten por el acceso a dicha WLAN (20).

13. Nodo según la reivindicación 12, en el que dicha primera trama de gestión y cada una de dicha al menos una trama de gestión adicional se transmiten teniendo una separación (56) de intervalo PIFS entre las mismas.

14. Sistema para conceder acceso prioritario a un nodo en una red (20) de área local inalámbrica (WLAN),

**(Ver fórmula)**