SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA MODO DE HIBERNACIÓN PARA DISPOSITIVOS DE SEÑALIZACIÓN DE BALIZAS.

Procedimiento para ahorrar energía en una red (400) de comunicación inalámbrica que incluye una pluralidad de dispositivos (401i),

que comprende las etapas de: dividir el tiempo en una secuencia de al menos una supertrama (100) que tiene al menos un periodo de baliza; agrupar balizas de diferentes dispositivos (401i) en al menos un periodo (101) de baliza; y definir un periodo inactivo como una pluralidad de supertramas (100), que un dispositivo (401) anuncie un periodo inactivo en una baliza (600) del dispositivo como un dispositivo de anuncio; que el dispositivo (401) de anuncio hiberne en un modo de hibernación como un dispositivo (401) en hibernación durante el periodo inactivo anunciado en el que el dispositivo (401) no transmite una baliza (600) durante el periodo inactivo

La presente invención se refiere a redes con acceso común a un medio compartido. Más particularmente, la invención se refiere a redes inalámbricas y especialmente las denominadas redes inalámbricas de área personal (WPAN). Más particularmente, la presente invención se refiere a un modo de hibernación para señalizar con balizas 5 dispositivos.

En la mayoría de las redes inalámbricas un dispositivo transmite periódicamente una trama de baliza. El dispositivo que envía la trama de baliza es habitualmente el punto de acceso o la estación base de la red. El principal objetivo de la trama de baliza es proporcionar una estructura de sincronismo en el medio, es decir, la división de tiempo en las denominadas supertramas, y permitir que los dispositivos de la red se sincronicen con la 10 baliza. Este enfoque se emplea en la mayoría de las redes inalámbricas de área local (WLAN) tal como IEEE 802.11 aunque también en WPAN tales como Bluetooth.

La desventaja que se asocia con el enfoque de única baliza es que implica una arquitectura de red centralizada. El dispositivo que transmite la baliza es automáticamente un punto de control central para la red. Existen algunos enfoques, tales como en el modo ad hoc de la norma IEEE 802.11, en los que la generación de 15 balizas se descentraliza permitiendo alternativamente a diferentes dispositivos transmitir la baliza en supertramas posteriores. Sin embargo, incluso con un enfoque de este tipo, durante una supertrama la baliza todavía se genera mediante un único dispositivo y la generación de balizas es, de este modo, centralizada.

El documento EP1193985 da a conocer un sistema y procedimiento para permitir a una estación móvil entrar en un modo de funcionamiento ranurado inactivo profundo en respuesta a patrones detectados de 20 comunicaciones de poco tráfico. Se guarda un registro de comunicaciones de tráfico. El análisis del registro indica si la estación móvil debe hacerse funcionar en el modo inactivo profundo. Por tanto, el patrón determinado de comunicación de tráfico se usa por la estación base para controlar la estación móvil para que funcione en modo inactivo profundo.

Éste es el motivo por el que en una invención asociada que se ha presentado junto con la presente 25 invención, los autores de ambas invenciones han dado a conocer un procedimiento y sistema en el que todos los dispositivos en la red transmiten su propia trama de baliza en cada supertrama. Sólo en un modo de funcionamiento especial, el denominado modo de hibernación, que se describe en la presente invención, se permite que los dispositivos suspendan la transmisión de tramas de baliza durante ciertos periodos de tiempo por motivos de ahorro de energía. La invención asociada cubre el mecanismo básico de señalizar con balizas. 30

Según esta invención asociada, los dispositivos utilizan balizas transmitidas en supertramas para establecer y mantener redes inalámbricas de área personal y comunicaciones en ellas. En referencia a la figura 1, para mantener la coordinación entre los dispositivos en comunicación usando protocolos distribuidos, se requiere que todos los dispositivos transmitan regularmente una baliza 103. Para transmitir/recibir balizas 103 dentro de un área, los dispositivos reservan un periodo de tiempo denominado periodo 101 de baliza (BP) estrictamente para 35 transmisión y recepción de balizas. El tamaño del BP puede ser fijo o dinámico.

La estructura de sincronismo básica en esta red inalámbrica de señalización con balizas es una supertrama de longitud fija. En referencia ahora a la figura 2, la supertrama 100 se compone normalmente de un cierto número de ranuras 203 de acceso al medio (MAS). Varios tipos de ranura se definen posiblemente dependiendo de cómo el dispositivo o los dispositivos cercanos utilizan las MAS 203. Entretanto, este sistema de señalización con balizas lo 40 ha adoptado la Multi-Band OFDM Alliance (MBOA) para su nueva especificación de control de acceso al medio (MAC). Los parámetros elegidos por la MBOA son una longitud de supertrama de 65.536 s así como 256 ranuras 203 de acceso al medio (MAS) por supertrama, que se numeran de 0 a 255.

Antes de poder establecer la comunicación, un dispositivo debe crear su propio grupo de balizas o incorporarse a un grupo de balizas existente. Para cada fase 101 de baliza (también conocida como periodo de 45 baliza o BP), se utilizan MAS 203 consecutivas como ranuras 204 de señalización con balizas, en las que todos los dispositivos transmiten sus balizas. El tiempo de inicio de una supertrama se determina por el comienzo de un periodo 101 de baliza y se define como un tiempo de inicio de periodo de baliza (BPST) y las MAS 203 se numeran respecto a este tiempo de inicio. Cuando un dispositivo inicia un nuevo grupo de señalización con balizas, define el límite de supertrama en cualquier ranura de tiempo que no está en conflicto con otras reservas de ranura de tiempo 50 de grupos de señalización con balizas.

Los dispositivos inalámbricos, tales como los que se comunican usando supertramas, tienen recursos de energía limitados y necesitan un protocolo de gestión de energía diseñado para que estos dispositivos conserven la energía.

Un objeto de la invención es un procedimiento para ahorrar energía en una red de comunicación 55 inalámbrica según la reivindicación 1. Otro objeto de la invención es un dispositivo inalámbrico según la reivindicación 15.

El sistema y el procedimiento de la presente invención proporciona dispositivos inalámbricos con un

protocolo de gestión de energía (PM) que comprende un “modo activo” y un “modo de hibernación” para la conservación de la energía. En referencia ahora a la figura 4, es importante que los dispositivos 401i inalámbricos que usan un protocolo distribuido se comuniquen a través de un medio 410 compartido para poder conservar la energía de la batería, y uno de los mejores procedimientos para prolongar la duración de la batería es permitir que los dispositivos 401i se apaguen completamente o reduzcan la energía siempre que sea posible. El sistema y 5 procedimiento de la presente invención proporciona periodos de tiempo tanto cortos como largos (respecto a la duración de una supertrama) durante los que un dispositivo 401i puede apagarse completamente o reducir su consumo de energía. Un “estado de ahorro de energía estándar” permite a un dispositivo en “modo activo” que no tiene datos que enviar o recibir en la supertrama 100 actual o bien apagarse completamente o reducir su uso de energía hasta el inicio de la siguiente supertrama 100, es decir, el inicio del siguiente periodo 103 de baliza para el 10 grupo de balizas del dispositivo.

En referencia ahora a las figuras 3A-B, 4 y 6, en el sistema y procedimiento de la presente invención, un elemento 350 de información de mapa de indicación de tráfico (TIM IE) se envía en una trama 600 de baliza como un elemento 604 de información por un dispositivo en “modo activo” para indicar a los dispositivos destinatarios que tiene datos en su cola de transmisión esperando a enviarse a otros dispositivos de la red 400 inalámbrica. 15

Según la presente invención, los dispositivos 401i de la red 400 inalámbrica que no tienen datos ni para enviar ni para recibir también pueden entrar en un “modo de ahorro de energía profundo”, denominado “modo de hibernación”, para un número fijo de supertramas 100 sucesivas. Un dispositivo 401i señaliza que va a entrar en “modo de hibernación” incluyendo un elemento 300 de información de modo de hibernación en su baliza 600 como uno de los elementos 604 de información. El número de supertramas durante las que el dispositivo planea estar en 20 “modo de hibernación” puede o bien ser un número de supertramas acordado previamente o un número de supertramas anunciado incluido como duración 304 de hibernación en un elemento 300 de información de modo de hibernación. Un dispositivo también puede empezar a anunciar la fase de hibernación varias supertramas antes del inicio de la hibernación.

En una realización preferida, cada dispositivo 401i en el denominado “modo activo” está en el “estado 25 activado” durante el BP de la supertrama 100, envía su baliza en su ranura del BP, completa sus propias transmisiones, y entonces puede entrar en un “estado de ahorro de energía/inactivo estándar” durante el resto de la supertrama en caso de que no se mencione...

1. Procedimiento para ahorrar energía en una red (400) de comunicación inalámbrica que incluye una pluralidad de dispositivos (401i), que comprende las etapas de:

dividir el tiempo en una secuencia de al menos una supertrama (100) que tiene al menos un periodo de baliza; 5

agrupar balizas de diferentes dispositivos (401i) en al menos un periodo (101) de baliza; y

definir un periodo inactivo como una pluralidad de supertramas (100),

que un dispositivo (401) anuncie un periodo inactivo en una baliza (600) del dispositivo como un dispositivo de anuncio;

que el dispositivo (401) de anuncio hiberne en un modo de hibernación como un dispositivo (401) en 10 hibernación durante el periodo inactivo anunciado en el que el dispositivo (401) no transmite una baliza (600) durante el periodo inactivo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de anuncio comprende además que el dispositivo (401) incluya un tiempo (303) de inicio de periodo inactivo y una duración (304) de periodo inactivo en la baliza. 15

3. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:

que el dispositivo (401) en hibernación se active periódicamente para escuchar balizas (600) de otros dispositivos (401i); y

que el dispositivo (401) en hibernación vuelva a un modo de hibernación si otros dispositivos (401i) han indicado que no hay tráfico pendiente para el dispositivo (401) en hibernación en sus balizas (600). 20

4. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de que otros dispositivos (401i) distintos del dispositivo (401) en hibernación guarden información sobre la presencia de la baliza (600) del dispositivo (401) en hibernación en sus balizas (600) durante el periodo inactivo anunciado del dispositivo (401) en hibernación.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de: 25

que otro dispositivo (401i) incluya la dirección del dispositivo (401) de anuncio en su baliza (600) en uno de un elemento (604) de información y campo cuando el otro dispositivo (401i) tiene datos pendientes de entregar al dispositivo (401) de anuncio; y

que el dispositivo (401) de anuncio permanezca en un modo activo si una baliza (600) con uno de un elemento (604) de información y campo que incluye datos pendientes para el dispositivo (401) de anuncio 30 se recibe antes de que el dispositivo (401) de anuncio realice la etapa de hibernación.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de anuncio comprende además que el dispositivo (401) incluya en una baliza información (300) de hibernación que comprende un tiempo (303) de inicio de periodo inactivo y una duración (304) de periodo inactivo.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la etapa de inclusión comprende además la etapa de 35 definir el tiempo (303) de inicio de periodo inactivo como un número de supertramas (100) futuras respecto a una supertrama (100) actual.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la etapa de definición comprende además la etapa de transmitir la información de hibernación en la baliza como un elemento (300) de información de hibernación que incluye al menos el tiempo (303) de inicio del periodo inactivo y la duración (304) del periodo inactivo. 40

9. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de incluir información de hibernación, que comprende además la etapa de transmitir un elemento (300) de información de hibernación en la baliza (600) que incluye al menos:

un tiempo (303) de inicio del periodo inactivo;

una duración (304) del periodo inactivo; y 45

una periodicidad del periodo inactivo, en el que la periodicidad es la suma de un número de supertramas en las que el dispositivo estará en un modo de hibernación y un número de supertramas en las que el dispositivo estará en un modo activo, en el que el modo activo se define como que el dispositivo no está en el modo de hibernación.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de que cuando un dispositivo 50

(401) en un modo activo tiene datos pendientes de transmitir a al menos un dispositivo (401i) receptor previsto, anuncia los datos pendientes incluyendo un elemento (351) de información de mapa de indicación de tráfico en su baliza (600) que comprende al menos las direcciones (353.i) de dispositivo del al menos un dispositivo (401i) receptor previsto de los datos pendientes.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de: 5

cuando está en un modo activo, que el dispositivo (401) entre en un estado inactivo durante una supertrama (100) cuando no haya transmisiones de datos pendientes para el dispositivo (401) que se anuncien en las balizas (600) de otros dispositivos (401i); y

que el dispositivo (401) salga del estado inactivo al inicio de cada periodo (101) de baliza.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de: 10

cuando está en un modo activo, que el dispositivo (401) entre en un estado inactivo durante una supertrama (100) cuando ha enviado y recibido todos los datos pendientes en la supertrama (100) actual; y

que el dispositivo (401) salga del estado inactivo al inicio de cada periodo (101) de baliza.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:

cuando está en un modo activo, que el dispositivo (401) entre en un estado inactivo durante una supertrama 15 (100) cuando no esté implicado en ninguna de las transmisiones que se anuncian en las balizas de otros dispositivos; y

que el dispositivo (401) salga de un modo inactivo al inicio de su propio periodo (101) de baliza, y al inicio de periodos (101) de baliza en los que no transmite su propia baliza (600) cuando el dispositivo (401) tiene al menos un flujo de datos activo. 20

14. Red (400) de comunicaciones que incluye una pluralidad de dispositivos (401i) que ahorran energía anunciando la hibernación en sus tramas (600) de baliza realizando el procedimiento de ahorro de energía según la reivindicación 1.

15. Dispositivo (401) inalámbrico que ahorra energía entrando al menos en uno de un modo de hibernación o inactivo, que comprende: 25

una antena (507) para enviar y recibir mensajes a través de un medio (410) inalámbrico;

un receptor (502) acoplado a la antena (507) para recibir un mensaje transmitido a través del medio (410) inalámbrico;

un transmisor (506) acoplado a la antena (507) para transmitir mensajes a través del medio (410) inalámbrico; 30

un módulo (504) de procesamiento de balizas para realizar un procesamiento de balizas para el dispositivo (401);

un procesador (503) para dividir el tiempo en una secuencia de al menos una supertrama (100) que tiene al menos un periodo (101) de baliza y acoplado operativamente a:

i. el transmisor (506) y el receptor (502) para enviar y recibir datos y respectivamente enviar y recibir 35 tramas (600) de baliza que anuncian la intención del dispositivo de hibernar y tramas (600) de baliza que indican que otros dispositivos (401i) tienen datos pendientes para el dispositivo (401),

ii. el módulo (504) de procesamiento de balizas para:

a. procesar elementos (300) de información de hibernación de tramas (600) de baliza recibidas de otros dispositivos (401i) y guardar a partir de ellas una tabla (509) de hibernación de características 40 de los otros dispositivos (401i);

b. mantener el dispositivo (401) en un modo activo si una baliza (600) recibida anuncia datos pendientes para el dispositivo (401);

c. anunciar la intención del dispositivo (401) de entrar en un modo de hibernación en un tiempo (303) de inicio y durante un periodo (304) inactivo; y 45

d. activar periódicamente el dispositivo (401) cuando el dispositivo (401) está hibernando para escuchar balizas (600) de otros dispositivos (401i) y poner el dispositivo (401) de nuevo en un modo de hibernación si otros dispositivos (401i) han indicado que no hay tráfico pendiente para el dispositivo (401) en hibernación en sus balizas (600).

16. Dispositivo según la reivindicación 15, en el que el procesador (503) se configura además para:

que cuando el dispositivo (401) está en un modo activo, poner el dispositivo (401) en un estado inactivo durante una supertrama (100) cuando no hay transmisiones de datos pendientes para el dispositivo (401) anunciadas en las balizas (600) recibidas de otros dispositivos (401i); y

activar el dispositivo (401) desde el estado inactivo al inicio de cada periodo (101) de baliza. 5

17. Dispositivo (401) según la reivindicación 15, en el que el procesador (503) se configura además para:

que cuando el dispositivo (401) está en un modo activo, poner el dispositivo (401) en un estado inactivo durante una supertrama (100) cuando el dispositivo (401) ha enviado y recibido todos los datos pendientes en la supertrama (100) actual; y

activar el dispositivo (401) desde el estado inactivo al inicio de cada periodo (101) de baliza. 10

18. Dispositivo (401) según la reivindicación 17, en el que el procesador (503) se configura además para:

que cuando el dispositivo (401) está en un modo activo, poner el dispositivo (401) en un estado inactivo durante una supertrama (100) cuando el dispositivo (401) no está implicado en ninguna de las transmisiones que se anuncian en las balizas (600) de otros dispositivos (401i); y

que cuando el dispositivo tiene al menos un flujo de datos activo, activar el dispositivo (401) desde el estado 15 inactivo al inicio de:

i. su propio periodo (101) de baliza del dispositivo (401); y

ii. periodos (101) de baliza en los que el dispositivo (401) no transmite su propia baliza (600).