Aparato para comprobar la disponibilidad de canal con el fin de proporcionar una conmutación de canalflexible en una red en malla,

comprendiendo dicho aparato:

a) un receptor (53) para recibir información de canal revelada por nodos del mismo nivel en dicha red enmalla;

b) un combinador (54) para combinar la información de canal propia prevista en dicho aparato con dichainformación de canal recibida para generar información de canal actualizada que indica la disponibilidadde canal en dicha red en malla; y

c) un propagador (52) para propagar dicha información de canal actualizada a través de dicha red enmalla,

d) un selector (55) para seleccionar un canal para la conmutación de canal,

comprendiendo además el aparato un generador (55) para generar dicha información de canal comoinformación numérica que indica la disponibilidad de al menos un canal, caracterizado porque dichocombinador (54) está adaptado para combinar la información de canal propia y la información de canalrecibida para cada canal de modo que la información de canal actualizada corresponde a una combinaciónponderada de dicha información de canal propia y dicha información de canal recibida y dicho selector (55)está adaptado para seleccionar un canal basándose en dicha información de canal actualizada.

Conmutación de canal en redes de tipo malla.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a un aparato, a un sistema, a un método y a un producto de programa informático para comprobar la disponibilidad de canales en sistemas de transmisión inalámbrica tales como, pero sin limitarse a, una malla de una red de área local inalámbrica (WLAN) .

Antecedentes de la invención

En implementaciones de WLAN sin servicios en malla, las estaciones terminales (STA) deben asociarse con un punto de acceso (AP) con el fin de obtener acceso a la red. Estas estaciones terminales dependen del AP con el que están asociadas para comunicarse.

Una denominada red en malla parece ser funcionalmente equivalente a una Ethernet de difusión desde la perspectiva de otras redes y protocolos de capa más altos. Como ejemplo, la red en malla puede ser una LAN según las especificaciones de la norma IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) 802.11, en la que los enlaces y los elementos de control reenvían tramas entre los elementos de red. Por tanto, normalmente, parece como si todos los nodos de radio o puntos de malla (MP) en una malla están conectados directamente en la capa de enlace. Esta funcionalidad es transparente para los protocolos de capa más altos.

La Draft Standard for Information Technology Telecommunications and Information Exchange Between Systems actual - LAN/MAN Specific Requirements - Part 11: especificaciones de control de acceso al medio (MAC) inalámbrico y capa física (PHY) : Amendment: Mesh Networking, borrador no aprobado de IEEE, IEEE P802.11s/D2.0, marzo de 2008, incluye un protocolo para la conmutación de canal. Sin embargo, todavía existen varios problemas asociados con el protocolo actual que se describe en la sección 11B.4 de la norma en borrador anterior y, en particular, en la sección 11B.4.3. La conmutación de canal se basa en una trama de anuncio de conmutación de canal (véase la sección 7.4.16.10) , que contiene un valor de temporizador y un valor de precedencia de canal, además de la información sobre el canal de frecuencia al que conmutar.

Según el protocolo, un nodo de radio que detecta una interferencia (por ejemplo un radar o similar) u otra necesidad de conmutar el canal, decide sobre un canal de frecuencia al que conmutar. Luego, inicia una conmutación de canal enviando nueva información de canal en un anuncio de conmutación de canal a sus iguales. Sin embargo, no conmuta inmediatamente de canal, sino aplaza la conmutación real una cantidad de tiempo indicada por el valor detemporizador. Además, incluye un valor de precedencia de canal en el anuncio. Éste es un valor aleatorio, y se usa para priorizar, por si más estaciones iniciaran una conmutación de canal más o menos de manera concurrente.

Además, según el protocolo, las estaciones que reciben un anuncio de conmutación de canal lo propagan a sus iguales y también ajustan sus temporizadores. Las estaciones que tienen sus temporizadores ajustados están en el proceso de conmutación. Si un nodo que está en el proceso de conmutación de canal recibe otro mensaje de conmutación de canal, compara el valor de precedencia de canal en este nuevo mensaje con su valor de precedencia de canal actual. Si el nuevo valor supera el valor actual, entonces se acepta el mensaje, se ajustan los parámetros de la operación de conmutación de canal de manera correspondiente y se propaga el mensaje a los iguales. Si el valor de precedencia de canal es numéricamente menor que el valor de precedencia de canal actual, entonces se ignora este nuevo mensaje. Existe una regla de ruptura de conexión basada en las direcciones de MAC si los valores de precedencia de canal son iguales.

Por tanto, los valores de precedencia de canal aleatorios están incluidos en el anuncio como soporte de decisión en el caso de que múltiples estaciones inicien una conmutación de canal de manera concurrente.

Por tanto, el canal al que se conmuta se decide por el nodo de radio que detecta la interferencia e inicia la conmutación de canal. Sin embargo, el protocolo no contiene ninguna garantía, ni ninguna precaución, de que éste sea un canal válido al que conmutar. Se ilustra una situación sencilla en la figura 2. Un primer nodo A de radio inicia una conmutación de canal y propone conmutar al canal n.º 5 a un valor de precedencia de canal CPV=5. Sin embargo, un segundo nodo B de radio es un nodo de múltiples radios que ya tiene uno de sus dispositivos de radio sintonizados en el canal n.º 5 a un valor de precedencia de canal más alto CPV=7. En este caso, la conmutación de canal no puede llevarse a cabo, y la malla se rompe.

Surgiría una situación similar si el segundo nodo B de radio experimentara mucha interferencia en el canal n.º 5, por ejemplo debido a un subsistema de estación base (BSS) que está ubicado en las cercanías.

Adicionalmente, en el protocolo anterior, un canal de frecuencia operativo siempre está caracterizado por un valor de precedencia de canal. Para iniciar la conmutación, el nodo iniciador debe elegir de manera aleatoria un valor de precedencia de canal que sea más alto que el valor de precedencia de canal en el canal actual. Sin embargo, después de alguna conmutación de canal esto puede ya no ser posible.

Tal como ya se mencionó, el protocolo se basa en un valor de temporizador. La conmutación de canal no se ejecuta hasta que el temporizador expira. Sin embargo, el valor de temporizador debe elegirse de modo que el mensaje de conmutación de canal pueda propagarse a todos los nodos que funcionan en el canal que va a evacuarse. Pero debe permitirse un margen de tiempo adicional, ya que pueden iniciarse mensajes competidores desde el otro lado de la malla.

Pueden encontrarse otros ejemplos relevantes de la técnica anterior de enfoques de conmutación de canal en redes de tipo malla en los documentos de patente US2008/0240026 A1, US2004/0157613 A1 y US2007/0060141 A1

La figura 3 muestra un entorno de red esquemático en el que un mensaje de conmutación de canal (por ejemplo anuncio de conmutación de canal (CSA) ) se propaga de un extremo (nodo A) de una red en malla al otro extremo (nodo Z) . En este caso, el nodo A inicia una conmutación de canal. Por tanto, necesita ajustar el temporizador en el mensaje de conmutación de canal. El valor T de temporizador debe ser lo suficientemente grande, no sólo para permitir que el mensaje de conmutación de canal se propague al nodo de borde de la malla (nodo Z) sino también para dejar que un mensaje competidor con un valor de precedencia de canal (CPV) más alto se propague de vuelta, en este caso del nodo Z al nodo A. El problema se agrava, ya que el nodo originador (nodo A) del mensaje de conmutación de canal no conoce ni el tamaño ni la topología de la malla. Si el valor de temporizador no se ajusta correctamente, por ejemplo es demasiado corto, entonces esto dará como resultado una malla desconectada. Por tanto, debe establecerse el tiempo de conmutación de canal de modo que el mensaje de conmutación de canal pueda propagarse de un extremo de la malla al otro extremo, pero también debe tener suficiente margen para que un mensaje competidor se propague de vuelta.

Si, en el escenario anterior, el valor de temporizador se ajusta a un valor muy conservador, entonces esto dará como resultado una malla que funciona durante un tiempo muy largo en un canal de frecuencia ya no se le está permitido usar. Como alternativa, puede rechazarse que los nodos intercambien mensajes durante el periodo de conmutación. Sin embargo, con esta opción, la malla no está operativa durante un periodo de tiempo sustancial.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un enfoque de conmutación de canal más flexible que pueda no requerir nuevas tramas ni algoritmos.

Este objeto se consigue mediante un aparato según la reivindicación 1, un método según la reivindicación 10 y un sistema según la reivindicación 11.

Por consiguiente, las estaciones o nodos individuales pueden prepararse para la conmutación de canal y pueden conmutar ahora al mismo canal independientemente unos de otros incluso cuando se inicia una conmutación simultáneamente. Ya no es necesario basarse en un valor de precedencia de canal para un arbitraje. Los nodos no sólo notifican su propio criterio de disponibilidad de canal. Más bien notifican un criterio, en el que han agregado... [Seguir leyendo]

1. Aparato para comprobar la disponibilidad de canal con el fin de proporcionar una conmutación de canal flexible en una red en malla, comprendiendo dicho aparato:

a) un receptor (53) para recibir información de canal revelada por nodos del mismo nivel en dicha red en malla;

b) un combinador (54) para combinar la información de canal propia prevista en dicho aparato con dicha información de canal recibida para generar información de canal actualizada que indica la disponibilidad de canal en dicha red en malla; y

c) un propagador (52) para propagar dicha información de canal actualizada a través de dicha red en malla,

d) un selector (55) para seleccionar un canal para la conmutación de canal,

comprendiendo además el aparato un generador (55) para generar dicha información de canal como información numérica que indica la disponibilidad de al menos un canal, caracterizado porque dicho combinador (54) está adaptado para combinar la información de canal propia y la información de canal recibida para cada canal de modo que la información de canal actualizada corresponde a una combinación ponderada de dicha información de canal propia y dicha información de canal recibida y dicho selector (55) está adaptado para seleccionar un canal basándose en dicha información de canal actualizada.

2. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un generador (55) para generar dicha información de canal como información binaria que indica la disponibilidad de al menos un canal.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que dicho combinador (54) está adaptado para combinar información de canal propia e información de canal recibida para cada canal de modo que la información de canal actualizada corresponde a un mínimo de dicha información de canal propia y dicha información de canal recibida.

4. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha combinación ponderada se basa en un algoritmo de evaluación de canal despejado.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho selector (54) está adaptado para aplicar una regla de ruptura de conexión para identificar sin ambigüedad un canal que va a seleccionarse.

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho generador (55) está adaptado para incorporar dicha información de canal actualizada en una trama para solicitar o notificar una medición.