PROCEDIMIENTO PARA ESTABLECER RUTAS BIDIRECCIONALES DE TRANSMISIÓN DE DATOS EN UNA RED DE COMUNICACIONES INALÁMBRICA ENMALLADA.

Procedimiento para establecer rutas bidireccionales de transmisión de datos en una red de comunicaciones inalámbrica enmallada. La invención se sitúa en el sector técnico de la técnica de comunicación y se refiere a un procedimiento para establecer rutas bidireccionales de transmisión de datos en una red de comunicaciones inalámbrica enmallada adecuada para realizar el procedimiento. Para redes de comunicaciones WLAN (WLAN = Wireless Local Area Network, red inalámbrica de área local), ha dado a conocer al público desde el principio de los años 90 el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) en el marco de la familia de estándares IEEE 802.11 un conjunto de diversos estándares, en los que en base al rapidísimo progreso técnico se han especificado con obligatoriedad determinadas características de las redes de comunicaciones, como velocidades de transmisión, gamas de frecuencias, procedimientos de modulación, número de canales, codificación y similares. En los estándares utilizados hasta ahora, la unidad más pequeña de un sistema de comunicaciones WLAN es la célula de radio, en la que pueden intercambiar los puntos de acceso datos con varios aparatos terminales. La conexión de varias células de radio entre sí se realiza mediante uniones por cable entre los puntos de acceso. Un desarrollo muy reciente dentro de la familia de estándares IEEE 802.11, que se denomina IEEE 802.11s y que previsiblemente se publicará en el año 2009 como estándar vigente, estandariza una comunicación inalámbrica entre los nodos de red. En IEEE 802.11s sirven los nodos de red, los llamados puntos mesh o de malla, abreviadamente MP (MP = Mesh Point), como enrutadores para la transmisión inalámbrica de datos, con lo que se forma una red de radio ad hoc inalámbrica enmallada (red mesh). En redes de comunicaciones pueden estar implementados en general protocolos de enrutamiento proactivos, reactivos o híbridos. En redes de comunicaciones con un protocolo de enrutamiento proactivo se mantienen disponibles rutas de transmisión de datos entre los nodos de origen y destino para la transmisión de datos, lo cual posibilita un rápido intercambio de datos, pero en particular tiene el inconveniente de que se reservan recursos que a continuación posiblemente no se utilicen para un intercambio de datos. En un protocolo de enrutamiento reactivo se establece una ruta de transmisión de datos entre los nodos de origen y destino sólo cuando se necesita, lo cual ciertamente es más ventajoso en cuanto a los recursos, pero que implica un tiempo de latencia para el establecimiento de la ruta de transmisión de datos. Para aprovechar las ventajas de los protocolos de enrutamiento proactivos y reactivos, se prevé para una red de comunicaciones inalámbrica basada en el estándar IEEE 802.11s, para elegir una ruta de transmisión de datos entre los nodos de red de origen y destino, un protocolo de enrutamiento híbrido con la denominación HWMP (HWMP = Hybrid Wireless Mesh Protocol, protocolo híbrido inalámbrico de malla). En HWMP puede establecerse sobre la topología física de la red una topología lógica en forma de uno o varios árboles de enrutamiento. Para establecer y actualizar un árbol de enrutamiento envía un Root-MP (MP de raíz) a intervalos periódicos de tiempo a los otros MPs mensajes de solicitud de enrutamiento mediante el procedimiento de radiodifusión (Broadcast), que se denominan "solicitudes proactivas de rutas", abreviadamente PREQ proactivas (PREQ = Path Request, solicitud de ruta). Los MPs reciben las PREQs, inscriben los correspondientes datos de ruta en sus tablas de enrutamiento y establecen de esta manera una ruta unidireccional de transmisión de datos desde el MP hasta el Root-MP emisor. Para mantener el número de mensajes de enrutamiento destinados a establecer un árbol local de enrutamiento lo más reducido posible, puede borrarse en el PREQ proactivo un llamado indicador (flag) PREP proactivo para un mensaje de respuesta de enrutamiento PREP (PREP = Path Reply, respuesta de ruta), es decir, los MPs reciben las PREQs proactivas, establecen una ruta de ida para la transmisión de datos del MP al Root-MP, pero no envían ningún mensaje de respuesta de enrutamiento (PREP) al Root-MP, con lo que no se establece ninguna ruta de vuelta para la transmisión de datos desde el Root-MP hasta los MPs. En los documentos IEEE 802.11 TGS Joint SEE-Mesh/Wi-Mesh Proposal to 802.11 TGs, (propuesta conjunta SEE- Mesh/Wi-Mesh a la 802.11 TGs), [Online], 27 febrero 2006, páginas 1 a 14, 65 a 83, XP002469386, así como Michael Bahr: Proposed Routing for IEEE 802.11s WLAN Mesh Networks, (Enrutamiento propuesto para IEE 802.11s redes enmalladas WLAN), [Online], 5 agosto 2006, XP002469387 WICON 06, 2ª Conferencia Anual Internacional sobre Internet Inalámbrica, 2 a 5 agosto 2006, Boston, MA, USA, se profundiza en el protocolo HWMP. En particular se describe en los documentos la utilización de un llamado HWMP-Registration Flag (indicador de registro HWMP) en un mensaje Root-Announcement (notificación de raíz). Mediante este indicador se influye sobre el comportamiento del nodo de red del árbol de enrutamiento que recibe el mensaje Root-Announcement. Puesto que los flujos de datos entre un root-MP y los MPs de un árbol de enrutamiento son a menudo bidireccionales, existe en HWMP la posibilidad de enviar al comienzo de una comunicación de datos, es decir, antes del envío del primer paquete de datos desde un MP hasta un Root-MP, un mensaje de respuesta de enrutamiento (PREP) desde el MP al 2   Root-MP, para de esta manera establecer una ruta de vuelta unidireccional desde el Root-MP hasta el MP que envía el PREP. Mediante las PREQs enviadas periódicamente desde los Root-MPs, se actualizan periódicamente las rutas de transmisión de datos unidireccionales (rutas de ida) desde los MPs hasta los root-MPs, con lo que las rutas de ida unidireccionales del árbol de enrutamiento pueden adaptarse a condiciones que varían en la red mesh. En particular pueden incluirse nuevos MPs llegados adicionalmente a la red mesh en árboles de enrutamiento o por ejemplo modificarse rutas de transmisión de datos que ya no funcionan debido al fallo de un enlace de datos. Puesto que no obstante las rutas de vuelta desde los root-MPs hasta los MPs no se actualizan y permanecen tal como se establecieron antes del envío de un primer paquete de datos de una comunicación de datos mediante el envío de la PREP desde un MP, puede presentarse el caso de que permaneciendo invariable la conectividad y variando las métricas de enlace, las rutas de ida y vuelta entre un root-MP y un MP sean distintas, con lo que los paquetes de datos tomen sobre la ruta de ida la vía (actualizada) más favorable y sobre la ruta de vuelta la vía (no actualizada) menos favorable. Si falla un enlace de datos en una ruta de transmisión de datos entre un root-MP y un MP, entonces se establece mediante las PREQs enviadas periódicamente una ruta de ida alternativa entre el root-MP y el MP, no siendo por el contrario posible ya una transmisión de datos a través de la ruta de vuelta no actualizada. En este caso se recurre en el HWMP a mecanismos estándar basados en AODV (AODV = Ad hoc On demand Distance Vector) (vector de distancia ad hoc sobre demanda), lo cual implica un tiempo de latencia relativamente largo hasta el comienzo de la transmisión de paquetes de datos desde el root-MP hasta el MP. Por el contrario la tarea de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para establecer rutas bidireccionales de transmisión de datos en una red de comunicaciones inalámbrica enmallada con el que puedan evitarse los inconvenientes antes mostrados. Esta tarea se resuelve según la invención mediante un procedimiento para establecer rutas de transmisión de datos bidireccionales en una red de comunicaciones inalámbrica enmallada con las características de la reivindicación 1. Ventajosas configuraciones evolucionadas de la invención se indican mediante las características de las reivindicaciones subordinadas. En el marco de la invención se muestra un procedimiento para establecer una ruta bidireccional de transmisión de datos en una red de comunicaciones (ad hoc) inalámbrica enmallada con conmutación por paquetes, sobre cuya topología física se establece proactivamente o bien está ya establecida una topología lógica con al menos una estructura a modo de árbol ("árbol de enrutamiento"). Para este fin genera y envía un nodo de red de la red de comunicaciones que sirve para el árbol de enrutamiento como nodo de red root (de raíz) a intervalos de tiempo periódicos mensajes de solicitud de enrutamiento, abreviadamente RANs, a los nodos de red de la red de comunicaciones, para activar primeras rutas unidireccionales de transmisión de datos hacia el nodo de red root. Para ello, al recibirse los RAN a través de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para establecer una ruta bidireccional de transmisión de datos en una red de comunicaciones inalámbrica enmallada de conmutación por paquetes con un conjunto de nodos de red, de los cuales uno sirve como nodo de red de raíz (root), según el que en la red de comunicaciones: se establece proactivamente una topología lógica en forma de al menos un árbol de enrutamiento, enviando el nodo de red root (R) del árbol de enrutamiento a intervalos de tiempo periódicos mensajes de solicitud de enrutamiento (RANs) a los nodos de red (M1-M7) de la red de comunicaciones, especificando los mensajes de solicitud de enrutamiento primeras rutas unidireccionales de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R), en el nodo de red (M1-M7) del árbol de enrutamiento está establecido en cada caso un primer indicador (flag) que puede colocarse en dos estados diferentes para controlar el envío de un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN), colocándose el primer flag de un nodo de red (M5) en un primer estado que puede elegirse (ON) sólo cuando el nodo de red (M5) recibe como primer nodo de red de la red de comunicaciones sobre la ruta de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R) un paquete de datos (D1) para su transmisión al nodo de red root (R), un nodo de red (M5) envía un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) al nodo de red root (R) al recibir uno de los mensajes de consulta de enrutamiento (RAN) cuando el primer flag está colocado en el primer estado (ON), especificando el mensaje de respuesta de enrutamiento una segunda ruta unidireccional de transmisión de datos hacia el nodo de red, con lo que queda establecida una ruta bidireccional de transmisión de datos entre el nodo de red root (R) y el nodo de red ((M5), y un nodo de red no envía ningún mensaje de respuesta de enrutamiento cuando el primer flag está colocado en un segundo estado. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el primer flag de un nodo de red (M5) se coloca en un segundo estado (OFF) inmediatamente tras el envío de un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) al nodo de red root (R), 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el primer flag de un nodo de red (M5) se coloca una vez transcurrido un primer espacio de tiempo que puede elegirse en el segundo estado (OFF) y que se inicia con el envío al nodo de red root (R) de un paquete de datos (D1) que el nodo de red (M5) ha recibido como primer nodo de red de la red de comunicaciones sobre la ruta de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R), reponiéndose el primer espacio de tiempo cada vez que se envía un tal paquete de datos (D1) a un valor inicial del primer espacio de tiempo que puede elegirse. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que un nodo de red (M5) envía un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) al nodo de red root (R) cuando el nodo de red, como primer nodo de red de la red de comunicaciones sobre la ruta de transmisión de datos hacia el nodo de red root, ha recibido un paquete de datos (D1) para su envío al nodo de red root y durante un segundo espacio de tiempo inmediatamente precedente a la recepción del paquete de datos no ha recibido ningún paquete de datos (D1) para su envío al nodo de red root como primer nodo de red de la red de comunicaciones sobre la ruta de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R). 5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que un nodo de red (M5) envía un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) al nodo de red root (R) cuando un segundo flag establecido en el nodo de red y que puede colocarse en dos estados diferentes (ON/OFF) para controlar el envío de un mensaje de respuesta de enrutamiento, está colocado en un primer estado (O) que puede elegirse. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que los segundos flags de los nodos de red (M1-M7) se ajustan previamente al segundo estado (OFF) cuando se realiza una inicialización inicial de la red de comunicaciones. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el primer flag de un nodo de red (M5) se coloca en el primer estado (ON) cuando el nodo de red envía un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) al nodo de red root (R) antes del primer paquete de datos (D1) de una comunicación de datos al nodo de red root (R). 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) se envía inmediatamente tras recibirse el mensaje de consulta de enrutamiento (RAN) al nodo de red root (R). 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) se envía con un retardo tras recibirse el mensaje de consulta de enrutamiento (RAN) al nodo de red root (R).   10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que los primeros flags de los nodos de red (M1-M7) se ajustan previamente al segundo estado (OFF) en una inicialización inicial de la red de comunicaciones. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que un parámetro de tiempo de validez (lifetime) de un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) que codifica el tiempo de validez de una segunda ruta unidireccional de transmisión de datos hacia un nodo de red, se ajusta a un parámetro de tiempo de validez contenido en el mensaje de consulta de enrutamiento (RAN) y que codifica el tiempo de validez de una primera ruta unidireccional de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R). 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, que se basa en un protocolo de enrutamiento híbrido HWMP. 13. Procedimiento para establecer una ruta bidireccional de transmisión de datos en una red de comunicaciones inalámbrica enmallada de conmutación por paquetes con un conjunto de nodos de red, de los cuales uno sirve como nodo de red de raíz (root), según el que en la red de comunicaciones: se establece proactivamente una topología lógica en forma de al menos un árbol de enrutamiento, enviando el nodo de red root (R) del árbol de enrutamiento a intervalos de tiempo periódicos mensajes de solicitud de enrutamiento (RANs) a los nodos de red (M1-M7) de la red de comunicaciones, especificando los mensajes de solicitud de enrutamiento primeras rutas unidireccionales de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R), en el nodo de red (M1-M7) del árbol de enrutamiento está establecido en cada caso un primer indicador (flag) que puede colocarse en dos estados diferentes para controlar el envío de un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN), colocándose el primer flag de un nodo de red (M5) en un primer estado que puede elegirse (ON) sólo cuando el nodo de red (M5) recibe como primer nodo de red de la red de comunicaciones sobre la ruta de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R) un paquete de datos (D1) para su transmisión al nodo de red root (R), un nodo de red (M5), cuando el primer flag está colocado en el primer estado (ON), al detectar una modificación de la primera ruta unidireccional de transmisión de datos hacia el nodo de red root (R), envía un mensaje de respuesta de enrutamiento (RWN) al nodo de red root (R), especificando el mensaje de respuesta de enrutamiento una segunda ruta unidireccional de transmisión de datos al nodo de red, con lo que se establece una ruta bidireccional de transmisión de datos entre el nodo de red root (R) y el nodo de red (M5) y un nodo de red no envía ningún mensaje de respuesta de enrutamiento cuando el primer flag está colocado en un segundo estado. 14. Red de comunicaciones inalámbrica enmallada con conmutación por paquetes, en la cual los nodos de red (M1-M7) están equipados de manera adecuada para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13. 15. Código de programa legible por máquina para un nodo de red (M1-M7) de una red de comunicaciones según la reivindicación 14, que contiene órdenes de control que dan lugar a que los nodos de red realicen un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13. 16. Nodo de red (M1-M7) de una red de comunicaciones según la reivindicación 14, en la que se ejecuta un código de programa legible por máquina según la reivindicación 15. 17. Elemento de memoria con un código de programa legible por máquina memorizado en el mismo según la reivindicación 15. 16   17   18   19