Sistema de comunicación de radio.

Un sistema de comunicación que comprende:

una red (2) que comprende una pluralidad de primeros puntos de acceso (6,

8), estando configurado cada punto de acceso para comunicación bi-direccional, usando un primer protocolo de radio, con un dispositivo de comunicación que se ha asociado con el punto de acceso mediante un intercambio de datos de asociación, en el que cada punto de acceso está configurado adicionalmente para recibir, a una primera velocidad de datos usando el primer protocolo de radio, un mensaje de radio de multidifusión desde una unidad de comunicación inalámbrica que no está asociada con el punto de acceso y reenviar el mensaje de multidifusión en la red; y una unidad de comunicación inalámbrica (12) que comprende medios de transmisión de radio configurados para transmitir un mensaje de radio de multidifusión a la primera velocidad de datos usando el primer protocolo de radio;

caracterizado por que:

el sistema de comunicación comprende adicionalmente un transmisor de radio (10) configurado para enviar datos que comprenden un mensaje de control, direccionados a una o más unidades de comunicación inalámbricas específicas, a una segunda velocidad de datos, usando un segundo protocolo de radio diferente del primer protocolo de radio; y

la unidad de comunicación inalámbrica (12) comprende medios de recepción de radio configurados para recibir y decodificar un mensaje de control desde el transmisor de radio (10), recibido a la segunda velocidad de datos usando el segundo protocolo de radio, y está configurada para ejecutar una función en respuesta a recibir el mensaje de control.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2012/051421.

Solicitante: SONITOR TECHNOLOGIES AS.

Inventor/es: BOOIJ,WILFRED EDWIN, OLSEN,ØYSTEIN HAUG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04W4/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS.Servicios o recursos especialmente adaptados para las redes de comunicación inalámbricas.
  • H04W4/04 H04W […] › H04W 4/00 Servicios o recursos especialmente adaptados para las redes de comunicación inalámbricas. › en un entorno dedicado, p. ej. edificios o vehículos.
  • H04W52/02 H04W […] › H04W 52/00 Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia de Transmisión (Transmission Power Control)], ahorro de potencia o niveles de potencia. › Disposiciones para ahorro de potencia.
  • H04W76/04 H04W […] › H04W 76/00 Gestión de conexión, p. ej establecimiento de conexión, manipulación o liberación. › Manipulación de la conexión.
  • H04W8/00 H04W […] › Gestión de datos de red.
  • H04W88/06 H04W […] › H04W 88/00 Dispositivos especialmente adaptados para redes de comunicación inalámbricas, p. ej. terminales, estaciones base o dispositivos de punto de acceso. › adaptados para funcionar en múltiples redes, p. ej. terminales multimodo.

PDF original: ES-2543184_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema de comunicación de radio

Esta invención se refiere a aparatos y métodos para comunicación de radio entre una unidad inalámbrica y uno o más puntos de acceso de red estáticos. En algunas realizaciones, la unidad inalámbrica puede ser un sensor ambiental o de posicionamiento.

Existen muchos contextos en que es deseable transmitir información inalámbricamente desde una unidad inalámbrica en una red fija, en lugar de requerir una conexión cableada. Por ejemplo, la unidad inalámbrica puede ser parte de un sistema de posicionamiento, en que es importante para la unidad que sea móvil, por ejemplo cuando se lleva por o se fija a una persona o artículo de equipo movible. Como alternativa, la unidad inalámbrica puede ser relativamente estática, pero situarse en una localización en la que es indeseable o imposible instalar una conexión cableada; por ejemplo un sensor de temperatura en un edificio.

Muchos entornos, tales como edificios, ya contienen redes con puntos de acceso de radio; basándose comúnmente en una o más de las normas del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) 802.11 (conocidas comúnmente como 'WiFi'). Sin embargo, asociar una unidad inalámbrica con un punto de acceso de este tipo puede ser lento y tener consumo intensivo de potencia para la unidad inalámbrica, especialmente cuando se emplean protocolos de autenticación complejos. Mantener la asociación puede hacer una demanda de potencia adicional en la unidad inalámbrica, que puede alimentarse típicamente mediante una batería relativamente pequeña.

El documento WO 2006/120675, sobre el que está caracterizada la reivindicación 1, describe un transmisor activo que transmite una señal de presencia a un sistema de red de área local inalámbrica (WLAN) en un formato de difusión o multidifusión que es compatible con IEEE 802.11, pero que no requiere que el transmisor esté asociado con un punto de acceso. Sin embargo, si se desea enviar comandos al transmisor activo, para controlar la transmisión de la señal de presencia y otros parámetros, el transmisor activo debe incluir un receptor WLAN, que produce una fuga de potencia sustancial en el transmisor activo. Un intento para mitigar este problema se describe en el documento US 2005/0156711 alimentando únicamente un receptor en una etiqueta activa para recibir comandos durante una ventana de recepción después de cada transmisión mediante el transmisor activo. Sin embargo, esto puede conducir aún a consumo de potencia innecesariamente alto, puesto que debe alimentarse el receptor incluso cuando no hay comandos que recibir. Se permite también que únicamente se envíen comandos a la etiqueta activa durante ventanas de tiempo limitado, que puede hacer imposible emitir un comando de control de una manera oportuna. Puede ser también indeseable o imposible implementar un sistema propietario de este tipo usando componentes de infraestructura de red inalámbrica convencionales.

La presente invención busca superar estos inconvenientes.

Por consiguiente, desde un aspecto, la invención proporciona un sistema de comunicación de acuerdo con la

reivindicación 1.

La invención se amplía a una unidad de comunicación inalámbrica de acuerdo con la reivindicación 15.

Por lo tanto, la unidad inalámbrica puede recibir datos usando un protocolo de radio y transmitir usando otro. El segundo protocolo y la segunda velocidad de datos son preferentemente de manera que los datos enviados por ellos puedan recibirse y decodificarse para un consumo de potencia inferior que sería el caso para datos enviados en una señal de intensidad equivalente usando el primer protocolo. Por ejemplo, la segunda velocidad de datos puede ser inferior que la primera velocidad de datos. De esta manera, los datos pueden enviarse a la unidad inalámbrica según sea necesario (sin ligarse a la temporización de las transmisiones desde la unidad inalámbrica), mientras que se hace una demanda de potencia inferior en la unidad inalámbrica que sería el caso si se recibieran datos usando el primer protocolo.

El segundo protocolo puede optimizarse para comunicación de baja potencia (por ejemplo, basada en baterías), mientras que el primer protocolo puede haberse diseñado para altas velocidades de datos y/o relativamente alto alcance, sin tales consideraciones. El solicitante se ha dado cuenta que, donde ya existe infraestructura de punto de acceso que usa el primer protocolo (por ejemplo, una red inalámbrica IEEE 802.11), puede ser deseable hacer uso de ella para recibir comunicaciones desde la unidad inalámbrica, mientras que se intenta minimizar el consumo de potencia de la unidad inalámbrica.

El primer protocolo de radio preferentemente se ajusta a, o es compatible con, una de las normas del IEEE 802.11. Sin embargo, podrían usarse otros protocolos, tales como el Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM), el Servicio general de paquetes de radio (GPRS), o una de las normas de las Telecomunicaciones Móviles Internacionales 2000 (IMT-2000). Un dispositivo de comunicación típico que puede asociarse con el punto de acceso mediante un intercambio de datos de asociación podría ser un ordenador portátil o un teléfono móvil.

Los puntos de acceso están conectados preferentemente entre sí mediante una red cableada, por ejemplo Ethernet.

El mensaje de multidifusión (que podría ser un mensaje de difusión) es preferentemente como se describe en el documento WO 2006/120675, y como se usa en etiquetas vendidas por Aeroscout Ltd (RTM).

El segundo protocolo de radio puede ajustarse a, o ser compatible con, al menos la capa física (PHY) definida en una de las normas del IEEE 802.15.4. El segundo protocolo puede cumplir opcionalmente también con la capa de acceso al medio (MAC) definida allí. Las capas de nivel superior, tales como una o más de aquellas definidas en las normas de ZigBee (RTM), pueden implementarse también, pero esto no es esencial. El experto en la materia apreciará que el segundo protocolo de radio puede implementar en su lugar alguna o todas las capas de otros protocolos convencionales, tales como ONE-NET, DASH7, Z-Wave (RTM), etc. Como alternativa, algunos o todos los niveles del segundo protocolo de radio pueden ser propietarios.

La segunda velocidad de datos es preferentemente menor que la mitad de la primera velocidad de datos, y puede ser menor que un décimo de la primera velocidad. En algunas realizaciones, la primera velocidad de datos es al menos 1 Mbps y la segunda velocidad de datos es como máximo 250 kbps. La velocidad de datos máxima soportada mediante el segundo protocolo puede ser menor que la velocidad de datos mínima soportada mediante el primer protocolo; y puede ser menor que la mitad o un décimo de esta.

Recibir datos a una velocidad de datos inferior que la velocidad de transmisión de multidifusión puede ser ventajoso puesto que la complejidad de un receptor de radio y su consumo de potencia típicamente escalan directamente con el ancho de banda de comunicación requerido y una segunda velocidad de datos inferior puede significar que la unidad inalámbrica puede ser más sencilla y tener un consumo de potencia global inferior. El solicitante se ha dado cuenta que las mismas consideraciones no se aplicarán típicamente a los primeros puntos de acceso, puesto que estos normalmente tendrán conexiones de potencia permanentes y pueden llevar un coste de producción superior. Además, una transmisión de datos relativamente lenta a la unidad inalámbrica proporciona una relación de señal a ruido superior y por lo tanto un alcance de transmisión más largo, siendo igual todo lo demás; esto puede ser ventajoso al posibilitar un único transmisor de radio, o un pequeño número de transmisores instalados, para cubrir un gran área, tal como un edificio o complejo hospitalario completo.

El alcance de transmisión efectivo del transmisor de radio que está configurado para transmitir usando el segundo protocolo puede ser mayor que el alcance de transmisión de los puntos de acceso cuando se comunican con un dispositivo de comunicación asociado; puede ser, por ejemplo, más de dos veces o de diez veces más lejos que una distancia de línea de visión despejada. Este será típicamente el caso cuando se use una topología de red en estrella sencilla para comunicaciones bajo el segundo protocolo.

Típicamente, cuando la técnica anterior usa un protocolo tal como IEEE 802.15.4 o un protocolo propietario que opera en las bandas ISM (industrial, científica y médica), la potencia de transmisión efectiva es relativamente baja, y sustancialmente inferior que la usada en una transmisión IEEE 802.11 típica. Sin embargo, en algunas realizaciones de la presente invención, los datos del segundo protocolo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de comunicación que comprende:

una red (2) que comprende una pluralidad de primeros puntos de acceso (6, 8), estando configurado cada punto de acceso para comunicación bi-direccional, usando un primer protocolo de radio, con un dispositivo de comunicación que se ha asociado con el punto de acceso mediante un intercambio de datos de asociación, en el que cada punto de acceso está configurado adicionalmente para recibir, a una primera velocidad de datos usando el primer protocolo de radio, un mensaje de radio de multidifusión desde una unidad de comunicación inalámbrica que no está asociada con el punto de acceso y reenviar el mensaje de multidifusión en la red; y una unidad de comunicación inalámbrica (12) que comprende medios de transmisión de radio configurados para transmitir un mensaje de radio de multidifusión a la primera velocidad de datos usando el primer protocolo de radio;

caracterizado por que:

el sistema de comunicación comprende adicionalmente un transmisor de radio (10) configurado para enviar datos que comprenden un mensaje de control, direccionados a una o más unidades de comunicación inalámbricas específicas, a una segunda velocidad de datos, usando un segundo protocolo de radio diferente del primer protocolo de radio; y

la unidad de comunicación inalámbrica (12) comprende medios de recepción de radio configurados para recibir y decodificar un mensaje de control desde el transmisor de radio (10), recibido a la segunda velocidad de datos usando el segundo protocolo de radio, y está configurada para ejecutar una función en respuesta a recibir el mensaje de control.

2. Un sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda velocidad de datos es inferior que la primera velocidad de datos.

3. Un sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el primer protocolo de radio se ajusta a, o es compatible con, una de las normas del IEEE 802.11.

4. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que los primeros puntos de acceso (6, 8) y el transmisor de radio (10) están conectados entre sí mediante una red cableada (2).

5. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el segundo protocolo de radio se ajusta a, o es compatible con, la capa física definida en una de las normas IEEE 802.15.4.

6. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que una velocidad de datos máxima soportada mediante el segundo protocolo es menor que una velocidad de datos mínima soportada mediante el primer protocolo.

7. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el primer y segundo protocolos de radio operan en los mismos, o solapantes, Intervalos de espectro de radio.

8. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que un alcance de transmisión efectivo del transmisor de radio (10) es mayor que los alcances de transmisión efectivos de los primeros puntos de acceso (6, 8) cuando cada punto de acceso está en comunicación con un dispositivo de comunicación asociado con el punto de acceso.

9. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende una pluralidad de transmisores de radio configurados para enviar datos a la segunda velocidad de datos usando el segundo protocolo de radio, y dispuestos para formar una red de segundos puntos de acceso para dispositivos que comunican usando el segundo protocolo, y en el que cada uno de los segundos puntos de acceso comprende también un receptor de radio, para comunicación en ambos sentidos usando el segundo protocolo, y en el que la red de segundos puntos de acceso está configurada como una red en árbol o en malla.

10. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende un servidor configurado para recibir y procesar un mensaje de multidifusión reenviado mediante uno de los primeros puntos de acceso (6, 8), y para controlar el envío de datos desde el transmisor de radio (10).

11. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de comunicación Inalámbrica (12) está configurada para transmitir Información relacionada con la posición de la unidad (12), o Información desde la que puede obtenerse la posición de la unidad, en un mensaje de radio de multidifusión.

12. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad Inalámbrica (12) comprende un receptor de ultrasonidos, y está configurado para responder a señales de ultrasonidos transmitidas mediante un transmisor de ultrasonidos (28) situado en un área.

13. Un sistema de comunicación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad inalámbrica (12) comprende un reloj, en el que el transmisor de radio (10) está configurado para enviar información de sincronización de reloj a la segunda velocidad de datos usando el segundo protocolo de radio, y en el que la unidad

5 inalámbrica está configurada para usar la información de sincronización de reloj para sincronizar su reloj.

14. Un sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende un transmisor de ultrasonidos (28) configurado para acceder a información de tiempo sincronizada con la unidad inalámbrica (12) y configurado adicionalmente para transmitir una señal de ultrasonidos que contiene información codificada relacionada con el

10 tiempo de transmisión de la señal de ultrasonidos, en el que la unidad inalámbrica (12) está configurada para recibir la señal de ultrasonidos y para transmitir información relacionada con el tiempo de transmisión y el tiempo de llegada de la señal de ultrasonidos en una transmisión de radio de multidifusión.

15. Una unidad de comunicación inalámbrica (12) que comprende medios de transmisión de radio configurados para 15 transmitir un mensaje de radio de multidifusión a una primera velocidad de datos usando un primer protocolo de

radio, a una pluralidad de puntos de acceso, en el que la unidad de comunicación inalámbrica no está asociada con ninguno de los puntos de acceso, caracterizado por que la unidad de comunicación inalámbrica comprende adicionalmente medios de recepción de radio configurados para recibir y decodificar un mensaje de control, direccionado a la unidad de comunicación inalámbrica (12), desde un transmisor de radio a una segunda velocidad 20 de datos, usando el segundo protocolo de radio, diferente del primer protocolo de radio, estando configurada la unidad de comunicación inalámbrica para ejecutar una función en respuesta a recibir el mensaje de control.


 

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