MX2009001613A - Dispositivo y metodo inalambrico. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo inalámbrico lleva a cabo un escaneo de fondo de uno o más canales de radio en una red inalámbrica para enviar una señal a uno o más de otros dispositivos conectados a la red inalámbrica de que el dispositivo está entrando en un modo de invernado predefinido. El escaneo de fondo es entonces llevado a cabo mientras que los otros dispositivos sobre la red consideran al dispositivo estando en un modo de invernado.

Description

DISPOSITIVO Y METODO INALAMBRICO CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a un dispositivo y método inalámbrico. Más particularmente, la invención se refiere a un dispositivo y método inalámbrico para usarse en una red de banda ultra-ancha en la cual la capacidad de red y tolerancia para interferencia son mejoradas usando una técnica de exploración de fondo.

ANTECEDENTES La banda ultra-ancha es una tecnología de radio que transmite datos digitales a través de un rango de frecuencia muy amplio 3.1 a 10.6 GHz . Mediante el extender la energía de frecuencia de radio a través de un ancho de banda grande, la señal transmitida es virtualmente no detectable por las tecnologías de frecuencia de radio selectivas de frecuencia tradicional. Sin embargo, la potencia de transmisión baja limita la asistencia de comunicación a típicamente menos de 10 a 15 metros.

Hay dos acercamientos a la banda ultra-ancha: el acercamiento de tiempo-dominio el cual construye una señal de formas de onda de pulsación con propiedades de banda ultra-ancha y un acercamiento de modulación de dominio de frecuencia usando una multiplexion de división de frecuencia ortogonal de base FFT (OFDM) sobre bandas múltiples (frecuencia) dando MB-OFDM. Ambos acercamientos de banda ultra-ancha dan lugar a componentes espectrales que cubren un ancho de banda muy amplio en el espectro de frecuencia, por tanto el término, banda ultra-ancha por lo que el ancho de banda ocupa más de 20 por ciento de la frecuencia central, típicamente por lo menos 500 MHz.

Estas propiedades de banda ultra-ancha acopladas con el ancho de banda muy amplio, significan que la banda ultra-ancha es una tecnología ideal para proporcionar comunicaciones inalámbricas a alta velocidad en el hogar o un ambiente de oficina, por lo que los dispositivos de comunicación están dentro de un rango de 20 metros uno de otro.

La figura 1 muestra el arreglo de bandas de frecuencia en un sistema de multiplexion de división de frecuencia ortogonal de bandas múltiples (MB-OFDM) para la comunicación de ultra banda ancha. El sistema de multiplexion de división de frecuencia ortogonal de bandas múltiples comprende 14 sub-bandas de 528 MHz cada una, y una un brinco de frecuencia cada 312 ns entre las sub-bandas como un método de acceso. Dentro de cada sub-banda, es empleada la codificación OFD y QPSK ó DCM para transmitir datos. Se notó que la sub-banda alrededor de 5 GHz, actualmente 5.1-5.8 GHz, es el tramo izquierdo para evitar la interferencia con los sistemas de banda estrecha existentes. Por ejemplo, los sistemas WLA 802.11a, los sistemas de comunicación y agencia de sugerencia o la industria de la aviación.

Las catorce sub-bandas están organizadas en cinco grupos de bandas, cuatro teniendo tres sub-bandas de 528 MHz, y un grupo de bandas teniendo dos sub-bandas de 528 MHz. Como se mostró en la figura 1, el primer grupo de bandas comprende la sub-banda 1, la sub-banda 2, y la sub-banda 3. Un sistema de banda ultra-ancha de ejemplo empleará el brinco de frecuencia entre sub-bandas de un grupo de bandas, de manera que un primer símbolo de datos es transmitido en un primer intervalo de tiempo de duración de 312.5 ns en una primera sub-banda de frecuencia de un grupo de banda, un segundo símbolo de datos es transmitido en un segundo intervalo de tiempo de duración de 312.5 ns en una segunda sub-banda de frecuencia de un grupo de bandas, y un tercer símbolo de datos es transmitido en un tercer intervalo de tiempo de duración de 312.5 ns, en una tercera sub-banda de frecuencia del grupo de bandas. Por tanto, durante cada intervalo de tiempo un símbolo de datos es transmitido en una sub-banda respectiva teniendo un ancho de banda de 528 MHz, por ejemplo, la sub-banda 2 teniendo una señal de banda de base de 528 MHz centrada a 3,960 MHz.

Las propiedades técnicas de banda ultra-ancha significan que está siendo desplegada para aplicaciones en el campo de comunicaciones de datos. Por ejemplo, existe una amplia variedad de aplicaciones que se enfocan sobre el reemplazo de cable en los siguientes ambientes: - la comunicación entre computadoras personales y periféricos, dispositivos externos tales como impulsores de disco duros, escritores CD, impresoras, escáner, etc. entretenimiento doméstico, tal como televisiones y dispositivos que conectan a través de medios inalámbricos, bocinas inalámbricas, etc. - la comunicación entre dispositivos sostenidos en la mano y computadoras personales para por ejemplo teléfonos móviles y PDAs, cámaras digitales y tocadiscos MP3 , etc.

En las redes inalámbricas tal como las redes de banda ultra-ancha uno o más dispositivos periódicamente transmiten un armazón de faro. El propósito principal del armazón de faro es el de proporcionar una estructura de tiempo sobre el medio, la división del tiempo en los sub-cuadros y para permitir a los dispositivos de la red sincronizarse con el grupo de faro.

La exploración de fondo es una técnica que es usada comúnmente en las redes inalámbricas, y en particular en los sistemas de banda ultra-ancha, para explorar la presencia de otra actividad de frecuencia de radio. La exploración de fondos permite a un dispositivo formar una "foto" del ambiente de frecuencia de radio en el cual éste existe.

Desde una "foto" clara, el dispositivo puede proporcionar la capacidad para volver a afinar el receptor del dispositivo a un canal físico diferente (y a un grupo de banda diferente) , permitiendo al dispositivo escanear de fondo para otros grupos de faro y evaluar la calidad del canal.

La estructura de toma de tiempo básica de un sistema de- banda ultra-ancha es un súper cuadro como se mostró en la figura 2. Un súper cuadro de acuerdo a el estándar de Asociación de Fabricantes de Computadoras Europea (ECMA) , ECMA-368 segunda edición consiste de 256 ranuras de acceso de medio (MAS) , en donde cada MAS tiene una duración definida por ejemplo de 256 microsegundos . Cada súper armazón empieza con un periodo de faro, el cual dura uno o más MASs contiguos. El inicio del primer MAS en el periodo de faro es conocido como el inicio de periodo de faro.

Se conoce el llevar a cabo un escaneado de fondo durante las separaciones de una transmisión activa o recepción. Tale escaneado es normalmente programado por periodos del súper cuadro en donde los dispositivos tienen reservas de ranura o en momentos oportunos en donde un dispositivo intenta completar la exploración de fondo sin enviar señales a otros dispositivos en el grupo de faro.

Hay numerosas desventajas del uso de las técnicas delineadas anteriormente. Por ejemplo, el periodo de escaneo puede ser tan restringido que esto limitará las oportunidades de volver a afinar el canal físico afuera del grupo de banda existente debido a los tiempos de colocación de receptor. También, mediante llevar a cabo la exploración en momentos oportunos, hay una posibilidad de que un dispositivo pueda tirar los paquetes.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo inalámbrico y un método para el escaneo de fondo que no sufra de las desventajas mencionadas arriba .

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN De acuerdo a un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para llevar a cabo una exploración de uno o más canales de radio sobre un primer dispositivo inalámbrico en una red inalámbrica. El método comprende los pasos de enviar una señal a uno o más de otros dispositivos conectados a la red inalámbrica, informándoles de la intención del primer dispositivo de entrar en un modo de invernado predefinido, y llevar a cabo un escaneo de fondo de uno o más canales de radio mientras que el uno o más de los otros dispositivos sobre la red consideran al primer dispositivo estando en un modo de invernado.

De acuerdo a otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo inalámbrico para llevar a cabo un escaneo de fondo de uno o más canales de radio en una red inalámbrica. El dispositivo inalámbrico comprende un transmisor y un receptor adaptado para transmitir una señal a uno o más de otros dispositivos de la red, la señal indicativa de que el dispositivo está intentando entrar en un modo de invernado predefinido. El dispositivo inalámbrico está además adaptado para llevar a cabo una exploración de fondo en uno o más canales de radio en donde el uno o más dispositivos consideran que el dispositivo está en un modo de invernado.

La invención usa el modo de invernado como una oportunidad para programar el escaneo de fondo. Más bien que en entrar en un modo de ahorro de energía, el dispositivo activamente escanea otros canales físicos a través de tomar ventaja de la señal de invernado existente y de los protocolos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un mejor entendimiento de la presente invención y para mostrar más claramente como se lleva a cabo en efecto, se hará referencia por vía de ejemplo solamente a los siguientes dibujos en los cuales: La figura 1 muestra la alianza OFDM de bandas múltiples (MBOA) aprobada de espectro de frecuencia de un sistema MB-OFDM; La figura 2 muestra una estructura de súper cuadro de acuerdo al estándar ECMA; La figura 3 es un diagrama de actividad de alto nivel el cual describe la operación convencional de un dispositivo de red inalámbrica; y La figura 4 es un diagrama de actividad de alto nivel que describe la operación de un dispositivo receptor de acuerdo a la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE UNA INCORPORACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN Es importante que un dispositivo inalámbrico portátil sea capaz de mantener una eficiencia de potencia y maximizar el tiempo de vida de su batería. Un método efectivo para extender la vida de la batería es el de permitir al dispositivo manejar su consumo de energía mediante operar en un modo de energía reducida, o apagar ciertos componentes del circuito por periodos de tiempo prolongados en relación a un súper armazón. Tal modo de energía reducido de operación se conoce como invernado en el contexto de los sistemas de banda ultra-ancha MB-OFDM.

La mayoría de las tecnologías inalámbricas proporcionan dos modos de potencia: un modo activo y un modo de invernado. Durante el modo activo, los dispositivos inalámbricos se espera que estén disponibles para transmitir y recibir los cuadros como se requiera para mantener el involucramiento en el súper cuadro. En el modo de invernado o de energía baja, el dispositivo inalámbrico se requiere que suspenda todo involucramiento en la frecuencia de radio en el súper cuadro, pero que mantenga la sincronización de súper cuadro y membresía del grupo faro.

Se requiere que los dispositivos estén disponibles para transmitir y recibir los cuadros de faro durante el periodo de faro. Los cuadros de control, de comando y de datos son requeridos para ser transmitidos y recibidos durante otras ranuras en el súper cuadro y se usan para participar también en el súper cuadro.

La figura 3 es un diagrama de actividad de alto nivel que describe mejor la operación convencional de un dispositivo de red inalámbrico.

Durante el modo activo de operación 201, el dispositivo se espera que transmita los cuadros de faro y participe en las operaciones de transmitir y recibir normales sobre el medio. En algún punto una entidad de manejo de dispositivo requerirá que el controlador de acceso de medio (MAC) cese todas las operaciones sobre el medio, incluyendo la suspensión de las transmisiones de faro. Esta petición normalmente contendrá un parámetro de cuenta hacia abajo, que representa el número de súper cuadros en relación al súper cuadro actual antes de que el dispositivo entre en el estado de invernado. La petición también contendrá un parámetro de duración el cual representa el número de súper cuadros para los que el dispositivo debe mantener su estado de invernado. A la recepción de tal petición el controlador de acceso de medios incluirá un elemento de información de modo de invernado (IE) en su siguiente cuadro de faro de manera que este puede acordonar su comportamiento con otros dispositivos en un grupo de faro. Un dispositivo puede decidir entrar en el modo de invernado, por ejemplo, cuando no tiene datos ya sea para enviar o recibir.

En este punto, el dispositivo debe enviar una señal a los dispositivos vecinos en el grupo de faro de su intención de entrar en el modo de invernado, periodo 203. Al final del periodo de cuenta hacia abajo 205, el dispositivo entonces inverna por un periodo 207. Después de la expiración del periodo de invernado, el dispositivo despierta y vuelve a asumir la operación normal durante el periodo 209.

La figura 4 es un diagrama de actividad de alto nivel el cual describe la operación del dispositivo inalámbrico de acuerdo a la presente invención.

Como en la figura 3, el dispositivo empieza en un modo activo de operación durante el periodo' 301, por lo que el dispositivo está transmitiendo y recibe paquetes de información normalmente. El recibir una instrucción para llevar a cabo una exploración de fondo o antecedentes, el dispositivo inalámbrico envía señales a otros dispositivos en la red de que intenta invernar, periodo 303. Se nota que la instrucción para llevar a cabo el escaneo de antecedentes o fondo puede proporcionarse desde una entidad de manejo de dispositivo. Sin embargo, se apreciará que esta petición puede venir de otras fuentes, tal como de la entidad de manejo de dispositivo, como un resultado de una petición de una capa más alta sobre el dispositivo inalámbrico, o automáticamente desde la entidad de manejo de dispositivo como resultado de algún algoritmo adicional para llevar a cabo periódicamente escaneo de fondo a fin de maximizar la calidad de métricos de servicio y la resistencia en la presencia de interferencia de fondo de interferentes accidentales .

El dispositivo de nuevo espera para el periodo de especificado de tiempo 305, antes de entrar en el modo de invernado. Sin embargo, después de esperar por este tiempo específico, en vez de actualmente entrar en el modo de invernado como se indicó a otros dispositivos en la red, el dispositivo lleva a cabo una operación de exploración de fondo durante el periodo 307.

La operación de exploración de fondo involucrará el cambiar los canales físicos, y en ocasiones el grupo de banda. Cuando se cambian los canales físicos habrá un periodo de colocación de tiempo para volver a afinar el receptor de dispositivo a un canal físico diferente. La duración del periodo de colocación será variable dependiendo de las características de radio y del diferencial de brinco de grupo de banda. Este tiempo de colocación 306 y 308 está mostrado en cualquier lado del periodo de escaneo de fondo 307 de la figura 4. Se apreciará que el dispositivo puede cambiar los canales físicos por una pluralidad de veces durante el periodo 307 cada uno teniendo su propio tiempo de colocación 306 y 308.

Después de que se completa la exploración de fondo, el dispositivo entonces regresa a un modo activo de colocación, periodo 309 de nuevo transmite y recibe los paquetes normalmente. La información ganada durante la operación de escaneo de fondo se usará en la manera convencional para tales datos. Por ejemplo, la información ganada durante la operación de exploración de fondo puede ser usada para determinar las cuales de señal sobre otros canales físicos, para determinar si un cambio de canal será factible de mejorar las condiciones de canal actual, por ejemplo, proporcionar una mejor calidad de servicio y minimizar la interferencia de frecuencia de radio. Los datos de exploración de fondo también pueden ser usados en relación a otras funciones, tal como la función de "detectar y evitar" empleada en los sistemas de banda ultra-ancha, la mitigación de interferencia y la co-existencia mejorada con otras tecnologías inalámbricas e interferentes accidentales. La información de exploración de fondo también puede ser usada para mejorar la calidad de servicio y las características de canal mediante reducir la posibilidad de recibir errores de paquete e incurrir en retransmisiones que resulta en beneficios a la tasa de datos máxima y la eficiencia de energía.

Por tanto, la presente invención tiene varias ventajas sobre el arte previo. Por ejemplo, mediante emplear un modo de invernado predefinido del sistema inalámbrico. La invención permite a un dispositivo llevar a cabo una exploración de fondo sin requerir un nuevo protocolo o instrucciones y es por tanto aplicable a muchos estándares inalámbricos diferentes. En otras palabras, la invención hace uso de los protocolos existentes que existen para colocar un dispositivo en modo de invernado pero en vez de entrar en el modo de invernado, el dispositivo en vez de esto llevará a cabo una operación de escaneo de fondo sobre un canal físico diferente .

Aún cuando el dispositivo está explorando el fondo, los otros dispositivos sobre la red no intentan enviar paquetes al dispositivo, ya que estos consideran al dispositivo estando en el modo de invernado. Por tanto, ningunos paquetes de información serán omitidos por un dispositivo que lleva a cabo una exploración de fondo en momentos inoportunos. La presente invención mejora la capacidad de red a través de la reducción de transmisión no deseada y por tanto de interferencia incidental adicional.

Se apreciará que el periodo de tiempo 307 durante el cual el dispositivo lleva a cabo la exploración de fondo puede ser predeterminado, por ejemplo, correspondiendo a un tiempo predeterminado que el dispositivo ha indicado a otros dispositivos de red que estará en el modo de invernado, o puede variar dependiendo de qué tanto tiempo toma al dispositivo para llevar a cabo la operación de exploración de fondo. Preferiblemente, el periodo de tiempo predeterminado es un número entero de súper cuadros, por ejemplo, uno o más súper cuadros .

Se apreciará que el término modo de invernado se intenta que abarque otros modos de operación de potencia baja predefinidos, cuando un dispositivo informa a los dispositivos vecinos que se intenta el entrar en un estado de dormido predefinido usando un protocolo de definido.

Se notó que la invención descrita arriba usa el modo de invernado como una oportunidad para programar una exploración de fondo. Más bien que entrar en un modo de ahorro de energía, el dispositivo explora activamente otros canales físicos, a través de tomar ventaja de las señales de invernado y protocolos existentes. Por ejemplo, la especificación ECMA define los procedimientos para entrar y despertar del modo de invernado y los dispositivos de cumplimiento y por tanto seguir estos procedimientos. La invención es complaciente con la especificación ECMA ya que no envía ningún cuadro de datos/comando/control/faro durante el periodo de invernado. En otras palabras, dado que las operaciones de escaneo de fondo son operaciones de "recibir" , la invención opera dentro de los parámetros de la especificación ECMA.

Deberá notarse que las incorporaciones antes mencionadas ilustran más bien que limitan la invención, y que aquellos expertos en el arte serán capaces de diseñar muchas incorporaciones alternas sin departir del alcance de las reivindicaciones anexas. La palabra "comprende" no excluye la presencia de elementos o pasos distintos de aquellos listados en una cláusula y los artículos "un" o "una" no excluyen una pluralidad. Cualquier referencia de signos en las reivindicaciones no deberá ser considerada como un límite de su alcance .

Claims (14)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un método para llevar a cabo un escaneo de fondo de uno o más canales de radio sobre un primer dispositivo inalámbrico en una red inalámbrica, el método comprende los pasos de : enviar una señal a uno o más de otros dispositivos conectados a la red inalámbrica informándoles de la intención del primer dispositivo de entrar en un modo de invernado predefinido, y, llevar a cabo el escaneo de fondo de uno o más canales de radio, mientras que el uno o más de otro dispositivos sobre la red consideran al primer dispositivo estando en un modo de invernado.

2. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de enviar una señal a uno o más de otros dispositivos comprende usar protocolos de invernado estándar que son normalmente usados para entrar en el modo de invernado .

3. Un método tal y como se reivindica en las cláusulas 1 ó 2, caracterizado porque el paso de llevar a cabo el escaneo de fondo se lleva a cabo después de un periodo de tiempo predeterminado.

4. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque el periodo predeterminado corresponde a un periodo de cuenta hacia abajo asociado con entrar en el modo de invernado.

5. Un método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el uno o más canales de radio escaneados por el dispositivo son diferentes al canal sobre el cual tiene lugar la comunicación estándar en la red.

6. Un método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el paso de escaneo de fondo se lleva a cabo por un periodo de tiempo predeterminado.

7. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque el tiempo predeterminado corresponde a un múltiple entero de un súper cuadro.

8. Un dispositivo inalámbrico para llevar a cabo la exploración de fondo de uno o más canales de radio en una red inalámbrica que comprende: un transmisor receptor adaptado para transmitir una señal a uno o más de otros dispositivos en la red, la señal indicativa de que el dispositivo está intentando entrar en un modo de invernado predefinido y, además adaptado para llevar a cabo la exploración o escaneo de fondo de uno o más canales de radio cuando el uno o más de otros dispositivos consideran el dispositivo estándar en un modo de invernado.

9. Un dispositivo tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque el dispositivo está además adaptado para enviar una señal a uno o más de otros dispositivos que comprende usar protocolos de invernado estándar que son normalmente usados para entrar en el modo de invernado .

10. Un dispositivo tal y como se reivindica en las cláusulas 8 ó 9, caracterizado porque el dispositivo está configurado para llevar a cabo el escaneo de fondo después de un periodo de tiempo predeterminado.

11. Un dispositivo tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado porque el periodo predeterminado corresponde a un periodo de cuenta hacia abajo asociado con entrar en el modo de invernado.

12. Un dispositivo tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 8 a 11, caracterizado porque uno o más canales de radio explorados por el dispositivo son diferentes al canal sobre el cual tiene lugar la comunicación estándar en la red.

13. Un dispositivo tal y como se reivindica en las cláusulas 8 a 12, el dispositivo además estando adaptado para llevar a cabo la exploración de fondo por un periodo de tiempo predeterminado.

14. Un dispositivo tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque el periodo de tiempo predeterminado corresponde a un múltiple entero de un súper cuadro . R E S U E N Un dispositivo inalámbrico lleva a cabo un escaneo de fondo de uno o más canales de radio en una red inalámbrica para enviar una señal a uno o más de otros dispositivos conectados a la red inalámbrica de que el dispositivo está entrando en un modo de invernado predefinido. El escaneo de fondo es entonces llevado a cabo mientras que los otros dispositivos sobre la red consideran al dispositivo estando en un modo de invernado.