MXPA06001538A - Sistema y protocolo de comunicacion de red de radio. - Google Patents

Abstract

Un sistema de comunicacion y protocolo de una red de radiocomunicaciones que incluye un numero de dispositivos de transceptores el protocolo asegura que las variables de red que seran compartidas por todos los dispositivos estan recibidas correctamente y actualizadas por todos los dispositivos. El protocolo tambien provee para detectar precisamente la transmision desde un intervalo de tiempo a otra, en una transaccion de datos determinada.

Description

"SISTEMA, Y PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN DE RED DE RADIO" CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere una red de dispositivos para comunicarse entre ellos por medio de radiofrecuencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una red de dispositivos puede ser creada por disposición de un grupo de dispositivos que se comunican entre ellos por medio de radio frecuencia (RF) con el propósito de transmitir datos entre los dispositivos. Siempre y cuando cada uno de los dispositivos esté dentro del rango máximo de comunicación, cada dispositivo puede comunicarse efectivamente con cada uno de los dispositivos en la red. En muchas redes como estas, los dispositivos pueden ser todos transceptores , es decir, ambos tienen la capacidad de transmitir y recibir. Con el propósito de transmitir una porción de datos, un dispositivo actúa predominantemente como un transmisor, mientras otros dispositivos actúan predominantemente como receptores. La presente invención se va a utilizar en un sistema de "punto a puntos múltiples" en contraste a un sistema "punto a punto" en el cual las comunicaciones ocurren únicamente entre dos dispositivos al mismo tiempo.

Un sistema confiable de comunicación "punto a puntos múltiples" permite la creación de una variable de red compartida. Este es una variable que es conocida por todos los dispositivos en la red. Por ejemplo, si un dispositivo quiere cambiar el valor de la variable de la red compartida, debe transmitir una petición y se asegura que todos los dispositivos reciben y procesan la variable actualizada simultáneamente. Si la actualización no puede hacerse simultáneamente, o no todos los otros dispositivos en la red reciben la actualización, entonces la red no tiene la variable de red compartida. Las variables de red compartida permite la creación de una red que no tiene controlador central. Todos los datos esenciales acerca de la transacción y control de la red es conocido por cada dispositivo de la red simultáneamente. Los datos pueden ser actualizados por cualquier dispositivo en la red en cualquier tiempo y todos los otros dispositivos se aseguran de actualizar sus datos consecuentemente. Esto permite que el control de los dispositivos dentro de la red sean simplificados, más flexibles y menos costoso en comparación con redes que tienen controlador central. Una sola acción de comunicación entre cada uno de los dispositivos es aquí mencionada como transacción. Una ' transacción ocurre entre un dispositivo (transceptor/transmisor) que transmite datos a otro transceptor/receptor de datos. La transacción también incluye un envío de datos desde el transceptor/receptor al transceptor/transmisor al igual que cada uno de los otros dispositivos transceptores/receptores en la red. En este contexto, tal para una transmisión dada, transmite los datos para ser compartidos a través de toda la red se refiere como un "transceptor/receptor" mientras un dispositivo que recibe los datos durante la transacción, serán mencionados como un transceptor/receptor. Se entenderá que dentro de la misma transacción un transceptor/receptor dado puede también transmitir una señal de reconocimiento. En la siguiente transacción, el transceptor/receptor puede llegar a ser el transceptor/transmisor. Cuando se transmite a más de un tranceptor/receptor . simultáneamente (también conocida como una transmisión o transmisión múltiple) , es importante saber que todos los transceptores/receptores han recibido los datos exitosamente. Si por lo menos un transceptor/receptor no ha recibido los datos exitosamente (por ejemplo, por un error de bits utilizado por la corrupción de datos en un transceptor/receptor) , entonces todos los otros transceptores/receptores deben ser informados que no todos los otros transceptores/receptores han recibido los datos exitosamente.

Tales redes pueden utilizar opcionalmente también un sistema de transmisión con bits dominantes e inferiores. Esto significa que si hay un conflicto, y dos dispositivos transmiten simultáneamente un bit dominante y un bit inferior, cuando supervise el medio de comunicación, cada dispositivo verá la transmisión del bit dominante. El dispositivo que transmite el bit inferior sabe que ahi habrá un conflicto y puede tomar cualquier acción que sea apropiada. Por ejemplo, esto puede significar la terminación de todas las transmisiones subsecuentes. En protocolos convencionales de comunicación punto a punto, un procedimiento general es hacer que cada dispositivo transmita una disposición de confirmación un tiempo después de recibir los datos. Esto tiene la desventaja que cada dispositivo de transmisión debe saber exactamente el numero de dispositivos de recepción dentro de la red, y cómo contactar a cada uno de ellos. La transferencia confiable de la misma pieza de datos a dispositivos múltiples receptores requieren muchas transmisiones del mismo dato y una espera correspondiente para que cada transmisión sea reconocida. La transmisión repetitiva del mismo dato a muchos destinatarios desperdicia el ancho de banda disponible del medio de comunicación. Este enfoque también requiere que el transmisor obtenga y almacene datos acerca de cual de los dispositivos receptores exactamente aceptara una transmisión dada. Este enfoque permite la creación de una variable de red compartida, a expensas de complejidad no necesaria y un uso deficiente del ancho de banda disponible del medio de comunicación. Alternativamente, una transmisión punto a puntos múltiples puede utilizarse para transmitir datos a muchos receptores simultáneamente sin que se regrese ninguna disposición. Esto resulta en una transferencia de datos no confiable, y el transmisor no será capaz de determinar cual de los dispositivos receptores ha recibido o recibió los datos exitosamente. La transferencia no confiable de datos significa que una variable de red compartida no puede ser creada . En tales sistemas es también necesario estar disponible para determinar precisamente un tiempo o punto en una transmisión de datos donde cambian el tipo de los datos (por ejemplo, un cambio desde un intervalo de tiempo de una transmisión de control de datos hasta un intervalo de tiempo de reconocimiento) . Muchos protocolos de comunicación bien conocidos son asincronos y basados en caracteres. El mejor ejemplo es el puerto de serie RS/EIA-232 extensamente utilizado. Tales protocolos pueden ser utilizados, con dificultad, para transmitir porciones de tiempo variadas y fijas. De cualquier manera, es importante que al componente asincrono de interface (se refiere a un Receptor Transmisor Universal Asincrono, o UART) tenga bien reconocidas las características del temporizador de sincronización y retraso, y aquellas características que permanecen sin variación. Por ejemplo, cualquier variación (por cualquier razón) al intervalo de inter-caracteres será catastrófico, por que esto significará que dispositivos diferentes puedan arreglar tiempos diferentes para el mismo punto crítico. No habrá una referencia de tiempo común para el comienzo de los intervalos de tiempo fijas. Los protocolos basados en caracteres deben tener la capacidad de transportar cualquier artículo de información que se adapte en el tamaño de carácter designado. Estos conflictos con la necesidad de tener medios de puntos de señalización importantes en la transmisión, especialmente al final de la porción variable. Este conflicto surge porque en el protocolo basado en caracteres, algunos de los caracteres necesitan tomar un significado especial para señalar el punto importante. Esto quiere decir que el carácter especial no puede ser utilizado para datos. Las desventajas combinadas del protocolo basado en caracteres asincronos lo hace muy difícil de utilizar cuando una relación de tiempo fijo se mantendrá entre una variable y una porción de tiempo fija.

Una alternativa es considerar el protocolo como una corriente de bits organizada en caracteres por agrupamiento (en otras palabras, sobreponiendo la estructura de caracteres nuevamente sobre la corriente de bits) . Cada carácter puede ser inspeccionado para ver si es significante o no. Cuando será transmitido una porción de datos que se ve igual a un carácter significante, pueden ser insertados bits extras para cambiarlo. El dispositivo receptor reconoce los patrones de los bits extra, y los eliminan restaurando el carácter original. Realizando el reconocimiento de los caracteres especiales al punto correcto en la trayectoria de codificación, pueden ser separados ambos caracteres especiales y de datos. Esto se conoce como relleno de bits, y es utilizado ampliamente en protocolos como HDLC. De cualquier manera relleno de bits, puede ser complicado y con un proceso intenso. Es un objetivo de la presente invención proveer un sistema y protocolo para mejorar las comunicaciones entre dispositivos en un sistema de comunicaciones punto a puntos múltiples.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Según un primer aspecto de la presente invención, se provee un protocolo de comunicaciones para utilizarse en una red de dispositivos, el protocolo tiene un cuadro que incluye un primer intervalo de tiempo para transmitir datos, un segundo intervalo de tiempo, después el primer intervalo de tiempo, para transmitir un primer estado de reconocimiento, y un tercer intervalo de tiempo, después el segundo intervalo de tiempo, para transmitir un segundo estado de reconocimiento. Preferentemente, el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo, y el segundo estado de reconocimiento es un estado de reconocimiento negativo. Preferentemente, el primer intervalo de tiempo es variable en longitud y el segundo y tercer intervalos de tiempo son fijas en longitud. Preferentemente, el reconocimiento positivo incluye la transmisión de un valor especifico codificado gue contiene suficiente redundancia para permitirle ser recuperado en presencia de errores recibidos. Similarmente, el reconocimiento negativo incluye la transmisión de un valor especifico decodificado que contiene suficiente redundancia permitirle ser recuperado en errores recibidos. Según un segundo aspecto de la presente invención, se provee un sistema de radiocomunicaciones que incluye un transceptor/receptor y al menos dos transceptor/receptores donde el transceptor/transmisor transmite datos en un primer intervalo de tiempo al transceptor/receptor, y donde una vez recibidos los datos, cada transceptor/receptor regresa también un primer estado de reconocimiento en un segundo intervalo de tiempo, después el primer intervalo de tiempo, o un segundo estado de reconocimiento en un tercer intervalo de tiempo después de un segundo intervalo de tiempo . Preferentemente, el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo, y el segundo estado de reconocimiento es un reconocimiento negativo. Preferentemente, el primer intervalo de tiempo es variable en longitud y el segundo y tercero intervalos de tiempo se ajustan en longitud. Preferentemente, una vez que cada transceptor/receptor detecta una transmisión correctamente codificada en el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo, cada transceptor/receptor descarta los datos previamente recibidos en el primer intervalo de tiempo, y el transceptor/transmisor retransmite los datos a cada uno de los transceptores/receptores . Según un tercer aspecto de la presente invención, se provee un transceptor/receptor para su uso en un sistema de radiocomunicaciones que incluye al menos un transceptor/receptor y al menos otro tansceptor/receptor, durante su uso, el transceptor/receptor una vez que recibe un paquete de datos en una primer intervalo de tiempo desde un transceptor/receptor, también transmite un primer estado de reconocimiento en un segundo intervalo de tiempo, después del primer intervalo de tiempo, o transmite un segundo estado de reconocimiento en un tercer intervalo de tiempo, después del segundo intervalo de tiempo. Preferentemente, el transceptor/receptor recibe después el primer estado de reconocimiento en el segundo intervalo de tiempo desde que al menos otro transceptor/receptor en el sistema de comunicación o recibe el segundo estado de reconocimiento en el tercer intervalo de tiempo desde al menos otro transceptor/receptor en la comunicación . Preferentemente, el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo, y el segundo estado de reconocimiento es un reconocimiento negativo. Una vez que se recibe un reconocimiento negativo de al menos otro transceptor/receptor, el transceptor/receptor descarta el paquete de datos recibido en el primer intervalo de tiempo. Según un cuarto aspecto de la presente invención, se provee un transceptor/receptor para utilizarse en un sistema de comunicaciones que incluye al menos un otro transceptor/receptor, estando durante su uso, el transceptor/receptor transmite un paquete de datos en un primer intervalo de tiempo por lo menos a un transceptor/receptor y recibe también un primer estado de reconocimiento en un segundo intervalo de tiempo, después del primer intervalo de tiempo desde uno o más de los transceptores/receptores o recibe un segundo estado de reconocimiento en un tercer intervalo de tiempo después el segundo intervalo de tiempo desde por lo menos uno de los transceptores/receptores . Según un quinto aspecto de la presente invención, se provee en una red inalámbrica que incluye un transceptor/transmisor y por lo menos dos transcetores/receptores un método de diseminación de datos para compartir por los al menos dos transceptores/receptores, el método incluye: Transmitir desde el transceptor/transmisor, los datos a por lo menos dos transceptores/receptores; Una vez que se no se recibe los datos exitosamente en por lo menos uno de al menos dos transceptores, transmite datos de reconocimiento negativo para indicar la recepción sin éxito de los datos; Retransmitir los datos desde el transceptor/transmisor; y Remplazar los datos recibidos por la pluralidad de los transceptores/receptores con los datos retransmitidos . Según un sexto aspecto de la presente invención, se provee un método de suministro de una marca en un cuadro de tiempo de datos, el método incluye: Bits de datos codificados en un punto particular en una secuencia de datos para proveer estados; Generar una combinación de estados que es una combinación no valida; Reconocer esa combinación inválida como una marca . Preferentemente, una vez recibido un reconocimiento negativo, el transceptor/receptor retransmite los datos por lo menos a uno de los transceptores/receptores . El sistema y protocolo de la presente invención tiene muchos usos incluyendo aplicaciones para controlar aparatos domésticos, industriales y de oficina.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra la arquitectura de una red de acuerdo a la modalidad preferida de la presente invención; La figura 2 muestra el modelo del protocolo en red que se utiliza en el ambiente de la presente invención; La figura 3 muestra la estructura de un cuadro de acuerdo a la modalidad preferida de la presente invención; La figura 4 muestra una estructura preferida de un dispositivo transceptor que se utiliza en la presente invención; y La figura 5 muestra partes del modelo de la capa ISO 7 en el cual se desarrollan ciertas funciones del dispositivo transceptor de la figura 4.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA En la figura 1, se muestra una arquitectura ejemplar de una red en donde la red 10 está configurada por los nodos 1, 2 y 3. Los nodos 1, 2, y 3 son dispositivos transceptores y pueden actuar como txasmisores y como receptores en una transacción de comunicación determinada. La red 10 se puede comunicar con otras redes 20, mediante la compuerta 11. El diseño del protocolo de la presente invención se basa en el modelo de capa ISO siete y alguna terminología es común con la usada por ISO. El protocolo que se utiliza en la presente invención es sin conexión, que significa que una vez que ha tomado lugar una transmisión de datos sencilla, no hay expectativas de transferencias de datos adicionales relacionadas ni antes ni después. El modelo de protocolo de la modalidad preferida se basa en el modelo de capa ISO siete y se muestra en la figura 2. El modelo de protocolo de la presente invención está basado en el modelo de la capa ISO 7 y se muestra en la figura 2. Para las aplicaciones distribuidas entre los dos nodos, cada capa del protocolo tiene una conexión virtual a su capa equivalente en el otro nodo. Como se puede ver, cada capa toma datos provistos por la capa anterior, la trata como una unidad de datos y le adhiere su propio campo de protocolo de control de información (PCI) . En cada capa, la unidad de datos del protocolo (PDU) es cualquiera de los datos, o el paquete provisto por la siguiente capa más alta. El nombre del PDU es preestablecido por la capa a la cual aplique (por ejemplo, SPDU es una sesión PDU) . La capa física se refiere a la interfase mecánica y eléctrica de la red en el sistema ISO. En el sistema de la presente invención, la capa física hace referencia a los elementos "hardware" y "firmware" (programación lógica) utilizados para recibir y transmitir bits sobre el medio de comunicación . En el sistema ISO, la capa de vínculo se usa para el control de vínculo de datos (por ejemplo, formación de cuadros, transparencia de datos, control de error) . En la presente invención, la capa de vínculo es usada para descomponer bytes en bits, en relleno de bits (si se requiere) , encuadre, detección de colisión, clasificación por prioridades, detección de error, generación de reconocimiento positivo/negativo, comprobación, repetición y retransmisión. La capa de red en el sistema ISO se usa para canalizar redes, dirigir, llamar, configurar y despejar mientras que en la presente invención, la capa de red se usa para canalizar la red, dirigir, configurar transacciones y borrarlas. En el sistema ISO, la capa de transferencia se usa para la transferencia de mensaje de extremo a extremo, manejo de conexión, control de error, f agmentación, y control de flujo. La capa de transferencia no se usa en el ambiente de la presente invención. La capa de sesión en el sistema ISO se usa para el control de diálogo y sincronización para entidades de aplicación, pero no se usa en el ambiente de la presente invención. La capa de presentación se usa para la negociación de transferencia de la sintaxis, y transformaciones de representación de datos en el sistema ISO mientras que en el ambiente de la presente invención, la capa de presentación se usa para la codificación opcional de la aplicación de datos. La capa de aplicación en el sistema ISO se usa para transferencia de archivo manejo de acceso, intercambio de documentos y mensajes, transferencia de trabajo y manipulación mientras en el ambiente de la presente invención, la capa de aplicación soporta el envío y recepción de datos de aplicación. Finalmente, la capa de aplicación de usuario se usa tanto en el ISO y en el ambiente de la presente invención para lo que se necesite lograr, un comportamiento o función especifica. Es predominantemente en la capa vínculo que residen las características de la presente invención. En el protocolo de la presente invención, se puede hacer uso opcional de un bit dominante y de un bit inferior. Si dos dispositivos transmiten simultáneamente un bit dominante y un bit inferior, entonces los receptores y trasmisores (supervisan sus propias transmisiones) detectarán únicamente el bit dominante. El acceso a los medios se obtiene por un transmisor primero que supervisa los medios, si no se detecta transmisión existente, el transmisor tratará de reclamar el acceso a los medios por medio de la transmisión de una corriente preámbulo. Este preámbulo empieza al menos con un bit detectable. La petición para acceso a medios define el comienzo de una transacción. Una transacción consiste en una transferencia de todos los datos, reconocimiento y repetición de datos. Todos los nodos en una red deben supervisar los medios continuamente y sí detectan que se produce una transacción, difieren cualquier intento de reclamar un acceso a los medios hasta que se complete la transacción actual. Las transacciones son asincronas: se pueden producir en cualquier momento y la diferencia de tiempo del comienzo de una transacción a la siguiente, no tiene que ser un número integral de periodos de bits. En esta aplicación, una transacción es definida específicamente como un periodo continúo de tiempo descompuesto en varias intervalos de sub-tiempo que contienen diferentes tipos de datos. Una transacción comenzará con un preámbulo para un periodo de configuración, seguido por los datos específicos los cuales serán transmitidos desde un transceptor/transmisor a dos o más transceptores/receptores. El intervalo de tiempo durante la cual los datos son transmitidos es variable en longitud, e incluye una porción que se utiliza como una secuencia de revisión de cuadro. A continuación la transmisión de datos es un intervalo de tiempo de etiqueta repetida (detalles de cuales no serán descritos por no ser relevantes a la presente invención) seguido por un intervalo de tiempo durante la cual un reconocimiento positivo pueden ser transmitidos por los transceptores/receptores, seguido por un intervalo de tiempo durante la cual un reconocimiento negativo es transmitido por los transceptores/receptores. La estructura de este cuadro se muestra en la figura 3. Como se describe arriba, una transacción es asincrona y puede comenzar en cualquier momento. De cualquier manera, una vez que comienza, la transacción tiene una estructura basada en tiempo. Se usan marcas especiales en la transacción para mostrar el comienzo y el fin de la longitud de porción de datos. Mientras que son transmitidos los reconocimientos positivos y negativos durante los intervalos de tiempo son a la misma vez arreglados. Por la codificación y redundancia de los datos codificados en estas intervalos de tiempo, un reconocimiento positivo por uno o más transceptores/receptores y un reconocimiento negativo por uno o más transceptores/receptores pueden ser transportados. Todos los dispositivos involucrados en la transacción ven ambas intervalos de tiempo de reconocimiento . Una vez que los datos son transmitidos por el transceptor/transmisor (por ejemplo el nodo 1 en la figura 1) se recibe exitosamente por el transceptor/receptor (nodos 2 y 3) , nodos 2 y 3 recibirán el reconocimiento con éxito . Si los datos de una transacción son recibidos con error por un transceptor/receptor, entonces ese transceptor/receptor transmitirá un reconocimiento negativo . Los transceptores/receptores, deseando un reconocimiento positivo, transmitirán un código especial durante el intervalo de tiempo positivo y durante el intervalo de reconocimiento negativo, uno u otro recibirán (si no se usa una transmisión de bits dominantes) o transmitirán bits inferiores (si se usan bits dominantes/inferiores) . Similarmente , los transceptores/receptores deseando el reconocimiento negativo, transmitirán bits inferiores (si se usan bits dominantes/inferiores) o recibirán (si no se usa una transmisión de bits dominantes) durante el intervalo de tiempo de reconocimiento positivo y transmitirá un código especial durante el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo. El hecho que los dispositivos supervisen los intervalos de tiempo, durante las cuales no están transmitiendo, asegura que para el fin de dos intervalos de tiempo cada dispositivo ha detectado tanto reconocimientos positivos, reconocimientos negativos o ambos y puede por ello determinar el estado de reconocimiento general de la red. Por ejemplo, el transceptor/receptor que transmite un reconocimiento positivo tendrá la capacidad de detectar algún otro transceptor/receptor el cual transmite un reconocimiento negativo. Para el caso donde sean utilizados bits dominantes, esto por que el transceptor/receptor esto es porque el transceptor/receptor reconociendo positivos intentara transmitir bits inferiores durante el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo pero detectará bits. dominantes debido al otro transceptor/receptor el cual transmite simultáneamente un código apropiado durante el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo. Para el caso donde no se utilicen bits dominantes, el transceptor/receptor reconociendo positivo recibirá durante el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo y detecta cualquier tipo de bits debido al otro transceptor/receptor el cual transmite un código apropiado durante el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo. El caso inverso aplica para el transceptor/receptor que transmite un reconocimiento negativo. Al final de la transacción, no todos los dispositivos conocen cuantos reconocimientos positivos o negativos fueron, todo lo que tienen que saber es que hubo unos positivos y unos negativos. Si no hay ningún reconocimiento negativo durante la transacción, entonces todos los transceptores/receptores lo saben, y pueden desechar los datos recibidos.

Similarmente, el transceptor/receptor sabe esto y puede intentar re-correr la transacción. La generación de un reconocimiento positivo será de la siguiente manera. Una vez recibidos los datos, un nodo generará un reconocimiento positivo únicamente cuando: -el intervalo de tiempo de datos se ha comparado con su secuencia de revisión de cuadro insertado y lo ha encontrado valido; y -cualquier información de dirección presente en el intervalo de tiempo de datos coincide con la información de dirección usada por el dispositivo. Cada dispositivo transceptor contiene al menos dos tipos diferentes de dirección, de la siguiente manera: -una dirección de unidad, permite al dispositivo ser direccionado exclusivamente en aislamiento; y -una dirección de transmisiones múltiples, permite a esos dispositivos en una red ser direccionados simultáneamente con la intención de actualizar variables de red compartida. Además, los dispositivos pueden contener opcionalmente : -una dirección de red, permite a los dispositivos físicos ser agrupados por la red lógica a los cuales pertenecen. Son posibles otras variaciones, pero estos tres tipos de dirección son usados como la base para otros esquemas más sofisticados de direccionamiento . El uso del reconocimiento positivo es utilizable en tanto provee una certeza adicional al funcionamiento de la red. Si por ejemplo, el transceptor/transmisor no recibe un reconocimiento positivo, desde algún dispositivo, y no recibe un reconocimiento negativo desde algún dispositivo, no hay certeza de que algún dispositivo recibió la transmisión. Se apreciara de cualquier manera, que el reconocimiento positivo no es esencial para el aspecto más amplio de la presente invención. Aún más allá, el reconocimiento positivo puede aparecer después del reconocimiento negativo. El proceso que supone la generación de reconocimiento negativo es como a continuación. Un dispositivo receptor (transceptor/receptor) generará un reconocimiento negativo únicamente si el intervalo de tiempo de datos está determinada a ser corrompida, comparando los datos recibidos con la secuencia de revisión de cuadro integrado. Donde un dispositivo determina la corrupción de un intervalo de tiempo de datos, no tiene caso examinar cualquier campo dentro del intervalo de tiempo de datos . La aceptación de los datos transmitidos por el transceptor/transmisor es realizada únicamente por el transceptor/receptor si se reúnen las condiciones para la generación de un reconocimiento positivo y si no otro transceptor/receptor ha generado un reconocimiento negativo. Esto asegura que todos los transceptores receptores reciben un mensaje dado únicamente una vez. Para mensajes punto a puntos múltiples, eso puede significar que un mensaje es descartado por un tansceptor/receptor, incluso si aparece válido y fuera positivamente reconocido. En la práctica, es benéfico construir todos los dispositivos de la red en el mismo sentido. Esto quiere decir que cada dispositivo (generalmente mencionado como un "transceptor") , mientras que actúa como un transceptor/transmisor o transceptor/receptor, se construirá en el mismo sentido puede ser capacitado por separado para realizar la función deseada. Esto provee ahorros significantes en la complejidad y costo de fabricación pues únicamente necesita ser diseñado y fabricado un tipo de dispositivo. La instrumentación preferente de dispositivos transceptores 100 usa un receptor de radio, y un microprocesador. Estos primeros dos objetos pueden ser combinados opcionalmente como un transmisor /receptor 120, como se muestra en la figura 4, el cual nos muestra que el dispositivo 100 que incluye un microprocesador 110 y un transmisor/receptor 120. El transmisor/receptor 120 transmite y recibe datos por medio de antena 130. Se apreciará que el uso de un microprocesador no es obligatorio. Por ejemplo, el protocolo puede ser instrumentado en un circuito integrado dedicado, un dispositivo programable lógico o una disposición de compuerta programable. Es conveniente usar un microprocesador, porque permite la instrumentación de un software modificable disponible, y reduce el conteo de partes generales. Sin embargo, la instrumentación del software es apropiada para Indices bajos moderados. La función del transmisor/receptor 120 es recibir o transmitir información. La elección de transmisor/receptor será determinada por un rango de factores, incluyendo (pero no limitado a) : a).- El entorno regulatorio del mercado en el cual se venderá el producto. Cada país tiene reglamentos que determinan factores incluyendo frecuencias permitidas, niveles de transmisión de potencia, y ancho de banda. Los transmisores/receptores adecuados para uso en algunos países, puede ser ilegal en otros países. Para productos con amplia petición de ventas en un rango de países, es posible que varios diferentes transmisores/receptores necesiten ser seleccionados, apropiados para cada pais. b) .- El consumo de potencia, en conjunto con otras consideraciones que determinan la cantidad de potencia disponible. Por ejemplo, un transmisor/receptor con un alto consumo de potencia puede no ser adecuado para operar con baterías. c) .-El tiempo de los transmisores/receptores en cambio de modo receptor a transmisor. En el protocolo de comunicación de la presente invención, el tiempo para cambiar entre receptor y transmisor es importante, por que el protocolo incluye un conjunto de rebanadas de tiempo fijas. Dependiendo de la transacción general que se ha ejecutado, una rebanada de tiempo se puede necesitar para recibir y transmitir.

El tiempo para cambiar entre receptor y transmisor constituye un gasto innecesario (tiempo muerto) . Los tiempos de cambio prolongados tienen el efecto de desperdiciar el ancho de banda. d).- Tipo de interface Hay disponibles muchos tipos de transmisores/receptores. Un tipo que provee salida y entrada de datos digitales dan la interface más simple con el microprocesador. e) Velocidad de datos.

El transmisor/receptor necesita soportar una velocidad de datos apropiada para requerimientos generales del producto. Esta velocidad de datos puede estar por doquier entre extremamente bajo o extremadamente alto. f) .- Tamaño físico y cantidad de espacio disponible . g) . - Costo . h) .- Esfuerzo de diseño. Por ultimo, el transmisor/receptor necesita: a) .-Una salida de transmisión de datos usada por el microprocesador para localizar un estado de comunicación dentro del medio inalámbrico; b) .- Una salida de recepción, usada por el transceptor para indicar al microprocesador el estado del medio inalámbrico . c) .- Una entrada de control usada por el microprocesador para seleccionar un modo receptor/transmisor de transacción del transmisor/receptor. Las entradas de control pueden variar entre lo muy simple, y muy complejo. En el extremo más simple, se utiliza para seleccionar entre recibir y transmitir. Algunos transmisores/receptores soportan un modo de baja potencia "dormir". Otros permiten programación compleja y configuración para que se haga para el comportamiento del transmisor/receptor . Para el protocolo descrito el tipo de control de salida no es apremiante. Algunos transmisores/receptores apropiados incluyen RFM ASH series TR1000 ALTR3100, Chip con CC1000 y Nordic NRF401, NRF403. El microprocesador 110 se usa para instrumentar el protocolo de comunicación, usar el transmisor/receptor como el medio de localización de estados de comunicación dentro del medio inalámbrico, y recibe estados de comunicación del medio inalámbrico. El tipo y elección del microprocesador no es muy critico, provee que puede realizar transacciones con sincronización precisa. El grado de precisión solamente necesita ser suficiente para evitar crear errores de bits en el protocolo de comunicación. El protocolo es mejor instrumentado de manera orientada a los bits, porque esto permite que el punto en donde comienzan las rebanadas de tiempo se reconozcan fácilmente . El microprocesador es responsable de ejecutar por lo menos algunas de las siguientes funciones: a).- Un esquema de codificación y decodificación de datos que se utiliza para la transmisión y recepción, la codificación Manchester; b) .- Recuperación en el receptor del reloj transmitido-por ejemplo sincronizándose sobre un preámbulo c) .- Detección de colisiones; d) .- Creación de cada intervalo de tiempo, y la transmisión y recepción apropiada durante la rebanada de tiempo para intercambiar la información relevante de reconocimiento; e) . - Instrumentación de un esquema de errores que se puede utilizar por medio de un dispositivo receptor para determinar si se recibe la transmisión con o sin errores ; f) .- Instrumentación de un esquema de errores que se puede utilizar por medio de un dispositivo receptor para corregir un número de errores recibidos durante una transmisión; Como se describió previamente, un método común para describir las funciones que se utilizan en los protocolos de comunicación es el modelo de capa ISO 7. Mientras que la estructura del software basada en este modelo no es obligatoria, su uso simplifica todo el diseño. Usando este modelo, las funciones ejecutadas en la parte inferior se muestran pocas capas en la figura 5. El hardware del microprocesador provee la interface eléctrica (capa fisica) .

El software del microprocesador ejecuta las funciones de todas las capas más altas. En particular, la porción del software AC-B de la capa de vínculo es responsable de todas las funciones de tiempo críticas de la transmisión y recepción de datos, incluye al menos algunos de los siguientes: a) .- Comenzar una nueva transmisión (incluyendo la generación de cualquier preámbulo; b) .- Transmitir bits de datos; c).- Transmitir marcas de cuadro; d) .- Comenzar la recepción; e) .- Sincronización dentro de la corriente de datos transmitidos y recuperación de reloj ; f) .- Recepción y codificación de bits de datos; g) .- Recepción y codificación de marcas de cuadro; h) .- Detección de una colisión; i) .- Comenzar cada rebanada de tiempo; y j).- Transmisión y recepción de bits de datos dentro de una rebanada de tiempo. La porción de software MAC-F de la capa de vínculo no es tan crítica de tiempo. Es responsable de procesar altos niveles de orientación de mensaje, incluyendo al menos unos de de los siguientes: a).- Construcción de un paquete a partir de los bits de datos recibidos; b) .- Revisar errores de paquete; c) .- Determinación para saber cuándo reconocer y el tipo de reconocimiento a ser generado (usando los servicios del intervalo de tiempo de MAC-B) ; d) .- Estructura basada en el paquete, programar la programación de una transmisión repetida; e) .- Comenzar la transmisión de un nuevo paquete; f) .- Generación de secuencias de revisión de error de paquete; g) .- Transmisión de un paquete, bit por tiempo; h) .- Examinación de reconocimientos, y colisiones, y determinación sobre cuál paquete debe ser retransmitido y cuándo debe ocurrir la transmisión. Están disponibles muchos microprocesadores diferentes. Algunos tienen disponibles funciones especiales de hardware las cuales remueven algunas cargas del procesador para funciones de tiempo critico, tal como generación de intervalos de tiempo, generación de pulsos, y más. Mientras que estas funciones de hardware no son obligatorias, su uso simplifica considerablemente el diseño y codificación del software. Algunos microprocesadores que son apropiados para esta invención, incluyen la familia de instrumentos Texas MSP430, la familia Atmel y Atmega, y la familia Hitashi H8/3644.

Como se mencionó previamente, y de acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, se utilizan marcaes especiales en la transacción para mostrar el principio y el fin de la variable de duración de una porción de datos en el cuadro de la transacción. En el protocolo de la presente invención ajusfar en tiempo el fin de la porción variable, por que esto forma un punto de referencia que define cuando los intervalos de tiempo fijas pueden comenzar (para transmisiones de reconocimiento) . De acuerdo a este aspecto de la invención el uso se hace del concepto de codificación de datos para proveer "estados". Es deseable para el medio de comunicación requerir alguna forma de transmisión balanceada para evitar la acumulación de una compensación de CD. Este balance requiere que el numero de estados de encendido y apagado en el medio sean iguales, cuando se considere moderar sobre un periodo prolongado. Hay un número de esquemas de codificación que se utiliza para traducir los bits de datos a estados en el medio. Estos varían en los términos de ancho de banda que consumen en el medio, y la facilidad de recobrar los datos transmitidos en un receptor. Uno de los más comunes es el código de Manchester. Este código usa dos estados en el medio por cada bit de datos, y tiene un procedimiento simple para recuperar los datos en el receptor. Esto codifica un bit 1 como el estado par (OFF, ON) (APAGADO, ENCENDIDO) , y un bit 0 como el estado par (ON, OFF) (ENCENDIDO, APAGADO) . El código Manchester, siempre tiene un estado de transición' (OFF a ON, o ON a OFF) (APAGADO a ENCENDIDO, o ENCENDIDO a APAGADO) en el medio de cada dato de bit que simplifica grandemente el proceso en el receptor de recobrar y sincronizar en el reloj transmisor. En el código Manchester, no son permitidos los estados pares (OFF a ON, o ON, OFF) (APAGADO a ENCENDIDO, o ENCENDIDO, APAGADO) . Se puede explotar el código Manchester, por eso los estados de pares ilegales se utilizan para transportar información acerca de puntos significativos. La elección exacta de la secuencia de estado ilegal no es muy importante en tanto se use consistentemente. Preferiblemente debe ser conservado el balance de corriente directa del código de Manchester. Si se necesita transferir información adicional, esta secuencia puede ser utilizada como una "guia". Asi que, por ejemplo, otras secuencias posibles pueden ser: (ON, ON, OFF, OFF, ON, OFF) (ENCENDIDO, ENCENDIDO, APAGADO, APAGADO, ENCENDIDO, APAGADO) = primer punto de significado.

(ON, ON, OFF, OFF, OFF, ON) (ENCENDIDO, ENCENDIDO, APAGADO, APAGADO, APAGADO, ENCENDIDO) = segundo punto de significado. Cuando los métodos y ventajas se consideran juntos, la instrumentación preferida del protocolo es orientada bit-orientada, sincronía, y explota la codificación ilegal para denotar puntos de significado en la parte variable. Esto tiene la ventaja de proveer una precisión basada en tiempo de alto nivel para encontrar el fin de la porción de variable, es relativamente fácil de instrumentar, remueve cualquier dependencia en la caracterización de UARTs, y no requiere de secuencias de escape o relleno de bit. Además, la alta precisión basada en tiempo, para encontrar el extremo de la porción variable también crea un alto nivel de precisión para determinar el inicio de los intervalos de tiempo fijo que siguen. Un ejemplo del uso de una marca de inicio (12) y una marca de fin (13) se muestran en la figura 3. Los intervalos de tiempo fijo se transmiten fácilmente, solo contando los estados o bits transmitidos. Los intervalos de tiempo recibidas requieren de un codificador Manchester (sin la necesidad de soportar los estados inválidos, y un temporizador en caso en que no se transmita nada durante el periodo de la intervalo de tiempo recibido. Se entenderá, que lo anterior se ha descrito de acuerdo a una modalidad preferida, y que se podrían realizar muchas variaciones y modificaciones dentro del alcance de la presente invención.

Claims (26)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito el presente invento se considera como una novedad, y por lo tanto, se reclama como prioridad en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. - Un protocolo de comunicaciones que se utiliza en una red de dispositivo, el protocolo que tiene un cuadro incluye un primer intervalo de tiempo para transmitir datos, una segunda intervalo de tiempo, después del primer intervalo de tiempo, para transmitir un primer estado de reconocimiento, y una tercer intervalo de tiempo, después del segundo intervalo de tiempo, para transmitir un segundo estado de reconocimiento. 2. - El protocolo de comunicaciones de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo y el segundo estado de reconocimiento es un reconocimiento negativo . 3. - El protocolo de comunicaciones de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el primer intervalo de tiempo es variable en longitud y la segunda y la tercera son fijas en longitud. 4. - El protocolo de comunicaciones de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el reconocimiento positivo incluye la transmisión de un valor especifico codificado que contiene suficiente redundancia que le permite ser recuperado en presencia de errores recibidos y el reconocimiento negativo incluye la transmisión de un valor especifico codificado que contiene sufriente redundancia que le permite ser recuperado de errores recibidos. 5. - Un sistema de radio comunicación que incluye un transceptor/receptor caracterizado porque el transceptor/transmisor transmite datos en una primer intervalo de tiempo al transceptor/receptor y en donde una vez recibido los datos, cada transceptor/receptor regresa también un primer estado de reconocimiento en un segundo intervalo de tiempo, después del primer intervalo de tiempo o un segundo estado de reconocimiento en una tercer intervalo de tiempo después de un segundo intervalo de tiempo . 6.- El sistema de radio comunicación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo y el segundo estado es un reconocimiento negativo. 7.- El sistema de radio comunicación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el primer intervalo de tiempo es variable en longitud y la segunda y tercer intervalo de tiempo son fijas en longitud. 8. - El sistema de radio comunicación de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cada transmisor supervisa el medio de transmisión durante cualquier intervalo de tiempo durante la cual cada transceptor respectivo no está transmitiendo. 9. - El sistema de radio comunicación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque una vez que otro transmisor/receptor detecta una transmisión correctamente codificada en el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo, cada transceptor/receptor descarta los datos previamente recibidos en el primer intervalo de tiempo. 10.- El sistema de radio comunicación de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque una vez que a detectado una transmisión correctamente codificada en el intervalo de tiempo de reconocimiento negativo, el transceptor/transmisor retransmite los datos a cada uno de los transceptores/receptores . 11.- Un transceptor/receptor para ser utilizado en un sistema de radio comunicación que incluye por lo menos un transceptor/transmisor y por lo menos otro transceptor/receptor, en uso, el transceptor/receptor una vez que a recibido el paquete de datos en una primer intervalo de tiempo desde el transceptor/transmisor también transmite un primer estado de reconocimiento en un segundo intervalo de tiempo, después del primer intervalo de tiempo, o transmite un segundo estado de reconocimiento en un tercer intervalo de tiempo, después del segundo intervalo de tiempo. 12.- El transceptor/receptor de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el transceptor/receptor que además recibe el primer estado de reconocimiento en el segundo intervalo de tiempo desde al menos otro transceptor/receptor en el sistema de comunicación o recibe el segundo estado de reconocimiento en el tercer intervalo de tiempo desde al menos otro transceptor/receptor en el sistema de comunicación. 13.- El transceptor/receptor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo, y el segundo estado de reconocimiento es un reconocimiento negativo . 14.- El transceptor/receptor de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el transceptor/receptor supervisa el medio de comunicación durante un intervalo de tiempo durante la cual el transceptor/receptor no está transmitiendo. 15.- El transceptor/receptor de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque una vez que recibe un reconocimiento negativo desde al menos un otro transceptor/receptor, el transceptor/receptor descarta el paquete de datos recibido en el primer intervalo de tiempo. 16.- El transceptor/receptor de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los datos descartados son remplazados con datos retransmitidos por el transceptor/transmisor . 17. - el transceptor/transmisor para ser utilizado en un sistema de comunicación que incluye al menos otro transceptor/receptor caracterizado en uso, el transceptor/receptor transmite un paquete de datos en una primer intervalo de datos a por lo menos un transceptor/receptor y recibe también un primer estado de reconocimiento en un segundo intervalo de tiempo después de el primer intervalo de tiempo desde uno o mas transceptores/receptores o recibe un sequndo estado de reconocimiento en un tercer intervalo de tiempo despes del segundo intervalo de tiempo de al menos uno de los transceptores/receptores . 18. - El transceptor/transmisor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el primer estado de reconocimiento es un reconocimiento positivo y el segundo estado de reconocimiento es un reconocimiento negativo. 19. - El transceptox/transmisor de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el transceptor/transmisor supervisa los medios de comunicación durante un intervalo de tiempo durante la cual el transceptor/transmisor no esta transmitiendo. 20. - El transceptor/transmisor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque una vez que a recibido un reconocimiento negativo, el transceptor/transmisor retransmite los datos a al menos un transceptor/receptor . 21. - en una red inalámbrica que incluye un transceptor/transmisor y por lo menos dos transceptores/receptores, un método de diseminación de datos para ser compartido por al menos dos transceptores/receptores, el método incluye: Transmitir desde el transceptor/transmisor, los datos por al menos dos transceptores/receptores; Una vez que se han recibido los datos sin éxito y los datos de al menos uno de al menos dos transceptores/receptores, transmite datos de reconocimiento negativo para indicar la recepción sin éxito de los datos ; Retransmitir los datos desde el transceptor/transmisor; y remplazar los datos recibidos por la pluralidad de los transceptores/receptores con los datos retransmitidos. 22.- Un método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porgue el dato de reconocimiento negativo es también recibido por el transceptor/transmisor . 23.- El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porgue una vez que a recibido el reconocimiento negativo, el otro transceptor/receptor descarta los datos recibidos desde el transceptor/transmisor después que a recibido los datos retransmitidos. 24. - El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porgue el paso de datos transmitidos está realizado en una primer intervalo de tiempo, el paso de reconocimientos negativos esta realizado en un segundo -intervalo de tiempo y el paso de retransmisión esta realizado en una tercer intervalo de tiempo . 25. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque una vez que se han recibido los datos, el transceptor/receptor transmite un reconocimiento positivo. 26.- El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el paso de transmisión de reconocimiento positivo esta realizado en un intervalo de tiempo adicional entre la primera y el segundo intervalo de tiempo. 27.- Un método que provee una marca en un cuadro de tiempo de datos, el método incluye: Bits de codificación de datos en un punto particular en una secuencia de datos para proveer estados; Generar una combinación de estados que es una combinación invalida; Reconocer esa combinación invalida como una marca . 28.- ün método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la codificación usada es el código de Manchester. 29. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque se conserva un 'balance de CD en la transmisión. 30. - El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la combinación invalida comienza con estado par de APAGADO, APAGADO, o ENCENDIDO, ENCENDIDO (OFF, OFF, or ON, ON) .