ES2627694T3

ES2627694T3 - Comunicaciones de par a par en AMI con encaminamiento de origen-árbol

Info

Publication number: ES2627694T3
Application number: ES11874228.7T
Authority: ES
Inventors: Hartman Van Wyk; Daniel Popa
Original assignee: Itron Global SARL
Current assignee: Itron Global SARL
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2017-07-31
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: EP3203689A1; EP3203689B1; AU2011379362A1; ZA201402721B; HK1200996A1; EP2769510A4; US8717943B2; ES2723702T3; WO2013058789A1; EP2769510A1; SG11201401553TA; AU2017203559B2; US20130094404A1; JP2014502466A; AU2017203559A1; CA2755331A1; JP5602954B2; AU2011379362B2; EP2769510B1; CA2755331C

Abstract

Un método (200) para establecer comunicaciones de par a par en una red estructurada en árbol inalámbrica que tiene una pluralidad de nodos que incluye un nodo raíz (204) y al menos un nodo de encaminamiento de funcionalidad completa (222, 234, 252), que comprende: enviar un mensaje desde un nodo de origen (202) a uno de entre el nodo raíz o uno de dichos nodos de encaminamiento de funcionalidad completa de la pluralidad de nodos configurados para almacenar rutas dentro de la red estructurada en árbol, solicitando el mensaje la trayectoria que encamina a un nodo de destino (206); determinar en uno de dichos nodos de encaminamiento de funcionalidad completa una trayectoria de comunicaciones (216), por lo que la determinación se basa en la información detallada en las rutas de un salto y/o de varios saltos almacenadas en dicho nodo de encaminamiento de funcionalidad completa; enviar la información de trayectoria determinada al nodo de origen; transmitir un mensaje desde el nodo de origen al nodo de destino usando la información de trayectoria; procesar los paquetes escuchados por el nodo de destino, con lo que los paquetes se han escuchado por el nodo de destino, los paquetes se han destinado al nodo de destino y los paquetes se han difundido desde un nodo en la trayectoria determinada; y anunciar desde el nodo de destino que puede configurarse una ruta más corta (218) para la comunicación de par a par entre el nodo de origen y el nodo de destino.

Description

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DESCRIPCION

Comunicaciones de par a par en AMI con encaminamiento de origen-arbol Campo del objeto

El presente objeto desvelado se refiere a las comunicaciones. Mas espedficamente, el presente objeto desvelado se refiere al encaminamiento par a paren una infraestructura de medicion avanzada (AMI).

Antecedentes del objeto

En general, una infraestructura de medicion avanzada (AMI) puede contener hasta millones de dispositivos de medicion distribuidos en una gran area geografica. Tales dispositivos estan configurados normalmente para intercambiar mensajes que incluyen datos, por ejemplo, datos de consumo de servicios publicos, con un grupo de servidores que incluyen colectores de medicion de datos y servidores de gestion de red. Los entornos AMI se organizan, en general, alrededor de sistemas autonomos (AS) encabezados por retransmisores moviles (a veces denominados como encaminadores moviles), donde cada AS esta conectado por medio de una red de retroceso a los servidores que pueden estar localizados en una oficina de servicios publicos u otra localizacion central.

Los expertos en la materia de AMI apreciaran que la infraestructura logica que interconecta los dispositivos de medicion o puntos finales y los retransmisores/encaminadores moviles se basan frecuentemente en una topologfa en arbol, por ejemplo, una red de malla inalambrica o una red cableada, tal como usar lmeas electricas.

Normalmente, los nodos que forman el AS pueden clasificarse en dos clases amplias de dispositivos o nodos, con respecto a los recursos disponibles en cada dispositivo/nodo respectivo. Tales clases amplias incluyen nodos/dispositivos de funcionalidad completa y nodos/dispositivos de funcionalidad reducida. Los nodos de funcionalidad completa son dispositivos que normalmente tienen un espacio de memoria relativamente grande y una alta potencia de procesamiento, mientras que los nodos de funcionalidad reducida corresponden a dispositivos que normalmente tienen un espacio de memoria relativamente menor y una menor potencia de procesamiento.

Uno de los principales desaffos para el encaminamiento en una red AMI con nodos de funcionalidad reducida es la implementacion de un esquema de encaminamiento eficiente. Las limitaciones de recursos de tales nodos hacen que el almacenamiento y el mantenimiento de grandes tablas de encaminamiento sea una imposibilidad practica. Eventualmente, tales nodos a menudo mantienen una tabla de encaminamiento muy reducida o “ligera” con rutas de un solo salto hacia unos cuantos de sus vecinos. Normalmente, estos nodos solo almacenan informacion acerca de sus vecinos corriente arriba de un solo salto, a veces llamados sus padres. En dicho contexto, los expertos en la materia apreciaran que almacenar en tales nodos informacion de encaminamiento mas detallada para llegar a los vecinos que pueden estar a diversos saltos es muy diffcil.

En casos frecuentes, el unico nodo dentro de un arbol establecido que tiene una vista global en la red puede ser lo que se conoce como la rafz del arbol. La rafz tiene suficientes recursos para alojar informacion de encaminamiento detallada y mantener informacion de ruta/encaminamiento a cada nodo dentro del arbol. Como apreciaran los expertos en la materia, la computacion de trayectoria hacia cada nodo puede implementarse de manera directa usando tecnicas conocidas una vez que la rafz tenga un conocimiento detallado sobre la topologfa y los enlaces disponibles.

Los esquemas de encaminamiento en tales topologfas en arbol se organizan normalmente alrededor de dos tipos de flujos: flujos corriente arriba y flujos corriente abajo. Los paquetes corriente arriba fluyen de las hojas del arbol hasta la rafz del arbol (multipunto a punto), mientras que los paquetes corriente abajo fluyen de la rafz del arbol hacia las hojas (punto a multipunto). Los mensajes corriente arriba siempre estan destinados a la rafz del arbol, mientras que los mensajes corriente abajo pueden estar destinados a cualquiera de los nodos de arbol.

El encaminamiento corriente arriba es simple en que cada nodo (incluso los nodos de funcionalidad reducida que tienen al menos una entrada en su tabla de encaminamiento para vecinos corriente arriba que reciben un mensaje destinado a la rafz, simplemente lo remite corriente arriba a su vecino de un salto (padre)). El encaminamiento corriente abajo usa un enfoque de encaminamiento de origen. Es decir, la rafz del arbol inserta la informacion de ruta explfcita, incluyendo todas las direcciones de los nodos/saltos intermedios entre el origen y el destino del mensaje, en la cabecera de un paquete corriente abajo. En este caso, cada nodo intermedio que recibe un paquete inspecciona la cabecera de encaminamiento del paquete (que es una lista con la ruta completa), procesa y consume/elimina la cabecera que contiene su direccion, y a continuacion reenvfa el paquete al siguiente salto de la lista.

Como se entiende por los expertos en la materia de AMI, los nodos intermedios no necesitan almacenar tablas que enumeren a sus vecinos corriente abajo debido a que las redes inalambricas son un dominio de radiodifusion de manera que un mensaje de unidifusion transmitido por un nodo es inherentemente escuchado por todos sus vecinos. Dichos expertos en la materia tambien apreciaran que el encaminamiento de origen no es un problema para tales

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nodos con restriccion de hardware y que puede lograrse la fiabilidad de extremo a extremo desplegando mecanismos de retransmision de un salto, en la capa de enlace, asf como mecanismos de retransmision de extremo a extremo en las capas superiores.

Como puede verse, dentro de un entorno AMI, las comunicaciones entre puntos finales (es decir, dispositivos de metrologfa) y una rafz de arbol (o mas en general una instalacion central que puede disenarse, en general, para recopilar datos de los diversos puntos finales) es un proceso bastante sencillo. Mas recientemente, sin embargo, se ha manifestado un creciente interes en proporcionar capacidades de comunicaciones entre dispositivos pares para proporcionar caractensticas tales como la respuesta de demanda y las comunicaciones de automatizacion. Sena ventajoso, por lo tanto, proporcionar capacidades de comunicacion par a par eficientes entre los nodos del arbol, cuando el origen y el destino de tales comunicaciones no son presuntamente la rafz del arbol. Usando solo mecanismos de encaminamiento conocidos anteriormente, los nodos de arbol no pueden configurar comunicaciones par a par directamente. Es decir, las comunicaciones par a par entre los nodos que no son rafces deben, por el estado actual de la tecnica, encaminarse a traves de la rafz del arbol. Como tal, sena ventajoso proporcionar capacidades de encaminamiento mejoradas que proporcionaran optimizaciones de encaminamiento par a par para aplicaciones de infraestructura de medicion avanzadas en un marco de trabajo operacional abierto.

Aunque pueden conocerse diversos aspectos y realizaciones alternativas en el campo del encaminamiento de AMI, no ha surgido ningun diseno que, en general, abarque las caractensticas mencionadas anteriormente y otras caractensticas deseables asociadas con la tecnologfa de comunicacion par a par como se presenta en el presente documento.

El documento US 2008/0205355 A1 desvela un metodo de encaminamiento de trayectoria optima en redes inalambricas. Se proporciona un metodo de encaminamiento de trayectoria optima para transmitir datos desde un nodo de origen a un nodo de destino. El metodo de configuracion de trayectoria optima incluye transmitir un mensaje de solicitud de enlace rapido (SCRQ) desde el nodo de origen a un servidor de topologfa; determinar la informacion de enlace rapido en el servidor de topologfa basandose en el mensaje SCRQ; y transmitir un mensaje de notificacion de enlace rapido (SCNF) que contiene la informacion de enlace rapido desde el servidor de topologfa al nodo de destino.

El documento “Wireless bridging and routing method employing a novel frame transfer protocol with shortcut” de Takeo Ichikawa et al., del 22 de abril de 2003, desvela un nuevo metodo de puenteado y encaminamiento inalambrico para redes ad-hoc compuestas de puentes inalambricos y/o routers que cumplan con IEEE 802.11, un estandar global para los sistemas LAN.

El documento US 2010/061272 desvela un sistema y un metodo para implementar las comunicaciones de red de malla usando un protocolo de red de malla. El documento describe las estructuras de datos, los formatos de protocolos de comunicaciones y los flujos de procesos para controlar y facilitar las comunicaciones seguras entre los nodos de una red de malla, tales como los medidores de servicios publicos y los nodos de pasarela que comprenden una red de utilidad.

Sumario del objeto

En vista de las caractensticas reconocidas encontradas en la tecnica anterior y abordadas por el presente objeto divulgado, se proporciona una metodologfa mejorada para proporcionar unas comunicaciones iniciadas por el nodo de origen para dispositivos en red que incluyen dispositivos de lectura de contadores automatizados (AMR) que se comunican sobre una infraestructura de medicion avanzada (AMI) y otros entornos de red de area extensa (WAN).

De acuerdo con un aspecto, se proporciona un metodo para establecer comunicaciones par a par en una red estructurada en arbol inalambrica que tiene una pluralidad de nodos incluyendo un nodo anfitrion y cero o mas nodos de encaminamiento de funcionalidad completa como se define en la reivindicacion 1. De acuerdo con otro aspecto, se proporciona un metodo para establecer comunicaciones par a par en una red estructurada en arbol inalambrica que tiene una pluralidad de nodos incluyendo un nodo anfitrion y cero o mas nodos de encaminamiento de funcionalidad completa como se define en la reivindicacion 2.

El presente objeto divulgado se refiere, por ejemplo, a un metodo para establecer comunicaciones par a par en una red estructurada en arbol que tiene una pluralidad de nodos, e incluyendo en algunos ejemplos un nodo rafz. El metodo incluye enviar un mensaje desde un nodo de origen que solicita informacion del nodo rafz para el encaminamiento de trayectoria desde dicho nodo de origen a un nodo de destino. La trayectoria mas ventajosa entre el nodo de origen y el nodo de destino se determina por la rafz, y dicha informacion de trayectoria determinada se envfa a continuacion al nodo de origen. El nodo de origen transmite a continuacion un mensaje al nodo de destino usando la informacion de trayectoria.

En algunos ejemplos, el metodo puede incluir ademas enviar un mensaje desde el nodo de destino a la rafz que solicita la trayectoria de encaminamiento inversa que encamina al nodo de origen y enviar la informacion de trayectoria de encaminamiento inversa al nodo de destino. En ejemplos seleccionados, la informacion de trayectoria

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inversa puede enviarse automaticamente al nodo de destino por la rafz de tal manera que el nodo de destino pueda responder a un mensaje del nodo de origen sin solicitar primero informacion de trayectoria. En otros ejemplos, la presente metodologfa puede proporcionar la configuracion de al menos uno de los nodos de origen y de destino para almacenar en cache la informacion de trayectoria de tal manera que pueda evitarse la repeticion de la solicitud de trayectoria.

En algunos ejemplos que hacen uso de un nodo rafz, el nodo rafz puede configurarse para determinar la trayectoria mas ventajosa y enviar la informacion de trayectoria al nodo de origen. En otros ejemplos, puede proporcionarse al menos un nodo de funcionalidad completa, distinto que la rafz, entre la pluralidad de nodos y configurarse para almacenar rutas dentro del arbol. En tales ejemplos, el al menos un nodo de funcionalidad completa puede determinar la trayectoria mas ventajosa y enviar la informacion de trayectoria al nodo de origen.

En ejemplos seleccionados, el metodo puede proporcionar la configuracion de nodos en una trayectoria de comunicaciones desde un nodo de origen a un nodo de destino para almacenar la direccion del salto siguiente desde la cabecera de paquete de una comunicacion anterior. En dichos ejemplos, pueden enviarse los paquetes posteriores desde la misma fuente al mismo destino sin anadir informacion de encaminamiento de origen en la cabecera del paquete.

En otros ejemplos del presente objeto divulgado, el metodo puede proporcionar la configuracion de nodos en la trayectoria entre el nodo de origen y el nodo de destino para reenviar las cabeceras de paquete de mensaje sin cambios de manera que el nodo de destino pueda aprender la trayectoria de rafz inversa al nodo de origen. En ejemplos alternativos seleccionados del presente objeto divulgado, el metodo puede proporcionar la configuracion del nodo de destino para procesar paquetes escuchados destinados a sf mismos para errores y para anunciar una nueva ruta par a par al nodo de origen.

El presente objeto divulgado tambien se refiere a la metodologfa para establecer comunicaciones par a par en una infraestructura de medicion avanzada. De acuerdo con tales metodos a modo de ejemplo, una pluralidad de nodos (en algunos casos incluyendo un nodo rafz) se proporciona y se configura como una red estructurada en arbol. En dichos metodos a modo de ejemplo, un primer nodo de la pluralidad de nodos esta configurado para iniciar las comunicaciones par a par con un segundo de la pluralidad de nodos solicitando una ruta al segundo de la pluralidad de nodos. Se determina la trayectoria/ruta mas ventajosa entre el primer nodo y el segundo nodo y se transmite un paquete de mensaje desde el primer nodo al segundo nodo. En unos metodos a modo de ejemplo seleccionados, el paquete de mensaje puede incluir una cabecera que incluye la informacion de trayectoria. En algunos de tales ejemplos seleccionados, el nodo rafz puede configurarse para determinar la trayectoria mas ventajosa entre el primer nodo y el segundo nodo y transmitir la informacion de trayectoria al primer nodo.

En ejemplos alternativos seleccionados de tales metodos a modo de ejemplo, se proporciona al menos un nodo de funcionalidad completa dentro de la pluralidad de nodos. En tales ejemplos, al menos un nodo de funcionalidad completa esta configurado para responder a la solicitud del primer nodo para el encaminamiento de trayectoria. En otros ejemplos adicionales del presente objeto divulgado, se proporciona al menos un nodo seleccionado de la pluralidad de nodos como nodos inalambricos. En tales ejemplos, los nodos inalambricos pueden estar configurados para escuchar mensajes no necesariamente dirigidos a ellos mismos, para evaluar mensajes recibidos por errores, para inspeccionar la cabecera de encaminamiento y para anunciar eventuales optimizaciones/cambios de trayectoria en el origen de los mensajes si una trayectoria “mas corta” esta disponible.

En otras implementaciones presentes a modo de ejemplo de lo anterior, determinar lo que constituye una trayectoria mas ventajosa entre un nodo de origen a modo de ejemplo y un nodo de destino a modo de ejemplo puede incluir el uso de metricas de encaminamiento predeterminadas de tal manera que se alcancen los objetivos de encaminamiento predefinidos.

Objetos y ventajas adicionales del presente objeto divulgado se exponen en, o seran evidentes para los expertos en la materia a partir de la descripcion detallada del presente documento. Tambien, debena apreciarse ademas que las modificaciones y variaciones de las caractensticas, elementos y etapas de la presente invencion espedficamente ilustrados, referidos y tratados pueden practicarse en diversas realizaciones y usos del objeto sin alejarse del espmtu y el alcance del objeto. Las variaciones pueden incluir, pero no limitarse a, la sustitucion de medios equivalentes, caractensticas o etapas de los ilustrados, referenciados o tratados, y la inversion funcional, operativa o posicional de varias partes, caractensticas, etapas o similares.

Aun mas, debena entenderse que diferentes realizaciones, asf como diferentes presentes realizaciones preferidas, del presente objeto divulgado pueden incluir diversas combinaciones o configuraciones de caractensticas, etapas o elementos actualmente descritos, o sus equivalentes (incluyendo combinaciones de caractensticas, partes o etapas o configuraciones de las mismas no expresamente mostradas en las figuras o indicadas en la descripcion detallada de dichas figuras). Otras realizaciones del presente objeto divulgado, no necesariamente expresadas en la seccion resumida, pueden incluir e incorporar diversas combinaciones de aspectos de caractensticas, componentes o etapas referenciados en los objetos resumidos anteriores y/u otras caractensticas, componentes o etapas tratados de otro modo en esta solicitud.

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Aun mas, debena entenderse que el presente objeto divulgado abarca igualmente los dispositivos y aparatos correspondientes para poner en practica las presentes metodolog^as a modo de ejemplo, y/o para operar de acuerdo con tales metodologfas a modo de ejemplo. Los expertos en la materia apreciaran mejor las caractensticas y aspectos de tales realizaciones, y otros, tras la revision del resto de la memoria descriptiva.

Breve descripcion de los dibujos

Una divulgacion completa y habilitadora del presente objeto divulgado, que incluye el mejor modo de la misma, dirigido a un experto en la materia, se expone en la memoria descriptiva, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la figura 1 ilustra de manera esquematica la incapacidad actual para proporcionar comunicaciones par a par entre nodos pares sin reenviar el trafico a traves del nodo rafz;

la figura 2 ilustra de manera esquematica una comunicacion par a par iniciada por el nodo de origen entre nodos pares de acuerdo con una realizacion a modo de ejemplo del presente objeto divulgado;

la figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra, a modo de ejemplo, un diagrama de secuencia de mensajes (MSC) de una solicitud de ruta par a par de acuerdo con una primera realizacion del presente objeto divulgado; y la figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra, a modo de ejemplo, un diagrama de secuencia de mensajes (MSC) de una solicitud de ruta par a par de acuerdo con una realizacion adicional del presente objeto divulgado.

El uso repetido de los caracteres de referencia a lo largo de la presente memoria descriptiva y de los dibujos adjuntos pretende representar rasgos, elementos o etapas iguales o analogos del presente objeto divulgado.

Descripcion detallada del objeto

Como se ha tratado en el Sumario del objeto, el presente objeto divulgado se refiere espedficamente a la metodologfa para proporcionar un esquema de encaminamiento par a par iniciado por el nodo de origen en redes organizadas en arbol que se incluyen tal como en una infraestructura avanzada de medicion (AMI).

Haciendo referencia inicial a la figura 1, el concepto basico para el presente objeto divulgado reconoce que cuando una capa de aplicacion de, por ejemplo, el nodo 102 en, por ejemplo, un arbol 100 de sistema AMI tiene un mensaje para enviar a una direccion diferente de la de la direccion del nodo rafz 104, el nodo 102 debe encaminar un mensaje de manera ordinaria al nodo rafz 104 que solicita la trayectoria explfcita hacia el nodo 106 de destino. Cuando el nodo rafz 104 recibe dicho mensaje, responde de nuevo al nodo 102 con la trayectoria actualmente mas ventajosa conocida hacia el nodo 106, que, por supuesto, incluye una trayectoria a traves del nodo rafz 104 (trayectoria corriente arriba 112, a continuacion, trayectoria corriente abajo 114) en oposicion a una ruta mas directa tal como la ruta 116 que, en la configuracion previa de la figura 1, no es posible.

Los principales inconvenientes asociados con este enfoque incluyen el aumento de latencia, la mayor probabilidad de colisiones y la carga innecesaria de algunos nodos y ramas en el arbol. La latencia en la entrega de mensajes par a par aumenta, ya que la trayectoria usada para entregar los mensajes par a par es sub-optima. Esto se debe al hecho de que un mensaje no toma la trayectoria “mas corta” disponible. En general, la trayectoria mas corta debena interpretarse preferentemente como la trayectoria optima entre el origen y el destino del mensaje, como una funcion del objetivo de la funcionalidad de optimizacion (es decir, alta probabilidad de transmision exitosa). En el ejemplo ilustrado en la figura 1, un paquete viaja normalmente corriente arriba desde el nodo 102 a traves de la trayectoria 112 al nodo rafz 104 del arbol 100 y a continuacion corriente abajo a traves de la trayectoria 114 hasta su destino final, ejemplarmente, el nodo 106.

La comunicacion par a par a traves del nodo rafz 104 del arbol 100 esta sujeta a una probabilidad creciente de colisiones y, por lo tanto, esta cada vez mas sujeta a un retraso de extremo a extremo. Por ejemplo, considerese que la probabilidad de exito de la transmision de un paquete entre dos nodos adyacentes es p, y la probabilidad de colision es q = 1-p. Para una comunicacion donde el origen y el destino son 1 salto de distancia, por ejemplo, los nodos 102 a 122 en la figura 1, la probabilidad de exito es p (1-q) A2. Para una comunicacion donde el origen y el destino estan separados por N nodos intermedios, la probabilidad de exito es p (1-q) a (N + 1). Debena quedar claro a continuacion que la disminucion del numero N de saltos intermedios aumenta la probabilidad de una transmision exitosa y, por lo tanto, disminuye el retraso de extremo a extremo.

Otro inconveniente del sistema de mensajena representado por la figura 1, es que algunas ramas y nodos del arbol 100 se cargan innecesariamente. Por ejemplo, el enlace entre el nodo rafz 104 y el nodo 124 y, por lo tanto, el nodo rafz 104 en sf mismo, se carga innecesariamente con trafico adicional corriente arriba y corriente abajo. Ademas, la reutilizacion espacial, cuando esta disponible, de los recursos de red, es decir, las frecuencias, puede reducirse considerablemente. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 1, las comunicaciones entre el nodo 102 y 106 pueden monopolizar innecesariamente los recursos entre el nodo rafz 104 y el nodo 124 y, por lo tanto, hacer que el nodo rafz 104 no este disponible para recibir y/o enviar mensajes desde o hacia otros nodos vecinos.

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De acuerdo con la presente tecnologfa desvelada, tales inconvenientes y otros se abordan proporcionando trayectorias alternativas para los mensajes par a par. Haciendo referencia ahora a la figura 2, en una representacion de una realizacion a modo de ejemplo de la presente tecnolog^a desvelada, un nodo de origen, ejemplarmente el nodo 202, env^a un mensaje de solicitud de trayectoria explfcita al nodo ra^z 204 del arbol 200, usando un mensaje corriente arriba a lo largo de la trayectoria 212. El nodo rafz 204 tiene una vista completa de la topologfa del arbol 200 y mantiene una informacion de trayectoria explfcita hacia todos los nodos. De esta manera, el nodo rafz 204 puede calcular facilmente la trayectoria conocida mas ventajosa entre, por ejemplo, los nodos 202 y 206 y, ademas, puede enviar la informacion de trayectoria de vuelta a un nodo solicitante, por ejemplo, el nodo 202.

De acuerdo con otros aspectos del presente objeto divulgado, algunos nodos de funcionalidad completa pueden distribuirse uniforme o aleatoriamente entre los nodos dentro de cada sistema autonomo (AS) como se representa por los arboles 100, 200 de las figuras 1 y 2. Tales nodos, por ejemplo los nodos 234, 222 y 252, pueden configurarse con suficientes recursos como para almacenar informacion detallada sobre rutas de un salto y/o varios saltos dentro de cada AS. En tal caso, dichos nodos por el presente objeto divulgado actuan como nodos router y anuncian su presencia dentro de los sistemas autonomos (AS). En tal caso, cada nodo puede solicitar una ruta de comunicacion par a par del router mas cercano (un nodo de funcionalidad completa) en lugar de desde el nodo rafz.

En la figura 3 se representa un diagrama de secuencia de mensajes (MSC) de tal metodologfa a modo de ejemplo presente. Como se ilustra, el nodo 202 puede enviar una solicitud de ruta a la rafz 204, o a otro nodo de funcionalidad completa. La rafz 204, u otro nodo de funcionalidad completa, calcula a continuacion la trayectoria conocida mas ventajosa entre los nodos 202 y 206 y responde con una respuesta de solicitud de ruta que proporciona la secuencia de direcciones que corresponde en este caso a la direccion del nodo 222 seguida de la direccion del nodo 224 seguida de la direccion del nodo 226.

Si el nodo 206 debe responder a los mensajes recibidos desde el nodo 202, el nodo 206 por el presente objeto divulgado puede enviar un mensaje de solicitud de ruta identico al nodo rafz 204, o a otro nodo de funcionalidad completa, con el fin de obtener la ruta inversa al nodo 202 Ademas, uno o ambos de los nodos 202 y 206 por el presente objeto divulgado pueden configurarse para almacenar en cache la trayectoria proporcionada por la rafz 204, u otro nodo de funcionalidad completa, para evitar repetir la solicitud de trayectoria para cada paquete que se envfa a su par.

En otra realizacion o aspecto del presente objeto divulgado, el primer paquete par a par puede mantener su estructura de cabecera de encaminamiento sin cambios hasta su destino. Es decir, los nodos intermedios no eliminan sus direcciones de la cabecera del paquete. Mediante tal tecnica, por el presente objeto divulgado, el nodo de destino 206 puede determinar facilmente la ruta inversa al nodo 202, suponiendo que las trayectorias/enlaces intermedios son bidireccionales en el sentido de que tienen una calidad de comunicacion similar en ambas direcciones.

En otra realizacion a modo de ejemplo mas del presente objeto divulgado, bajo la suposicion de que una comunicacion par a par entre nodos es bidireccional, es decir, en el sentido de que un mensaje enviado desde el nodo 202 al nodo 206 generara una respuesta desde el nodo 206 al nodo 202, el nodo rafz 204, tras recibir una solicitud de una ruta explfcita entre el nodo 202 y el nodo 206, puede configurarse, ya que responde de nuevo al nodo 202 como se ha descrito anteriormente, para enviar automaticamente la trayectoria inversa al nodo 206. Un diagrama de secuencia de mensajes (MSC) de tal metodologfa a modo de ejemplo presente se representa en la figura 4.

Haciendo referencia a la figura 4, cuando el nodo rafz 204, u otro nodo de funcionalidad completa, recibe una solicitud de ruta desde el nodo 202, el nodo genera dos mensajes. Un primer mensaje corresponde a una respuesta de solicitud de ruta que se hace al origen del mensaje, es decir, en este caso, el nodo 202. El segundo de los mensajes corresponde a un anuncio de ruta y se realiza al nodo localizado al final de la ruta par a par, es decir, en este caso, el nodo de destino (el nodo 206) para la comunicacion par a par del objeto. Como se representa en la presente figura 4 a modo de ejemplo, las secuencias de direccion enviadas al nodo 202 y al nodo 206 son imagenes especulares entre sf, que representan las diferentes direcciones entre los dos nodos uno hacia otro.

Aun mas, en una realizacion a modo de ejemplo del presente objeto divulgado, la comunicacion par a par entre los nodos 202 y 206 puede potenciarse mediante un mecanismo de autoaprendizaje. En tal realizacion a modo de ejemplo, despues de que el nodo 202 envfe un primer paquete de comunicacion par a par al nodo 206 cada nodo a lo largo de la trayectoria 216 entre los nodos 202 y 206, tales nodos (es decir, los nodos 222, 224, 226) aprenden de la cabecera del paquete la direccion del salto siguiente para alcanzar el nodo de destino 206. Como un ejemplo, para el destino 206, el nodo intermedio 222 almacenara como salto siguiente la direccion del nodo 224, el nodo 224 almacenara como siguiente salto la direccion del nodo 226 y finalmente el nodo 226 almacenara como salto siguiente la direccion del nodo 206.

A continuacion, el nodo 202 puede enviar los paquetes siguientes al nodo 206 sin anadir informacion de ruta explfcita a la cabecera del paquete. Cuando el nodo 222, que esta escuchando el medio, recibe un paquete destinado al nodo 206, recibira el paquete, lo procesara y simplemente lo reenviara a la direccion de salto siguiente

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224. A continuacion, el nodo 224 reenviara el paquete al nodo 226, y asf sucesivamente hasta que el paquete alcanza su destino final 206.

En una realizacion a modo de ejemplo presente adicional mas, si el nodo de destino 206 “escucha” un paquete par a par destinado a sf mismo desde el nodo 202 y encaminado como se ha descrito anteriormente, procesara el paquete completamente. Si no se detecta ningun error, es decir, no hay bits corrompidos debido, por ejemplo, a una interferencia, el nodo 206 confirma de nuevo al nodo 202 la recepcion apropiada del paquete. Es decir, el nodo 206 anuncia al nodo 202 que pueden comunicarse directamente y puede establecerse una ruta mas corta para la comunicacion par a par entre los nodos 202 y 206, todo de acuerdo con el presente objeto divulgado.

Por ejemplo, en el caso de que los nodos sean parte de una red de malla inalambrica, cada nodo difunde sus mensajes de tal manera que pueden crearse muchas trayectorias entre diversos nodos. Como se ha descrito anteriormente, la trayectoria mas ventajosa desde el nodo 202 al nodo 206 es a lo largo de la ruta 216 a traves de los nodos 222, 224 y 226. En el caso, sin embargo, donde el nodo de destino 206 puede haber “escuchado” un paquete destinado a sf mismo que se difunde desde el nodo 222 a traves de la trayectoria directa 218 y donde no se han detectaron errores en la transmision, la trayectoria desde el nodo 202 a 206 puede cambiarse a la ruta mas corta, de acuerdo con un aspecto del presente objeto divulgado.

De acuerdo con aspectos adicionales opcionales del presente objeto divulgado, en varias implementaciones a modo de ejemplo de lo anterior, determinar lo que constituye una trayectoria mas ventajosa entre un nodo de origen a modo de ejemplo y un nodo de destino a modo de ejemplo puede incluir el uso de metricas de encaminamiento predeterminadas de tal manera que se alcanzan los objetivos de encaminamiento predefinidos. En general, los protocolos de encaminamiento para las redes inalambricas se centran en encontrar la trayectoria mas ventajosa y, en este caso, eventualmente, cuales senan las trayectorias alternativas mas ventajosas que ayuden a garantizar la calidad de servicio necesaria para una aplicacion dada. Como se entiende por los expertos en la materia sin requerir una explicacion detallada, la calidad del servicio en tal contexto puede expresarse en terminos de latencia y fiabilidad. Para algunas implementaciones, las metricas de encaminamiento para las redes cableadas hacen uso del recuento de saltos y la capacidad ffsica para determinar que constituye una trayectoria mas ventajosa, lo que significa que los arreglos buscan lograr un conteo de salto mmimo o un ancho de banda maximo. Las trayectorias inalambricas tienen caractensticas significativamente diferentes en comparacion con los enlaces cableados, tal como una baja capacidad y una alta tasa de errores de los paquetes, lo que lleva a un rendimiento relativamente mas pobre. Por consiguiente, un algoritmo de encaminamiento para una red inalambrica selecciona preferentemente la trayectoria mas ventajosa en un contexto dado teniendo en cuenta explfcitamente la calidad de los enlaces inalambricos.

Se entendera por los expertos en la materia que para diversas implementaciones del presente objeto divulgado, pueden usarse diferentes metricas de encaminamiento para estimar las caractensticas de un trayectoria entre el origen y el destino. Por ejemplo, algunas metricas de encaminamiento pueden estar destinadas a capturar la estabilidad de una trayectoria, mientras que otras pueden centrarse en el consumo de energfa, y otras pueden estar mas centradas en el ancho de banda resultante de una trayectoria determinada. Ademas, pueden usarse otras metricas para estimar la calidad de los enlaces inalambricos, incluyendo aquellos que tienen en cuenta la tasa de error de paquete en el enlace, tal como ETX. Como es bien conocido por los expertos en la materia, la metrica ETX de un enlace inalambrico es el numero esperado de transmisiones requeridas para transmitir y reconocer con exito un paquete en un enlace. Los expertos en la materia, en el contexto mas amplio del presente objeto divulgado, pueden implementar algoritmos de calculo de trayectoria (cuyos detalles no forman ningun aspecto espedfico del presente objeto divulgado) que usaran metricas con el fin de encontrar la trayectoria mas ventajosa (u otras rutas alternativas mas ventajosas) para un contexto dado. Ademas, debe entenderse que tales metricas en algunos casos pueden ser estaticas o pueden cambiar dinamicamente, tal como una funcion de la calidad estimada del enlace inalambrico.

Aunque se ha descrito en detalle el presente objeto divulgado con respecto a las realizaciones espedficas del mismo, se apreciara que los expertos en la materia, tras alcanzar una comprension de lo anterior, pueden producir facilmente alteraciones a, variaciones de, y equivalentes a tales realizaciones. Por consiguiente, el alcance de la presente divulgacion es por medio de un ejemplo mas bien que por medio de una limitacion, y el objeto divulgado no pretende excluir la inclusion de tales modificaciones, variaciones y/o adiciones al presente objeto divulgado como sena facilmente evidente para un experto en la materia.

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo (200) para establecer comunicaciones de par a par en una red estructurada en arbol inalambrica que tiene una pluralidad de nodos que incluye un nodo ra^z (204) y al menos un nodo de encaminamiento de funcionalidad completa (222, 234, 252), que comprende:

enviar un mensaje desde un nodo de origen (202) a uno de entre el nodo rafz o uno de dichos nodos de encaminamiento de funcionalidad completa de la pluralidad de nodos configurados para almacenar rutas dentro de la red estructurada en arbol, solicitando el mensaje la trayectoria que encamina a un nodo de destino (206); determinar en uno de dichos nodos de encaminamiento de funcionalidad completa una trayectoria de comunicaciones (216), por lo que la determinacion se basa en la informacion detallada en las rutas de un salto y/o de varios saltos almacenadas en dicho nodo de encaminamiento de funcionalidad completa; enviar la informacion de trayectoria determinada al nodo de origen;

transmitir un mensaje desde el nodo de origen al nodo de destino usando la informacion de trayectoria; procesar los paquetes escuchados por el nodo de destino, con lo que los paquetes se han escuchado por el nodo de destino, los paquetes se han destinado al nodo de destino y los paquetes se han difundido desde un nodo en la trayectoria determinada; y

anunciar desde el nodo de destino que puede configurarse una ruta mas corta (218) para la comunicacion de par a par entre el nodo de origen y el nodo de destino.
2. Un metodo (200) para establecer comunicaciones de par a par en una red estructurada en arbol inalambrica que tiene una pluralidad de nodos que incluye un nodo rafz (204) y al menos un nodo de encaminamiento de funcionalidad completa (222, 234, 252), que comprende:

enviar un mensaje desde un nodo de origen (202) a uno de entre el nodo rafz o uno de dichos nodos de encaminamiento de funcionalidad completa de la pluralidad de nodos configurados para almacenar rutas dentro de la red estructurada en arbol, solicitando el mensaje la trayectoria que encamina a un nodo de destino (206); determinar en el nodo rafz la trayectoria mas ventajosa entre el nodo de origen y el nodo de destino que incluye el uso de metricas de encaminamiento predeterminadas de manera que se logran los objetivos de encaminamiento predeterminados, en el que la determinacion esta basada en (a) la vista completa del nodo rafz de la topologfa de la red estructurada en arbol y (b) la informacion de trayectoria explfcita hacia todos los nodos mantenidos por el nodo rafz;

enviar la informacion de trayectoria determinada al nodo de origen;

transmitir un mensaje desde el nodo de origen al nodo de destino usando la informacion de trayectoria; procesar los paquetes escuchados por el nodo de destino, con lo que los paquetes se han escuchado por el nodo de destino, los paquetes se han destinado al nodo de destino y los paquetes se han difundido desde un nodo en la trayectoria determinada; y

anunciar desde el nodo de destino que puede configurarse una ruta mas corta (218) para la comunicacion de par a par entre el nodo de origen y el nodo de destino.
3. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas:

enviar un mensaje desde el nodo de destino (206) al nodo rafz (204) o a al menos un nodo encaminador (222, 234, 252) que solicita la trayectoria de encaminamiento inversa que encamina al nodo de origen (202); y enviar la informacion de trayectoria de encaminamiento inversa al nodo de destino.
4. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas:

enviar automaticamente la informacion de trayectoria inversa al nodo de destino (206),

con lo que el nodo de destino puede responder a un mensaje desde el nodo de origen (202) sin solicitar en primer lugar la informacion de trayectoria.
5. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas:

configurar al menos uno de entre el nodo de origen (202) y los nodos de destino (206) para almacenar en cache la informacion de trayectoria,

con lo que puede evitarse repetir la solicitud de trayectoria.
6. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el nodo rafz (204) determina la trayectoria de comunicaciones (216) y envfa la informacion de trayectoria al nodo de origen (202).
7. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas:

almacenar las rutas dentro del nodo de encaminamiento (222, 234, 252) de la pluralidad de nodos,

en el que el al menos un nodo de encaminamiento determina la trayectoria de comunicaciones (216) y envfa la

informacion de trayectoria al nodo de origen (202).

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8. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas:

almacenar la direccion del siguiente salto en los nodos en una trayectoria de comunicaciones (216) desde el nodo de origen (202) al nodo de destino (206) basandose en una cabecera de paquete de una comunicacion anterior,

con lo que los paquetes posteriores pueden enviarse desde el mismo origen al mismo destino sin anadir informacion de ruta en la cabecera del paquete.
9. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas:

reenviar las cabeceras del paquete de mensaje sin cambios a traves de los nodos en una trayectoria entre el nodo de origen (202) y el nodo de destino (206),

con lo que el nodo de destino determina una trayectoria de rafz inversa al nodo de origen basandose en las cabeceras sin cambios.
10. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la seleccion de dicha pluralidad de nodos comprende unos puntos finales de datos.
11. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que la seleccion de dichos puntos finales de datos esta asociada con unos dispositivos de medicion en una infraestructura de medicion avanzada.
12. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que dicha pluralidad de nodos comprende unos dispositivos de medicion con unos dispositivos de comunicacion inalambrica asociados.
13. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que dichos dispositivos de medicion estan asociados respectivamente con unos dispositivos de comunicacion inalambrica.
14. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que determinar la trayectoria de comunicaciones (216) entre el nodo de origen (202) y el nodo de destino (206) comprende usar unas metricas de encaminamiento predeterminadas de manera que se logran los objetivos de encaminamiento predefinidos.
15. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende determinar la trayectoria de comunicaciones (216) entre el nodo de origen (202) y el nodo de destino (206).