BR112012031591B1

BR112012031591B1 - método em um dispositivo sem fio para transmitir um pacote, e dispositivo sem fio

Info

Publication number: BR112012031591B1
Application number: BR112012031591-9A
Authority: BR
Inventors: Frederik Verwaest
Original assignee: Interdigital Ce Patent Holdings
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2021-01-12
Also published as: US20170078050A1; PL2583523T3; KR20130123299A; JP5859522B2; EP2583523B1; CA2803063C; US10361819B2; CN102948244B; BR112012031591A2; ZA201209080B; HK1184315A1; CN102948244A; EP2583523A1; US9544096B2; KR101811076B1; ES2474640T3; MX2012014183A; JP2013530651A; US20130212446A1; CA2803063A1

Abstract

MÉTODO DE RETRANSMISSÃO DE PACOTE EM UM TRANSMISSOR SEM FIO. A presente invenção se refere a um dispositivo sem fio (1) e a um método em um dispositivo sem fio para transmitir um pacote, o método compreendendo as etapas de estabelecer (S2) um valor de vida útil para transmissão de um pacote e, enquanto a vida útil do pacote não tiver expirado (S5) e falhar a transmissão de pacote: transmitir (S3) o pacote, até um limite de novas tentativas, e suspender (S6) a transmissão do pacote durante um tempo de pausa antes de transmitir o pacote até um limite de novas tentativas. O método impede a poluição da rede mediante diminuição do número de retransmissões tentadas.

Description

MÉTODO EM UM DISPOSITIVO SEM FIO PARA TRANSMITIR UM PACOTE, E DISPOSITIVO SEM FIO

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere geralmente às transmissões sem fio e especificamente a um mecanismo de retransmissão.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Essa seção pretende introduzir o leitor aos diversos aspectos da técnica, que podem ser relacionados aos diversos aspectos da presente invenção que são descritos e/ou reivindicados abaixo. Acredita-se que essa discussão seja útil na provisão ao leitor de uma informação de antecedentes para facilitar um melhor entendimento dos vários aspectos da presente invenção. Consequentemente deve-se entender que essas declarações devem ser lidas sob essa ótica, e não como admissões de técnica anterior.

Um portal residencial é adaptado para conectar uma rede residencial à Internet. Ele permite que se receba e distribua na rede residencial algum conteúdo de vídeo transportado através de protocolo Internet (IP). Dentro da rede residencial o vídeo pode ser transportado através de uma rede cabeada ou sem cabos. Se redes cabeadas mostrarem ser adequadas para transportar serviços de vídeo, é exigido que os dispositivos domésticos sejam plugados na rede cabeada. Isso não é adaptado para mobilidade de dispositivos. As tecnologias sem fio, tal como IEEE 802.11 são mais convenientes para alcançar o dispositivo móvel em uma rede local, mas não proporcionam qualidade de serviço suficiente exigida para as aplicações de vídeo. Particularmente, interferências sem fio degradam as transmissões sem fio, e como resultado a qualidade do vídeo. O padrão IEEE 802.11 nas especificações de Camada Física (PHY) e de Controle de Acesso de Meio de LAN Sem Fio (MAC) com data de 12 junho de 2007, assinalada em 802.11 aqui abaixo, define um mecanismo de retransmissão no capítulo 9.2.5.3 sobre procedimentos de recuperação e limites de transmissão. O mecanismo de retransmissão é parte do mecanismo de função de coordenação distribuída (DCF) definido no capítulo 9.2. Particularmente, em uma troca de quadros, o transmissor realiza o mecanismo de recuperação de erro mediante nova tentativa de transmissão para um sequência de troca de quadros. Ele realiza a retransmissão até que ela seja bem-sucedida ou um limite de novas tentativas seja atingido. O limite de novas tentativas é normalmente estabelecido em sete. Esse mecanismo não é suficiente para possibilitar uma transferência aceitável de quadros de vídeo através do mio sem fio.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção tenta remediar ao menos algum dos assuntos relacionados à transmissão de pacote na técnica anterior, mediante provisão de um mecanismo de transmissão adaptado para serviços de vídeo.

A invenção se refere a um mecanismo de retransmissão que aperfeiçoa a qualidade de serviço nas redes sem fio para serviços de vídeo.

Com essa finalidade, a invenção se refere um método em um dispositivo sem foi para transmitir um pacote, o método compreendendo as etapas de estabelecer um valor de duração para a transmissão do pacote. De acordo com a invenção, se a transmissão falhar, e enquanto falhar a retransmissão de pacote e a durabilidade do pacote não tiver expirado, o método compreende as etapas de retransmitir o pacote até um limite de novas tentativas, e esperar um tempo de pausa antes de retransmitir o pacote até um limite de novas tentativas.

Surpreendentemente, e em comparação com o que é normalmente feito nos sistemas de transmissão sem fio, a retransmissão é realizada em várias etapas, compreendendo múltiplas retransmissões. Ela não se baseia em múltiplas retransmissões contínuas de pacotes. Ela suspende e retoma a retransmissão mediante desvio do período de interferência. Ela mostrou que o mecanismo de retransmissão proporciona uma melhor qualidade de serviço para os serviços de vídeo. Em vez de retransmitir um pacote várias vezes em um intervalo curto, o mecanismo retarda as transmissões. Isso possibilita pelo menos transpor sucessivamente alguns problemas de interferência.

Esse mecanismo de retransmissão comprovou ser útil quando usado com transmissão de vídeo. Ele reduz significativamente a taxa de erro de pacote. Esse mecanismo de retransmissão também economiza vantajosamente o meio sem fio, em comparação com aquele de uma implementação padrão.

De acordo com uma modalidade da invenção, o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir um pacote por um número de vezes de limite de novas tentativas.

De acordo com outra modalidade da invenção, o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir um pacote por um número de vezes de limite de novas tentativas na taxa de transmissão mais baixa.

De acordo com uma modalidade da invenção, o método é realizado apenas para pacotes de áudio e vídeo.

Outro objetivo da invenção é um dispositivo sem fio compreendendo uma interface sem fio para comunicação em uma rede sem fio, e meios de retransmissão para estabelecer um valor de tempo de vida útil para um pacote ser transmitido e, enquanto o tempo de vida útil do pacote não tiver expirado, e falhar a transmissão de pacote, transmitir o pacote até um limite de novas tentativas; e suspender a transmissão do pacote durante um tempo de pausa antes de transmitir o pacote até um limite e novas tentativas.

De acordo com uma modalidade o dispositivo sem fio compreende meio de detecção de interferência para detectar as interferências na rede sem fio.

Outro objetivo da invenção é um produto de programa de computador compreendendo instruções de código de programa para executar as etapas do método de acordo com a invenção, quando esse programa for executado em um computador. Por “produto de programa de computador”, se quer dizer um suporte de programa de computador, o qual pode consistir não apenas em um espaço de armazenamento contendo o programa, tal como uma memória de computador, mas também em sinal, tal como um sinal elétrico ou ótico.

Certos aspectos compatíveis em escopo com as modalidades reveladas são apresentados abaixo. Deve-se entender que esses aspectos são apresentados apenas para prover ao leitor um breve sumário de certas formas que a invenção pode assumir e que esses aspectos não pretendem limitar o escopo da invenção. Na realidade, a invenção pode abranger uma variedade de aspectos que podem não ser apresentados abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será mais bem-entendida e ilustrada por intermédio da modalidade a seguir e exemplos de execução, de forma alguma limitadores, com referência às figuras anexas nas quais:
A Figura 1 é um diagrama de blocos de um ponto de acesso compatível com a modalidade;
A Figura 2 ilustra um mecanismo de retransmissão de acordo com a modalidade; e
A Figura 3 é um diagrama de fluxo de um mecanismo de retransmissão de acordo com a modalidade.

Na Figura 1, os blocos representados são entidades puramente funcionais, as quais não correspondem necessariamente às entidades fisicamente separadas. Isto é, eles poderiam ser desenvolvidos na forma de hardware ou software, ou ser implementados em um ou vários circuitos integrados.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Deve-se entender que as figuras e descrições da presente invenção foram simplificadas para ilustrar elementos que são relevantes para um entendimento claro da presente invenção, enquanto eliminando, com o propósito de clareza, muitos outros elementos encontrados em métodos e sistemas de fornecimento de conteúdo de multimídia digital, típicos. Contudo, como tais elementos são conhecidos na técnica, uma discussão detalhada de tais elementos não é aqui provida. A presente revelação se refere a todas as tais variações e modificações conhecidas daqueles versados na técnica.

A modalidade exemplar é apresentada dentro de uma estrutura de IEEE 802.11, mas a invenção não é limitada a esse ambiente específico e pode ser aplicada dentro de outras estruturas onde ocorre a retransmissão de uma maneira similar àquela descrito no padrão IEEE802.11.

O ponto de acesso, AP, dispositivo 1 de acordo com a modalidade, é ilustrado na Figura 1. O mesmo compreende uma interface sem fio 11 em conformidade com o padrão IEEE802.11. O AP 1 compreende um módulo de detecção de interferência 13 que é adaptado para detectas as interferências no meio sem fio. O mecanismo de detecção de interferência está fora do escopo da invenção. O AP compreende um módulo de retransmissão 14 que é adaptado para realizar as retransmissões conforme descrito em seguida. O módulo de detecção de interferência também é adaptado para informar o módulo de retransmissão quando uma interferência tiver sido detectada. O AP 1 também compreende uma memória 12 para armazenar os pacotes que são transmitidos no meio sem fio.

Mesmo se a modalidade se aplicar a um AP, o mecanismo da modalidade se aplica também a uma estação sem fio.

O mecanismo de retransmissão de acordo com a modalidade é descrito agora. O módulo de retransmissão controla dois parâmetros. O primeiro parâmetro é a vida útil do pacote. A vida útil do pacote corresponde ao tempo em que o pacote é armazenado na memória. Quando se esgota a vida útil do pacote, e se o pacote não tiver sido retransmitido, o pacote é removida da memória. Quando o pacote é transmitido ele é despejado da memória.

A vida útil do pacote pode ser escolhida de acordo com as seguintes limitações. Ela é mais longa do que a duração de interferência que pode normalmente ser esperada. Ela é menor do que a capacidade de armazenamento temporário máxima do AP; o que depende da largura de banda de vídeo e da memória disponível. E, é menor do que a quantidade de vídeo armazenada na estação de recepção. Particularmente, alguns valores podem ser como a seguir: uma capacidade de armazenamento no AP de aproximadamente 5 segundos, uma capacidade de armazenamento no dispositivo de reprodução de vídeo de aproximadamente 10 segundos, e uma vida útil de pacote de 2,5 segundos.

O segundo parâmetro é um valor retransmission_suspend. Ele define o tempo em que o AP suspende as retransmissões entre duas séries de retransmissão.

O mecanismo é resumido como a seguir, conforme ilustrado na Figura 3. O AP tem um pacote para transmitir para uma estação, etapa S1. Ele estabelece um valor de vida útil de pacote para o pacote, etapa S2. O pacote não foi recebido corretamente pela estação; isso é detectado pelo AP porque o AP não recebeu um pacote de confirmação. O AP retransmite o pacote de acordo com o mecanismo definido na especificação IEEE 802.11, etapa S3. Se necessário, ele retransmite o pacote até o limite de novas tentativas. Se a retransmissão for bem-sucedida, o AP pode enviar o próximo pacote, etapa S4. Se a retransmissão ainda assim falhar, o módulo de detecção de interferência informa o módulo de retransmissão que está ocorrendo interferência. O mecanismo de retransmissão de acordo com a modalidade é estabelecido. Se a vida útil do pacote esgotar, etapa S5, o AP descarta os pacotes e transmite o próximo pacote. Enquanto a vida útil do pacote não expirar, o AP suspende as retransmissões, etapa S6, e começa outro conjunto de retransmissões, etapa S3. O limite de novas tentativas da modalidade se refere ao parâmetro ShortRetryLimit definido no capítulo 9.2.4 do padrão IEEE 802.11. Evidentemente esse mecanismo poderia se aplicar também ao parâmetro LongRetryLimit

O dispositivo de AP envia várias séries de pacotes de retransmissão, espaçados por períodos de pausa. Isso é ilustrado na Figura 2, onde cada linha vertical corresponde a uma tentativa de transmissão e uma altura de linha indica a taxa de transmissão. A taxa pode ser modificada entre uma série de retransmissões ou entre duas séries. Conforme indicado na Figura 2, o AP maneja para enviar um pacote de retransmissão após 24 retransmissões que falharam. As retransmissões foram agrupadas em série de sete retransmissões. Se falhar a sétima retransmissão, o AP suspende a retransmissão até que ele comece outro conjunto de retransmissões. Entre a série de retransmissões ele deixa o meio livre. Durante essa pausa, o mesmo AP pode transmitir dados para outras estações associadas ou outros dispositivos no mesmo canal podem transmitir os dados. O AP não polui o meio sem fio com retransmissões inúteis, e possibilita que outros dispositivos utilizem o meio.

Isso corresponde a usar várias vezes o mecanismo de retransmissão padrão, com um valor de limite de novas tentativas definidos em sete. No mecanismo padrão, após o limite de novas tentativas ter sido atingido, o pacote é removido. Aqui, o AP utiliza várias vezes o mecanismo de retransmissão padrão, com pausas intermediárias, até que a vida útil do pacote tenha sido atingida.

O mecanismo é configurável de acordo com a classe de qualidade de serviço (QoS). O padrão IEEE 802.11, e particularmente o IEEE 802.11e sobre Controle de Acesso de Meio em Aperfeiçoamentos de Qualidade de Serviço, define quatro classes: segundo plano, melhor esforço, voz e vídeo. De acordo com a modalidade, a classe de tráfego de voz e vídeo utiliza esse mecanismo, o segundo plano e a classe de tráfego de melhor esforço não utilizam o mesmo. Uma implementação apropriada que suporta transmissão de vídeo para múltiplas estações simultaneamente deve ter quatro filas QoS por estação, de modo que os problemas de transmissão para uma estação não afetam a qualidade de vídeo em outra estação.

A pausa entre duas séries de retransmissões pode ser tão longa quanto o tempo necessário para uma série de retransmissões. Por exemplo, o valor retransmission_suspend pode ser estabelecido em 25 milissegundos.

Particularmente o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir uma série de pacotes de retransmissão na taxa de transmissão mais baixa do BSSBasicRa-teSet que é definido em 7.3.2.2 da especificação IEEE 802.11. Isso corresponde ao tempo necessário para uma série de retransmissões no pior cenário.

Em outras palavras, o AP de acordo com a modalidade é um AP padrão com a adição de um módulo de retransmissão e módulo de detecção de interferência. Um AP padrão compreende um modo de recuperação que realiza a retransmissão conforme definido no padrão IEEE802.11; utilizando dentre outros um parâmetro de limite de novas tentativas. Um AP padrão realiza retransmissão até um limite de novas tentativas.

O módulo de retransmissão realiza retransmissão, utilizando os recursos do módulo de recuperação. Particularmente, ele em primeiro lugar solicita ao módulo de recuperação realizar a retransmissão até o limite de novas tentativas. Se a retransmissão não for bem-sucedida, ele outra vez solicita ao módulo de recuperação realizar a retransmissão. Mais geralmente, o módulo de retransmissão é adaptado para acionar o módulo de recuperação, de acordo com os parâmetros tal como o valor retransmission_suspend, o número limite de novas tentativas e a vida útil do pacote. O valor retransmission_suspend pode ser configurá-vel através da interface de usuário de AP.

O módulo de retransmissão também pode verificar, antes de utilizar o mecanismo de retransmissão de acordo com a modalidade, se o receptor suporta aquele mecanismo de retransmissão. Ele verifica a capacidade de armazenamento temporário do receptor para avaliar a vida útil máxima do pacote que pode ser estabelecida. Se a vida útil do pacote for muito curta, o mecanismo de retransmissão não é usado, e apenas o procedimento de recuperação de padrão é usado. Isso pode ser realizado de qualquer forma patenteada que esteja fora do escopo da invenção.

Referências reveladas na descrição, nas reivindicações e nos desenhos podem ser providas independentemente ou em qualquer combinação apropriada. As características, onde apropriado, podem ser implementadas em hardware, software ou uma combinação dos dois.

Referência aqui a "uma modalidade” ou “determinada modalidade” significa que uma característica, aspecto ou estrutura específica descrita em conexão com a modalidade pode ser incluída em ao menos uma implementação da invenção. Os surgimentos da frase “em uma modalidade” em vários locais no relatório descritivo não estão todos necessariamente se referindo à mesma modalidade, nem são modalidades separadas ou alternativas necessariamente exclusivas mutuamente de outras modalidades.

Numerais de referência que surgem têm apenas a finalidade de ilustração e não devem ter efeito limitador em relação ao escopo das reivindicações.

Claims

Método em um dispositivo sem fio para transmitir um pacote, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:
estabelecer (S2) um valor de tempo de vida útil para um pacote a transmitir;
enquanto a vida útil do pacote estiver ativa (S5) e a transmissão do pacote falhar: transmitir (S3) o pacote, até um limite de novas tentativas, e
suspender (S6) a transmissão do pacote durante um tempo de pausa antes de transmitir o pacote até o limite de novas tentativas.
Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir um pacote por um número de vezes de limite de novas tentativas.
Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir um pacote por um número de vezes de limite de novas tentativas na taxa de transmissão mais baixa.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de descartar (S7) o pacote quando a vida útil do pacote expirar ou quando a transmissão do pacote for bem-sucedida.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o método é realizado apenas para pacotes de áudio e vídeo.
Dispositivo sem fio (1) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
uma interface sem fio (11) para comunicação em uma rede sem fio,
um módulo de retransmissão (14) para:
estabelecer um valor de tempo de vida útil para um pacote a transmitir; e
enquanto a vida útil do pacote estiver ativa, e a transmissão do pacote falhar: transmitir o pacote até um limite de novas tentativas, e suspender a transmissão do pacote durante um tempo de pausa antes de transmitir o pacote até um limite de novas tentativas.
Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende módulo de detecção de interferência (13) para detectar interferências na rede sem fio.
Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de detecção de interferência (13) informa o módulo de retransmissão quando uma interferência for detectada na rede sem fio.
Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir um pacote por um número de vezes de limite de novas tentativas.
Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o tempo de pausa corresponde ao tempo necessário para transmitir um pacote por um número de vezes de limite de novas tentativas na taxa de transmissão mais baixa.
Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a interface sem fio é adaptada para se comunicar com uma rede sem fio em conformidade com IEEE 802.11.