BRPI0612474A2

BRPI0612474A2 - método e instrumentos para coordenar mudanças de canal sem emendas em uma rede de comunicação mesh

Info

Publication number: BRPI0612474A2
Application number: BRPI0612474-7A
Authority: BR
Inventors: Marian Rudolf; Vicent Roy
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2010-11-23
Also published as: AU2006235036A1; JP2008539609A; EP1872220A2; WO2006110404A2; CA2603540A1; IL186353A0; MX2007012257A; WO2006110404A3; WO2006110404A8; US20060242457A1; NO20075688L

Abstract

Método e instrumentos para coordenar mudanças de canal sem emendas em uma rede de comunicação MESH. Uma rede de comunicação mesh incluindo pelo menos um canal mestre (CM) e uma pluralidade de pontos mesh (MPs). O CM envia uma mensagem de intenção de mudança para pelo menos um dos MPs, indicando a intenção de mudança do CM do primeiro canal para um segundo canal. Ao recebimento da mensagem de intenção de mudança de canal, pelo menos um MP determina se muda do primeiro canal para o segundo canal. Pelo menos um MP envia uma mensagem de resposta de mudança de canal para o CM. O CM então determina se muda do primeiro canal para o segundo canal, baseado na mensagem de resposta de mudança de canal. A mensagem de intenção de mudança de canal pode indicar uma mudança de modalidade, uma mudança de largura de banda ou uma mudança de número de canais. A mensagem de intenção de mudança de canal pode indicar o sincronismo da mudança do canal.

Description

Método β instrumentos para coordenar mudanças de canal sem emendas em umarede de comunicação MESH.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção está relacionada com redes decomunicação sem fio MESH. Mais particularmente, a presente invenção esta relacionadadiretamente com mudanças de canais para melhorar a eficiência de rádio nas redes decomunicação MESH.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

As infra-estruturas típicas dos sistemas de redes sem fioincluem um conjunto de pontos de acesso (APs)1 também conhecidos como estaçõesbase (BSs)1 cada um deles conectados em redes de comunicação com fio, através doqual ele é referenciado como um link de distribuição (backhaul) ou ponto deconcentração de dados. Em alguns cenários, o alto custo de se conectar um determinadoAP diretamente a uma rede de comunicação com fio, se torna mais atrativo ao invés dese conectar o AP indiretamente em uma rede de comunicação com fio através dos APsvizinhos. Isto é conhecido como uma arquitetura MESH. A vantagem de se utilizar umainfra-estrutura MESH é a facilidade de uso e a velocidade de implementação, desde queuma rede de comunicação via rádio possa ser implementada, sem a necessidade de sepossuir um link de distribuição ou ponto de concentração de dados e módulos deinterconexão para cada AP.

Em uma rede de comunicação MESH, dois pontos MESH(MPs) próximos, precisam utilizar um canal comum para estarem aptos a repassarempacotes de um para o outro. O nível de interferência captado por outros MPs pode variarlargamente tanto geograficamente como no tempo. Isto implica em que um canal poderáser captado e ter uma pequena interferência por um MP enquanto o outro MP sofre dealtos níveis de interferência no mesmo canal. Similarmente, um MP pode sofrer depequenas interferências em um determinado canal em um ponto no tempo, enquanto omesmo MP no mesmo canal poderá sofrer altos níveis de interferência mais tarde emoutro ponto. Isso implica que os MPs enfrentam conflitos de necessidades epreferências, em termos de qual canal utilizar. Isso pode ser resumido pelo seguinte:

1) Os MPS possuem fortes incentivos para utilizar o mesmo canal como os outros MPs,para melhorar sua conexão com a rede de comunicação MESH. Além disso, a redede comunicação MESH incentiva fortemente os MPs a estarem aptos para secomunicarem uns com os outros.

2) Em um determinado momento, diferentes MPs em uma rede de comunicação MESH,vêem diferentes níveis de interferência de cada canal, e então criam diferentespreferências individuais para qual canal utilizar.

3) A interferência percebida por cada mudança do MP no tempo, que significa que umcanal que foi encontrado por ser ótimo para a rede de comunicação MESH emdeterminado instante, pode não ser adequado em outro momento mais tarde.

Em adição para estas considerações que diretamenterelatam o ritmo de transferência e a performance da qualidade do serviço de uma redede comunicação MESH, outra consideração operacional importante é a mudança decanal para que sejam obedecidos os requerimentos relativos aos regulamentos.

A operação em redes sem fio via rádio comunicação hojeem dia, é regulada pelo FCC, (e seus parceiros em outros países). Em particular,mudanças de canais são mandatárias para se manter espaços em certos canais defreqüência e barrá-los de uso além da banda pré-determinada, sempre que for detectadoalgum radar ativo operando no mesmo canal.

Muito similar às mudanças de canal, motivadas porinterferências e considerações de performance, mudanças de canal motivadas pelosrequisitos dos regulamentos necessitam estar endereçados em uma rede decomunicação sem fio mesh.

Para que uma rede de comunicação mesh esteja apta parasuperar os conflitos mencionados, sistemas mesh precisam ser ágeis na freqüência, oque significa que devem estar aptos para mudarem de canal. Tais mudanças de canaldevem ser executadas de maneira coordenada, para que as mudanças de canal sejamsem emendas e a qualidade de serviço QoS dos usuários finais seja mantida.

Enquanto as redes sem fio tradicionais (WLANs) nãoprovêm nenhum meio hoje para garantir mudanças coordenadas de canal e freqüênciasem emendas, uma emenda (IEEE 802.11 h) e especificações de camada física (PHY)foram criadas para controlar o acesso ao meio WLAN (MAC), para atender aosrequisitos dos regulamentos para as operações em bandas de 5 GHz na Europa.

Entretanto, a seleção dinâmica de freqüências (DFS) deIEEE 802.11h, somente permite sistemas de WLAN na banda de 5 GHz co-existirem comsistemas de radares, mas isto não fornece os meios pelos quais mudanças de canalsejam executadas de maneira que sejam sem emendas para os usuários finais e quegarantam eficiente uso dos recursos de rádio. Também, uma mudança de canalmotivada DFS IEEE 802.11h em um pacote de serviço básico (IBSS) independente,usualmente resulta em uma emenda e em um restabelecimento do IBSS. Um IBSS éuma WLAN que opera sem a necessidade de um AP, (isto é, utilizando uma modalidadead-hoc de WLAN como oposto ao BSS, que utiliza um AP para transmitir o tráfego). Masainda mais importante, a emenda IEEE 802.11h não endereça as necessidadesespecíficas e restrições dos sistemas MESH.

Em resumo, agilidade de freqüência, enquanto mantendo aconectividade e o QoS, é uma ferramenta extremamente desejável para se melhorar aeficiência de rádio nas redes de comunicação MESH1 mas um método para se atingiresta vantagem não é fornecido pela tecnologia existente. Além do mais, um método paraagilidade de canais necessita ser inventado para permitir as redes de comunicaçãoMESH reunirem certos requerimentos regulatórios no sentido do IEEE 802.11h DFS1similar para WLANs que operam em infra-estrutura herdadas hoje em dia, (caso BSS), emodalidade ad-hoc (caso IBSS).

RESUMO

A presente invenção se relaciona a redes locais sem fioMESH pela implementação de vários métodos e mecanismos de sinalização em MPs1para permitir mudanças de canais executadas de uma modalidade que seja sememendas para os usuários finais.

Em uma forma de realização, uma rede de comunicaçãoMESH inclui pelo menos um canal mestre (CM) e uma pluralidade de MPs. O CM enviauma mensagem de intenção de mudança de canal para no mínimo um dos MPs1indicando a intenção do CM de mudar do primeiro canal para um segundo canal. Narecepção da mensagem de intenção de mudança de canal, no mínimo um MP determinase mudará do primeiro canal para o segundo canal. No mínimo um MP envia a respostade mudança de canal para o CM. O CM determina se muda do primeiro canal para osegundo canal, baseado na resposta de mudança de canal. A mensagem de intenção demudança de canal pode indicar uma mudança de modalidade, uma mudança de largurade banda ou uma mudança de número de canais. A mensagem de intenção de mudançade canal pode indicar o sincronismo da mudança do canal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Um entendimento mais detalhado da invenção pode serobtido da seguinte descrição de um exemplo preferencial, dado pela modalidade doexemplo e para ser entendido em conjunção com os desenhos acompanhados, sendoque:

- A Figura 1A é um fluxograma de sinais ilustrando os passos do método implementadopor um CM e dois MPs, de acordo com a presente invenção;

- A Figura 1B é fluxograma de sinais ilustrando os passos do método implementado porum MP interventor para requisitar seu CM para mudar de canal, de acordo com apresente invenção;

- A Figura 1C é um fluxograma de sinais ilustrando os passos do método implementadopor um MP arbitrário para indicar para outros MPs que ele irá mudar de canal, de acordocom a presente invenção; e

- A Figura 2 é um diagrama de bloco de uma rede de comunicação sem fio MESHincluindo um CM e pelo menos um MP1 de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERENCIAISDaqui em diante, a terminologia "ponto de acesso,"(que virá a seguir referenciada como AP) inclui, mas não se limita a, uma estação base,um Nó-B, um controlador local, um ponto de acesso ou qualquer outro tipo de dispositivode ligação em ambiente sem fios.

As características da presente invenção podem serincorporadas dentro de um circuito integrado (IC) ou configurado em um circuitoenglobando uma grande quantidade de componentes interconectados.

A presente invenção resolve os problemas acimamencionados por fornecer diferentes procedimentos de acordo e mecanismos desinalização que fornecerão meios pelos quais os sistemas MESH podem alterar canaisde maneira coordenada. A presente invenção endereça ambos cenários, onde orelacionamento entre os MPs sejam iguais (daqui em diante referido como cenáriodistribuído) e onde o relacionamento entre MPs será como de mestre e escravo, (daquiem diante referido como cenário "mestre-escravo"). Em um cenário posterior, o mestreresponsável por definir o canal a ser usado, será referenciado como Canal Mestre (CM).

O padrão IEEE 802.11 não fornece nenhum meio pelo quaisos diferentes nós dentro do sistema MESH poderão mudar de canal de maneiracoordenada e de uma maneira que a mudança de canal seja sem emendas para osusuários finais.

Uma emenda, (IEEE 802.11h), foi criada para asespecificações WLAN MAC e PHY, para atender aos requisitos dos regulamentos para aoperação em bandas de 5 GHz na Europa. A emenda é um meio de permitir sistemasWLAN na banda 5 GHz de co-existirem com sistemas de radar, mas não fornece meiospelos quais as mudanças de canais sejam executadas sem emendas para os usuáriosfinais e que garanta o uso eficiente de recursos de rádio. Alem disso, a emenda nãoendereça as necessidades específicas dos sistemas MESH.

A presente invenção resolve todas as limitaçõesidentificadas acima, deste modo permitindo a troca de canais sem emenda na redeMESH sem a interrupção e sem a redução dramática da eficiência de um meio sem fio.

A presente invenção inclui:

1) Sinalização pela qual os MPs trocam de freqüência e canais, (isto é, número decanais ou identificadores), capacidades como também as modalidades, (e.g., IEEE-802.11a, b, g, n, j, ou similar), e capacidades operacionais de área de banda defreqüência, (IEE-802.11n 10/20 ou 40 MHz, 11j - 10 ou 20 MHz).

2) Um método pelo qual o CM inicia o procedimento de troca de canal.

3) Um método pelo qual um MP interventor pode solicitar ao seu CM para mudar decanal.

4) Um mecanismo pelo qual um MP arbitrário comunica para outros MPs na rede MESHque ele irá trocar de canal.

5) um método pelo qual um determinado MP é eleito como CM.

6) Um método e procedimento para troca de canais em uma rede de comunicaçãoMESH1 para atender aos requisitos dos regulamentos.

I. Sinalizando quais os MPs trocarão freqüência / canais, modalidade e capacidades daárea de banda de freqüência de transmissão

Devido a necessidade dos MPs vizinhos de compartilharemum canal comum se eles quiserem se comunicar entre si, a distribuição da freqüência /canal, e as capacidades de modalidade são de grande importância na coordenação decanal no sistema MESH. Em um cenário distribuído, isso é traduzido em MPs trocandosuas informações entre si. Em um cenário mestre-escravo, isto envolve os MPs escravosenviarem suas informações para os seus CM. O seguinte descreve a sinalizaçãoassociada em mais detalhes.

Um CM ou qualquer MP pode solicitar a um MP para relatarsua capacidade de informação. A mensagem pode ser enviada utilizando um ponto aponto, um multiponto ou por difusão. De forma alternativa, um MP pode relatar suacapacidade de informação para um CM ou para outros MPs de uma maneira nãosolicitada (por exemplo, como parte de outras necessidades de trocas de sinalizaçõespara se estabelecer a conexão, tal como a autenticação), ou de maneira solicitada, (porexemplo, quando explicitamente requisitado).

Estas mensagens de capacidade de informação incluem,

mas não estão limitadas a:

1) Os números de canal ou identificadores de canal no qual o MP está apto a operar.

2) As modalidades que o MP está apto para suportar (Exemplo, IEEE 802.11a, b, g, n, j,ou similar).

3) A área de banda de freqüência operacional que o MP está apto para suportar(Exemplo, IEEE 802.11η - 10, 20 ou 40 MHz1 IEEE 802.11J -10 ou 20 MHz).

4) O número de canais simultâneos no qual o MP é capaz de operar, (por exemplo, 1canal simples ou 2 ou mais canais simultâneos 10, 20 ou 40 MHz - expandido eassim por diante).

5) O número de bandas com as quais o MP é capaz de operar simultaneamente, (2.4GHz somente, 5 GHz somente, 2.4 e 5 GHz simultaneamente e assim por diante).

6) Parâmetros de agilidade na freqüência tais como tempo de contato com o canal,tempo mínimo de troca de canal, configuração e duração de períodos mandatários desilêncio para propósitos de métricas e assim por diante.

7) Qualquer combinação do citado acima, (exemplo, canais por banda como umafunção de ajustes da área de banda de freqüência operacional e assim por diante).

Um CM ou qualquer dos MPs podem difundir suascapacidades de informação utilizando tanto difusão ou protocolos sinalizadores ouprotocolos direcionados, tais como "pacotes de sinalização Mesh", "pacotes desolicitação de investigação Mesh" ou similares.

II. Um Método pelo qual o CM inicia o procedimento de mudança de canal

A Figura 1A é um diagrama de fluxo de um métodoimplementado em um sistema de comunicação sem fio 100 incluindo um CM 105 e umapluralidade de MPs 110(1) - 110(N). O CM 105 envia aos MPs 110(1) - 110(N) umamensagem de intenção de troca de canal 115 indicando a intenção do CM de mudar docanal X para o canal Y, onde XeY representam canais identificadores. Em adição amudança de canais, a mensagem 115 pode também conter a mudança de modalidade,mudança de banda de freqüência ou mudança do número de canais. A mensagem 115também contém informações relativas ao sincronismo dessa mudança.

Esta mensagem 115 pode ser enviada utilizando um pacotede difusão ou um pacote ponto a ponto. A vantagem de se utilizar um pacote de difusãoé que isto limita o número de mensagens enviadas por um meio sem fio (WM); enquantoque a vantagem de se utilizar um pacote ponto a ponto, (um para cada associado MP110), é que isto tende a aumentar a robustez da sinalização, pelo fato que o CM 105aguarda por um MAC de reconhecimento (ACK) do MP 110 indicando se o MP 110recebeu ou não a mensagem corretamente. No caso onde nenhum ACK tenha sidorecebido de um determinado MP 110, o CM 105 poderá enviar a mensagem de intençãode troca de canal novamente.

Ao recebimento da mensagem de intenção de mudança decanal, cada um dos MPs 110 determinam se irão trocar seus canais para o novo canalbaseado na sua capacidade, no ambiente de raio freqüência (RF) que eles percebem nasua localidade e na disponibilidade de outros CMs / roteadores na rede de comunicaçãomesh (passos 120 (1) - 120(N).

Uma vez que isto é determinado, cada um dos MPs 110(1) -110(N)1 enviam uma mensagem de mudança de canal 125 que pode incluir umanotificação de que a mensagem foi recebida, (aplicável no caso onde a mensagem deintenção de troca de canal é enviada utilizando um pacote difusão), ou uma indicação dese o MP irá seguir ou não o CM no seu novo canal. Esta informação pode conter váriasrespostas pré-definidas incluindo, mas não limitada a:

1) O MP irá seguir o CM no seu novo canal.

2) O MP poderá querer continuar a ser servido pelo CM no mesmo canal. Este pode sero caso, por exemplo, se o rastreamento do MP indicar que o novo canal irá degradarseu desempenho, se isso anular a sua capacidade de mudança de canal, ou se issodeterminar que a mudança de canal não vá permitir-lhe satisfazer os requerimentosdo tráfego de QoS que lhe foi servido, e que isso não lhe dará alternativa deroteamento para fora do seu grupo.

3) O MP não seguirá o CM para o novo canal, mas não requisitará ao CM parapermanecer no mesmo canal. Isso poderá ser o caso, por exemplo, se o MP tiveridentificado outro CM candidato com o qual ele sinta que possa oferecer um melhorrendimento do que o CM atual no novo canal.

Baseado na mensagem de resposta de mudança de canal125 recebida do seu MP 110, o CM 105 então determina se irá ou não mudar de canal(passo 130). Este passo 130 permite ao CM 105 reconsiderar sua intenção de mudançade canal. Por exemplo, nos casos onde o CM 105 somente serve um simples MP 110 eeste MP 110 indicar que não seguirá no novo canal, O CM 105 poderá decidir nãoexecutar a mudança de canal. Isto é também uma oportunidade para o CM 105 solicitaras métricas do MP 110, se ele acreditar que os relatórios de métricas irão ajudar a criaruma melhor decisão.

Se o CM 105 decidir ir em frente com a mudança de canal,ele poderá então enviar a mensagem 135 de confirmação de mudança de canal paracada um dos MPs 110(1) - 110(N). A mensagem 135 também contém informaçõesrelativas ao sincronismo desta mudança de canal. Esta mensagem 135 pode ser enviadautilizando o pacote difusão ou o pacote ponto a ponto. Se o CM 105 decidir ir em frentecom a mudança de canal, poderá utilizar as informações contidas na resposta demudança de canal recebida do MP 110 e distribuir isso entre todos os MPs 110, elesentão poderão ajustar as suas tabelas de roteamento. Isto irá prevenir o CM 105 e osMPs 110 de desperdiçar uma considerável área de freqüência com pacotes transmitidossem sucesso para o MP 110, que não seguiu para o novo canal.

Uma etapa suplementar que poderia igualmente ser usadaséria ter os MPs 110 enviando ao CM 105 uma mensagem de mudança de canal 140depois deles terem mudado de canal. Esta informação pode ser usada para impedir queo CM 105 desperdice uma quantidade considerável de largura de banda transmitindopacotes em vão aos MPs que não mudaram para o canal novo.

III. Um método pelo qual um MP com interferência pode pedir ao seu CM para mudar decanal

O método compreende um procedimento de sincronizaçãode sinais que permita a um MP pedir um CM para a mesh, (ou para o subconjunto damesh sob o controle do CM), para trocar de canais. A necessidade para tal pedido podeaparecer quando a atividade do canal ou a interferência percebida pelo MP é tal quecompromete o tráfego de QoS servido.

Segundo as indicações da figura 1B, um MP 110 cominterferência pode emitir uma mensagem de solicitação de mudança de canal 150 a seuCM 105. A mensagem de solicitação de mudança de canal 150 é emitida como umpacote ponto a ponto, que é um pacote que é destinado a um único nó de destino, masque não impede os nós múltiplos de serem envolvidos na entrega e na transmissão dopacote ao nó de destino. A mensagem de solicitação de mudança de canal 150 podeincluir alguma ou toda a seguinte informação:

1) limite de tempo para executar a mudança de canal;

2) uma lista do canal preferencial no qual migrar;

3) medida de interferência ou medida de nível de ruído nos canais atuais e nos canaiscandidatos;

4) uma lista dos MPs vizinhos 110; e

5) métricas de roteamento.

Com o recebimento desta mensagem, o CM 105 pode entãotomar planos de ação diferentes:

i. O CM 105 pode iniciar o procedimento de sincronização de sinal especificado na seção.

II. Este plano de ação pode ser preferencial nos casos onde o CM 105 controla umamultiplicidade de MPs 110.

ii. Segundo as indicações da figura 1B, o CM 105 pode enviar uma mensagem deconfirmação de mudança de canal 155, sem comunicar sua intenção de fazer isso aosMPs 110.

iii. O CM 105 pode decidir ignorar a mensagem do MP com interferência 110.

Em qualquer momento no fluxo dos eventos descritosacima, o CM 105 pode executar as medidas nos canais propostos e no atual e/ousolicitar medidas do MP 110 que pede pela mudança de canal ou de qualquer MP 110sob o controle do CM 105.

IV. Um método mecanismo pelo qual um MP arbitrário se comunica com outros MPs namesh que mudará de canal

No caso puramente distribuído, segundo as indicações dafigura 1C, (isto é, os MPs 110 são pares e um CM por si só não existe), é aresponsabilidade de cada MP 110 individual determinar quais os canais a serem usados.

Os MPs 110 ainda têm os incentivos fortes para comunicar-se uns com os outros MPs110 que precisam trocar de canal. Isto realça a probabilidade de que os MPs vizinhos110 seguirão o MP que tem que mudar de canal.

Segundo as indicações da figura 1C, o método compreendeum procedimento de sinalização que permita a um MP 110 (1) de notificar a um ou a MPsmúltiplos 110(2) - 110(N) da mesh que o MP 110(1) com interferência irá trocar de canal.

A necessidade para tal método pode aparecer quando a interferência ou a atividade docanal percebida pelo MP 110(1) é tal, que compromete o tráfego QoS servido, ou quandoele precisa mudar de canal como determinado pelas exigências dos regulamentos.

Segundo as indicações da figura 1C, o MP 110 (1) cominterferência envia uma ou várias mensagens de notificação de mudança de canal 160(1)- 160(N) permitindo ao MP110(1) com interferência, de notificar um ou os MPs múltiplos110(2) - 110(N) da mesh que o MP 110(1) com interferência mudará do canal Y para ocanal Z. Em adição à mudança de canais, as mensagens de notificação de mudança decanal 160 (1) - 160(N) podem igualmente conter uma mudança da modalidade, amudança da largura de banda ou a mudança do número de canais. A mensagem podeigualmente conter a informação relativa ao sincronismo desta mudança. A mensagempode ser emitida usando um ponto a ponto, multiponto ou difusão. A vantagem de seusar um pacote difusão é que isto limita o número de mensagens emitidas sobre o meiosem fio (WM); enquanto que a vantagem de se usar um pacote ponto a ponto, (um paracada MP 110 associado), é que isto tende a aumentar o vigor da sinalização já que oremetente do pacote espera um reconhecimento MAC (ACK), que indica se o MP alvorecebeu ou não corretamente a mensagem. No caso onde nenhum ACK tenha sidorecebido de um determinado MP alvo, o MP 110(1) com interferência pode emitir amensagem de intenção de mudança de canal outra vez.

A mensagem de notificação de mudança de canal 160 podeincluir alguma ou toda a seguinte informação:

1) limite de tempo para executar a mudança de canal;

2) uma lista de canal preferencial no qual migrar;

4) métricas de roteamento.

Na recepção da mensagem de notificação de mudança decanal 160, qualquer MP vizinho 110 pode então tomar planos de ação diferentes. Porexemplo, um dos MPs 110(2) - 110(N) que perceber a mensagem de notificação demudança de canal 160 pode decidir seguir o MP 110(1) com interferência, neste casoigualmente emitiria uma mensagem de notificação de mudança de canal 160 a seusvizinhos, ou então ele poderia decidir ignorar a mensagem de notificação de mudança decanal 160 recebida do MP com interferência 110(1).

V. Um método pelo qual um dado MP é eleito como CM

A operação com um CM supõe que os MPs negociam econcordam em um CM primeiramente, isto é chamado de procedimento de re-seleção doCM. As diferentes possibilidades e os procedimentos existem para determinar um CMcomo segue:

1) O primeiro MP na mesh transforma-se automaticamente em um CM.

2) Um MP1 ao ligar, determina se um de seus vizinhos é um CM. O CM pode seridentificado por meio de difusão de camada 2 (L2) ou de camada 3 (L3), multipontoou da sinalização dedicada recebida pelo MP como parte dos procedimentos deinstalação, (por exemplo, autenticação, recepção do pacote de sinalização mesh,capacidade de trocas, ou similar).

3) O CM pode ser pré-ajustado, isto é fixado para a toda a vida da rede mesh ou portempo-limitado, (isto é, depois de uma pré-determinada quantidade de tempo ouamarrado à ocorrência de determinadas circunstâncias, o procedimento de seleçãodo CM é reiniciado).

4) Em uma realização vantajosa, o CM coincide com o portal da mesh, portantoautomaticamente apontando para o CM. Um portal é referido como o ponto dainterconexão entre uma rede mesh e uma rede não mesh, (por exemplo, Ethernetconectada à Internet através de um roteador).

5) Os MPs com a maioria das conexões aos vizinhos transformam-se em CM.

6) Os MPs determinam o CM por meio de um sorteio aleatório do número e os MPstrocando um com o outro este número aleatório gerado para determinar qual MP setransformará em MP.

7) Os MPs determinam o CM em função do número de saltos do portal mesh ou dealgum determinado MP combinado.

8) Alguma combinação do acima.

A sinalização necessária para identificar o CM, de acordocom os métodos descritos acima, compreende as seguintes etapas:

1) Um elemento solicitador de informação (IE) parte de um pacote de sinalização pordifusão/multiponto/ponto a ponto, é enviado através da rede mesh, indicando aosMPs vizinhos, a necessidade para a seleção do CM contendo o endereço do MPorigem e outros parâmetros tais como; valores de intervalo de parada, critério deseleção, identificador padrão para o CM proposto, endereço de resposta e assim pordiante.

2) Uma resposta IE parte de um pacote de sinalização por difusão/multiponto/ponto aponto, que contém a resposta do critério de seleção, é emitida através da rede mesh.

3) Um procedimento de comparação nos MPs é executado onde as respostas de critériode seleção dos diferentes MPs vizinhos são avaliadas e uma decisão é tomada sobrequal MP cumpre as exigências nos termos do critério de seleção escolhido, (porexemplo, maior número aleatório gerado ou similar).

O CM usa os procedimentos descritos na seção IV paraexecutar e coordenar as mudanças de canal entre nós na mesh.

VI. Método e procedimento para a mudança de canal na mesh para cumprir exigênciasreguladoras

O procedimento compreende as seguintes etapas:1) Ao ligar, como parte da re-associação ou da re-autenticação, periodicamente,solicitada ou o não-solicitada, os MPs trocam a informação de capacidade, comodescrito na seção I.

2) Parâmetros relevantes mesh DFS, (por exemplo, identificador do CM, valores deintervalo de parada, temporizadores de interrupção, medidas de intervalo, períodosde silêncio e assim por diante), são emitidos na sinalização da mesh ou nos pacotesde solicitação de investigação, ou por pacotes ponto a ponto, para todos os MPs.

3) Todos ou um subconjunto de MPs executam medidas e relatam estas medidas devolta ao CM, alternadamente ou em combinação, cada PM avalia estas medidas deencontro à ocorrência do radar ou outras condições de disparador.

4) Quando o radar ou qualquer outra condição válida do disparador é detectada, os MPsrelatam estas condições do disparador ao CM por meio da difusão/multiponto ou porpacotes ponto a ponto, alternadamente ou em combinação, anunciam o radardetectado ou condição desencadeada aos MPs vizinhos, e esperam umadeterminada quantidade de tempo predeterminada para uma resposta, iniciando umamudança da freqüência do CM.

5) O CM1 (ou o próprio MP), emite um anúncio de troca de canal da rede mesh (MCSA)ou como parte do IE de qualquer outra mensagem de difusão/multiponto mesh ou damensagem ponto a ponto ou como uma difusão/multiponto mesh autônoma oupacote de sinalização ponto a ponto para todos ou a um subconjunto de MPs sob suaresponsabilidade. Este MCSA contém todos os parâmetros necessários; tais como otempo de troca recomendado, preferencial ou encarregado, novo canal, modalidade eajuste de largura de banda. Esta sinalização de MCSA pode afetar somente umaconexão mesh em particular, a um grupo de conexões mesh, ou mudar os ajustes detodos os MPs. O CM pode levar em consideração as capacidades dos MPs comosinalizado pela mensagem 115 de figura 1. Esta sinalização pode igualmente conterperíodos ordenados de silêncio e outros ajustes de operação que afetam afreqüência.

6) Os MPs que receberam o MCSA mudarão os seus ajustes de freqüência de acordocom a informação recebida por uma mensagem de confirmação de mudança decanal 135, segundo as indicações da figura 1A. Eles podem ou não reconhecer arecepção ou a execução bem sucedida das mudanças na mensagem de confirmaçãode mudança de canal 135 da figura 1A para o CM.

VII. Execução e configuração

As mensagens de sinalização e a informação trocada entreos MPs ou entre os MPs e o CM como descrito nas seções I-Vl1 podem ser executadasou pela L2, (por exemplo, a camada MAC), por pacotes de sinalização ou IEs (forma derealização preferencial), L3 ou pacotes de sinalização superiores ou IEs, (por exemplo,encapsulados em pacotes do Protocolo de Internet (IP), em pacotes de do protocolo decontrole e transmissão (TCP) /IP ou em Similar), ou por uma çombinação disso.Similar, os procedimentos descritos nas seções I - Vl podemser executados ou como parte do hardware / software L2 em um MAC ou de umaentidade de gerenciamento da subcamada (SME) (forma de realização preferencial),acima da camada 2 de software (L2), por exemplo, parte das rotinas de operação e damanutenção (0& M) nos MPs1 ou uma combinação disso.

Todos os métodos descritos nas seções I - Vl podem sersujeitos a, ou são complementados por ajustes de configuração nos MPs individuais epodem fornecer estatísticas e retorno às entidades de controle e monitoração internas àmesh ou externas à mesh, que podem exercer o controle nas característicasoperacionais dos MPs.

Estes ajustes de configuração e estatística informadaspodem ser ajustados em, ou relatadas de, MPs individuais ou grupos de MPs por:

1) bases de dados em PHY, MAC ou SME, realizado vantajosamente no, (mas nãolimitado a), formulário de bases de informação de gerenciamento (MIBs);

2) mensagens de sinalização entre o MAC L2 ou o SME às entidades de protocolosuperior, realizadas vantajosamente no, (mas não limitadas a), forma dos APIs; ou

3) operações lógicas trocadas entre o SME, o MAC, o PHY e o outrasentidades de protocolo em uma execução do MP ou em uma combinação disso.

Os ajustes de configuração que podem ser usados porentidades de gerenciamento externas ao MP1 (ou aos grupos de MPs), podem conteruma canal de freqüência admissível e/ou as escalas de canal, os ajustes admissíveis demodalidade, (por exemplo, IEEE 802.11a, b, g, j, η ou similar), os ajustes admissíveis debanda, (por exemplo, 2.4 gigahertz, 4.9 gigahertz, 5 gigahertz, ou similar), os ajustesadmissíveis de largura de banda, (por exemplo, 10/20/40 de megahertz ou similar), onúmero admissível máximo de canais, (por exemplo, único canal, dois canais, ou similar),a agilidade da freqüência de ligar ou desligar, os endereços e os identificadores para oCM, os valores do temporizador, (por exemplo, interrupção de canal e intervalos demedida), para a agilidade da freqüência, o comando de mudança de freqüência para oMP ou a alguma combinação disso.

As estatísticas informadas no MP que podem ser usadaspor entidades de gerenciamento externo podem ser, ou os canais atuais, ou asmodalidades, ou a largura de banda, ou o número de canais simultâneos, (oucombinação disso), dos MPs e MPs vizinhos, (segundo o que se sabe), estatísticas decanal tais como o valor e tipo de medidas executadas e assim por diante, ou a toda acombinação disso.

A Figura 2 é um diagrama de bloco de uma rede mesh semfio 200 compreendendo um CM 205 e um MP 210 de acordo com a invenção atual.Embora somente um MP seja mostrado para finalidades ilustrativas, deve sercompreendido por alguém com conhecimento e capacidade usual, que a rede mesh 200pode incluir uma pluralidade de MPs que têm uma configuração similar àquela do MP210 ilustrado na figura 2.

Segundo as indicações da figura 2, o CM 205 inclui umtransmissor 215, um receptor 220 e um processador 225, e o MP 210 inclui umtransmissor 230, um receptor 235 e um processador 240. O processador 225 do CM 205gera uma mensagem de intenção de mudança de canal que é transmitida pelotransmissor 215 a pelo menos um MP 210. A mensagem de intenção de mudança decanal indica a intenção do CM 205 de mudar de um primeiro canal a um segundo canal.Depois que a mensagem de intenção de mudança de canal é recebida pelo receptor 235em pelo menos um ponto da rede mesh 210, o processador 240 em menos um MP 210determina se o MP 210 deve comutar do primeiro canal para o segundo canal. Em casoafirmativo, o transmissor 230 de pelo menos um MP 210 emite uma mensagem deresposta de mudança de canal gerada pelo processador 240 ao CM 205. Depois que amensagem de resposta de mudança de canal é recebida pelo receptor 220 no CM 205, oprocessador 225 no CM 205 determina se muda do primeiro canal para o segundo canal,baseado na mensagem de resposta de mudança de canal.

A mensagem de intenção de mudança de canal pode indicaruma mudança da modalidade, uma mudança da largura de banda, uma mudança denúmero de canais ou o sincronismo de mudança de canal. Podem ser usados ou umpacote de difusão ou um pacote ponto a ponto para emitir a mensagem de intenção demudança de canal. A mensagem de resposta de mudança de canal pode incluir umrecibo de confirmação da notificação da mensagem de intenção de mudança de canal. Amensagem de resposta de mudança de canal pode indicar se o MP 210 mudará doprimeiro canal ao segundo canal. O processador 240 no MP 210 pode determinar semudará do primeiro canal para o segundo canal baseado no ambiente RF do MP 210 oubaseado na disponibilidade dos outros CMs na rede mesh.Formas de realização

1. Em uma rede mesh compreendendo pelo menos um canal mestre (CM) e umapluralidade de pontos mesh (MPs), um método que compreende:

(a) o CM emitindo uma mensagem de intenção de mudança de canal para pelo menosum dos MPs, a mensagem indicando a intenção do CM de mudar de um primeiro canalpara um segundo canal;

(b) na recepção da mensagem de intenção de mudança de canal, pelo menos um MPdeterminando se mudará do primeiro canal para o segundo canal;

(c) pelo menos um MP emitindo uma mensagem de resposta de mudança de canal aoCM; e

(d) o CM determinando se mudará do primeiro canal para o segundo canal baseado namensagem de resposta de mudança de canal.

2. O método de forma de realização 1 onde a mensagem de intenção de mudança decanal indica uma mudança de modalidade.

3. O método de forma de realização 1 onde a mensagem de intenção de mudança decanal indica uma mudança da largura de banda.

4. O método de forma de realização 1 onde a mensagem de intenção de mudança decanal indica uma mudança de número de canais.

5. O método de forma de realização 1 onde a mensagem de intenção de mudança decanal indica o momento da mudança de canal.

6. O método de forma de realização 1 onde um pacote de transmissão é usado paraemitir a mensagem de intenção de mudança de canal.

7. O método de forma de realização 1 onde um pacote ponto a ponto é usado para emitira mensagem de intenção de mudança de canal.

8. O método de forma de realização 1 onde a mensagem de resposta de mudança decanal inclui um recibo de confirmação da notificação da mensagem de intenção demudança de canal.

9. O método de forma de realização 1 onde a mensagem de resposta de mudança decanal indica se o MP mudará do primeiro canal para o segundo canal.

10. O método de forma de realização 1 onde pelo menos um MP determina se mudarádo primeiro canal para o segundo canal, baseado no ambiente de rádio freqüência do MP (RF).

11.0 método de forma de realização 1 onde pelo menos um MP determina se mudarádo primeiro canal para o segundo canal, baseado na disponibilidade dos outros CMs narede mesh.

12. Uma rede mesh que compreende:

(a) pelo menos um canal mestre (CM); e

(b) uma pluralidade de pontos mesh (MPs)1 sendo que:

(i) o CM emite uma mensagem de intenção de mudança de canal a pelo menos um dosMPs, a mensagem indicando a intenção do CM de mudar de um primeiro canal a umsegundo canal;

(ii) pelo menos um MP determinando se mudará do primeiro canal para o segundo canalao receber a mensagem de intenção de mudança de canal;

(iii) pelo menos um MP emitindo uma mensagem de resposta de mudança de canal aoCM; e

(iv) o CM determinando se mudará do primeiro canal para o segundo canal, baseado namensagem de resposta de mudança de canal.

13. A rede mesh da forma de realização 12 onde a mensagem de intenção de mudançade canal indica uma mudança da modalidade.14. A rede mesh da forma de realização 12 onde a mensagem de intenção de mudançade canal indica uma mudança da largura de banda.

15. A rede mesh da forma de realização 12 onde a mensagem de intenção de mudançade canal indica uma mudança de um número de canais.

16. A rede mesh da forma de realização 12 onde a mensagem de intenção de mudançade canal indica o sincronismo da mudança de canal.

17. A rede mesh da forma de realização 12 onde um pacote de transmissão é usadopara emitir a mensagem de intenção de mudança de canal.

18. A rede mesh da forma de realização 12 onde um pacote ponto a ponto é usado paraemitir a mensagem de intenção de mudança de canal.

19. A rede mesh da forma de realização 12 onde a mensagem de resposta de mudançade canal inclui um recibo de confirmação da notificação da mensagem de intenção demudança de canal.

20. A rede mesh da forma de realização 12 onde a mensagem de resposta de mudançade canal indica se o MP mudará do primeiro canal para o segundo canal.

21. A rede mesh da forma de realização 12 onde pelo menos um MP determina semudará do primeiro canal para o segundo canal baseado no ambiente de rádiofreqüência do MP (RF).

22. A rede mesh da forma de realização 12 onde pelo menos um MP determina semudará do primeiro canal para o segundo canal baseado na disponibilidade do outrosCMs na rede mesh.

Embora as características e os elementos da invenção atualsejam descritos nas formas de realização preferenciais das combinações em particular,cada característica ou elemento pode ser usado sozinho sem as outras características eelementos das formas de realização preferenciais ou em várias combinações com ousem outras características e elementos da invenção atual.

Claims

1. Método em uma rede mesh compreendendo pelo menosum canal mestre (CM) e uma pluralidade de pontos mesh (MPs)1 um método que écaracterizado pelo fato de compreender:(a) o CM emitindo uma mensagem de intenção de mudança de canal para pelo menosum dos MPs1 a mensagem indicando a intenção do CM de mudar de um primeiro canalpara um segundo canal;(b) na recepção da mensagem de intenção de mudança de canal, pelo menos um MPdeterminando se mudará do primeiro canal para o segundo canal;(c) pelo menos um MP emitindo uma mensagem de resposta de mudança de canal aoCM; e(d) o CM determinando se mudará do primeiro canal para o segundo canal baseado namensagem de resposta de mudança de canal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual a mensagem de intenção de mudança de canal indica uma mudança demodalidade.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual a mensagem de intenção de mudança de canal indica uma mudança dalargura de banda.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual a mensagem de intenção de mudança de canal indica uma mudança denúmero de canais.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual a mensagem de intenção de mudança de canal indica o momento damudança de canal.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual um pacote de transmissão é usado para emitir a mensagem de intençãode mudança de canal.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual um pacote ponto a ponto é usado para emitir a mensagem de intençãode mudança de canal.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual a mensagem de resposta de mudança de canal inclui um recibo deconfirmação da notificação da mensagem de intenção de mudança de canal.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual a mensagem de resposta de mudança de canal indica se o MP mudarádo primeiro canal para o segundo canal.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual pelo menos um MP determina se mudará do primeiro canal para osegundo canal, baseado no ambiente de rádio freqüência do MP (RF).

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato no qual pelo menos um MP determina se mudará do primeiro canal para osegundo canal, baseado na disponibilidade dos outros CMs na rede mesh.

12. Rede mesh que é caracterizada pelo fato decompreender:(a) pelo menos um canal mestre (CM); e(b) uma pluralidade de pontos mesh (MPs)1 sendo que:(i) o CM emite uma mensagem de intenção de mudança de canal a pelo menos um dosMPs1 a mensagem indicando a intenção do CM de mudar de um primeiro canal a umsegundo canal;(ii) pelo menos um MP determinando se mudará do primeiro canal para o segundo canalao receber a mensagem de intenção de mudança de canal;(iii) pelo menos um MP emitindo uma mensagem de resposta de mudança de canal aoCM; e(iv) o CM determinando se mudará do primeiro canal para o segundo canal, baseado namensagem de resposta de mudança de canal.

13. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual a mensagem de intenção de mudança de canal indicauma mudança da modalidade.

14. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual a mensagem de intenção de mudança de canal indicauma mudança da largura de banda.

15. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual a mensagem de intenção de mudança de canal indicauma mudança de um número de canais.

16. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual a mensagem de intenção de mudança de canal indica osincronismo da mudança de canal.

17. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual um pacote de transmissão é usado para emitir amensagem de intenção de mudança de canal.

18. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual um pacote ponto a ponto é usado para emitir amensagem de intenção de mudança de canal.

19. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual a mensagem de resposta de mudança de canal inclui umrecibo de confirmação da notificação da mensagem de intenção de mudança de canal.

20. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual a mensagem de resposta de mudança de canal indica seo MP mudará do primeiro canal para o segundo canal.

21. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual pelo menos um MP determina se mudará do primeirocanal para o segundo canal baseado no ambiente de rádio freqüência do MP (RF).

22. Rede mesh, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato na qual pelo menos um MP determina se mudará do primeirocanal para o segundo canal baseado na disponibilidade do outros CMs na rede mesh.