BRPI0612772A2 - métodos e dispositivos para interfuncionamento de redes de longa distáncia sem fio e redes de área local sem fio ou redes de área pessoal sem fio - Google Patents
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Abstract
METODOS E DISPOSITIVOS PARA INTERFUNCIONAMENTO DE REDES DE LONGA DISTANCIA SEM FIO E REDES DE áREA LOCAL SEM FIO OU REDES DE AREA PESSOAL SEM FIO. Certas modalidades descrevem a utilização de informações baseadas em tempo para melhorar a comunicação em uma rede sem fio. Um método pode incluir receber informações de sinalizador provenientes de pelo menos um ponto de acesso e a utilização de informações de marca de tempo associadas às informações de sinalizador para determinar se deve ocorrer handoff da comunicação com um segundo ponto de acesso. De acordo com outras modalidades o método pode também incluir a detecção sobre se a qualidade do sinalizador está abaixo de um nível limite e transmissão de uma mensagem de baixa qualidade de sinalizador. Informações relacionadas a uma pluralidade de pontos de acesso alternativos podem ser recebidas em resposta à mensagem de baixa qualidade de sinalizador transmitida.
Description
"MÉTODOS E DISPOSITIVOS PARA INTERFUNCIONAMENTO DE REDES DELONGA DISTÂNCIA SEM FIO E REDES DE ÁREA LOCAL SEM FIO OU REDES DE ÁREA PESSOAL SEM FIO"
I. Canpo
A descrição que se segue está de um modo geralrelacionada a redes sem fio e, entre outras coisas, áointerfuncionamento de comunicação sem interrupções entreredes de longa distância sem fio (WWAN) , redes de árealocal sem fio (WLAN) e/ou redes de área pessoal sem fio(WPAN).
II. Fundamento
Os dispositivos eletrônicos podem incluirmúltiplos protocolos de comunicação. Como exemplo, osdispositivos móveis se tornaram dispositivosmultifuncionais, propiciando freqüentemente e-mail, acessoà Internet, bem como a comunicação celular tradicional. Osdispositivos móveis podem estar equipados com conectividadesem fio de longa distância, utilizando, por exemplo, uma ouambas dentre as seguintes tecnologias: sistemas celularesou sem fio de terceira geração (3G), ou IEEE (Institute ofElectrical and Electronics Engineers) 802.16 (WiMax), eoutras tecnologias WWAN a serem definidas. Entrementes aconectividade WLAN baseada na norma IEEE 802.11 está sendotambém instalada em dispositivos móveis. Já surge nohorizonte a conectividade local WPAN baseada em banda ultralarga (UWB) e/ou Bluetooth® pode também estar disponívelnos dispositivos móveis.
Outros exemplos de múltiplos protocolos decomunicação em dispositivos eletrônicos incluem um laptopque pode incluir uma WPAN utilizada para conectar o laptopa iam mouse sem fio, um teclado sem fio e similares. Alémdisso, o laptop pode incluir um dispositivo que opera comquaisquer dos protocolos IEEE 802.11 atualmente definidos(IEEE 802.11 a/b/g/i/e), ou outros protocolos a seremdefinidos na família IEEE 802.11 (por exemplo, IEEE 802.11n/s/r/p). A WLAN se tornou popular e, por exemplo, estásendo implementada tanto em residências como em empresaspara finalidades pessoais ou de negócios. Além disso,cafés, "cybercafés", livrarias e organizações públicas eprivadas utilizam WLANs.
As tecnologias WWAN se distinguem por coberturade longa distância (ubíqua) e implementações de longadistância. No entanto, elas podem sofrer perdas porpenetração em edificações, "buracos" de cobertura e, emcomparação a WLAN e WPAN, largura de banda limitada. Astecnologias WLAN e WPAN propiciam taxas de dados muitoelevadas, chegando a centenas de Mbps, porém a coberturafica tipicamente limitada a algumas centenas de metros nocaso da WLAN e dezenas de metros no caso da WPAN.
O número de redes e protocolos continua a crescerrapidamente devido às demandas por funcionalidadeassociadas a demandas específicas de usuários e protocolodivergentes. Tais redes e protocolos discrepantes sãotrabalhosos para um usuário em termos de comutação entreeles e, em muitos casos, o usuário fica preso a uma redesem consideração quanto a qual poderia ser a rede idealpara o usuário em um dado momento. Em vista do que foiacima mencionado, existe uma demanda pelo provimento detransições sem interrupções entre redes e/ou protocolospara otimização e convergência quanto ao melhor protocolode comunicação para o usuário.
Sumário
O que se segue apresenta um resumo simplificadode uma ou mais modalidades de modo a prover uma compreensãobásica de alguns aspectos de tais modalidades. O presenteresumo não constitui uma visão geral abrangente das uma oumais modalidades e não se destina a identificar elementoschave ou críticos das modalidades, nem a delinear o escopode tais modalidades. Seu único propósito é o de apresentaralguns conceitos das modalidades descritas em uma formasimplificada, como um prelúdio para a descrição maisdetalhada apresentada mais adiante.
A medida que os indivíduos migram através de umapluralidade de diferentes tipos de redes e protocolos, aspresentes modalidades propiciam uma transição sem "emendas"ou interrupções de um usuário através das várias redes eprotocolos de modo a facilitar uma comunicação uniforme,sem interrupções. As modalidades provêem várias tecnologiasde otimização para a transição entre as várias redes eprotocolos, tal transição podendo estar baseada em umapreferência de usuário, na localização do usuário, na forçado sinal e/ou outros critérios. Tal transição sem emendaspode ocorrer de forma transparente para o usuário, ou podeser iniciada pelo usuário.
De acordo com uma característica, é proporcionadoum método para a utilização de informações baseadas notempo para melhorar a comunicação em uma rede sem fio. Ométodo inclui receber informações de sinalizadorprovenientes de pelo menos um ponto de acesso e utilizarinformações com marca de tempo associadas às informações desinalizador para determinar se efetua handoff dacomunicação com um segundo ponto de acesso. De acordo comoutra característica, o método pode incluir detectar se aqualidade do sinalizador está abaixo de um nível limite,transmitir uma mensagem de qualidade de sinalizador fraca ereceber informações relacionadas a uma pluralidade depontos de acesso em resposta à mensagem de baixa qualidadede sinalizador transmitida.
De acordo com outra característica, é propiciadoum método para efetuar um handoff em uma rede sem fio. Ométodo pode incluir a detecção da presença de um ponto deacesso WWAN e um ponto de acesso WLAN e a associação de umatemporização de sinalizador a uma pluralidade desinalizadores recebidos a partir de cada ponto de acesso. Ométodo pode também incluir a avaliação sobre se deve serefetuada a transferência entre a WWAN e a WLAN com base,pelo menos em parte, na temporização de sinalizadorassociado. A avaliação sobre a transferência entre uma WWANe uma WLAN pode incluir também a determinação sobre se alargura de banda da WWAN ou WLAN é suficiente para acomodarum aplicativo de um dispositivo móvel.
Mais outra característica consiste de umdispositivo móvel que inclui uma memória que armazena umaexigência relacionada a um aplicativo de dispositivo e umprocessador que analisa informações armazenadas na memóriae determina se uma rede atende à exigência do aplicativo dodispositivo com base, em parte, na temporização dosinalizador. Um handoff entre uma WLAN e uma WWAN pode serrecomendado. 0 dispositivo móvel pode também incluir umcomponente WLAN configurado para gerar uma marca de tempoassociada a uma pluralidade de sinalizadores recebidos nodisposit ivo móvel. Pode também ser incluído no dispositivomóvel um componente de WWAN acoplado ao componente WLAN. 0componente WWAN pode estar configurado para gerar sinaisindicando a temporização dos sinalizadores recebidos nocomponente WLAN para a WWAN.
De acordo com mais outra característica, épropiciado um equipamento para melhorar a comunicação emrede através de informações baseadas em tempo. 0equipamento pode incluir dispositivos para a geração de umamarca de tempo associada a uma pluralidade de sinalizadoresrecebidos a partir de pelo menos um ponto de acesso edispositivos para decidir sobre se deve ser efetuada acomutação para um segundo ponto de acesso com base, pelomenos em parte, nas marcas de tempo associadas àpluralidade de sinalizadores recebidos. De acordo com outracaracterística, o equipamento pode incluir dispositivospara gerenciamento de uma programação de handoff paraatender a um aplicativo do equipamento.De acordo com outra característica, é propiciadoum meio para leitura por computador, possuindo nelearmazenadas instruções para execução por computador. 0 meiopode incluir instruções para receber informações desinalizador provenientes de um ou mais pontos de acesso eassociar uma marca de tempo de chegada às informações desinalizador utilizando uma funcionalidade de Sistema dePosicionamento Global (GPS). 0 meio pode também utilizar asinformações de marca de tempo de sinalizador paradeterminar uma programação de gerenciamento de handoffentre uma WWAN, uma WLAN, ou uma WPAN.
De acordo com outra característica, é propiciadoum processador que executa instruções para comutação seminterrupções entre WWAN e WLAN. As instruções podem incluirreceber um sinalizador proveniente de um ponto de acesso,associar um instante de recepção com o sinalizador edetectar um nível de qualidade do sinalizador. 0 nível dequalidade do sinalizador pode ser transmitido com oinstante de recepção a ele associado para um sistema degerenciamento e pode ser tomada uma decisão sobre efetuarou não a comutação entre uma WWAN e uma WLAN com base nasinformações recebidas a partir do sistema de gerenciamentoem resposta ao nível de qualidade de sinalizadortransmitido e no instante de recepção a ele associado.
Para atingir as metas acima e outrascorrelacionadas, uma ou mais modalidades compreendem ascaracterísticas ou recursos completamente descritos aseguir e particularmente apontados nas reivindicações. Adescrição que se segue e os desenhos anexos apresentam emdetalhes certos aspectos ilustrativos das uma ou maismodalidades. No entanto, tais aspectos são indicativos deapenas algumas dentre várias maneiras pelas quais osprincípios de várias modalidades podem ser empregados e asmodalidades descritas são para incluir todos estes aspectose seus equivalentes.Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 ilustra um sistema de comunicação semfio de acordo com várias modalidades aqui apresentadas.
A Figura 2 é uma ilustração de um sistema decomunicação sem fio de múltiplo acesso de acordo com uma oumais modalidades.
A Figura 3 é um diagrama de blocos de umamodalidade de um dispositivo móvel.
A Figura 4 ilustra uma metodologia paradeterminar o tipo de rede com a qual o dispositivo móveldeve se conectar.
A Figura 5 é um diagrama de blocos simplificadode outra modalidade de um dispositivo móvel.
A Figura 6 ilustra uma metodologia para localizaruma chamada recebida a partir de um usuário de umdisposit ivo móvel que utiliza um componente defuncionalidade GPS.
A Figura 7 ilustra outra metodologia paralocalizar um dispositivo sem fio (por exemplo, um telefonemóvel) que não utiliza um receptor GPS.
A Figura 8 ilustra uma metodologia para utilizarpontos de acesso dentro de uma rede WWAN, WLAN e/ou WPAN.
A Figura 9 ilustra uma metodologia para utilizarinformações de localização para comutação sem interrupçõesde um dispositivo móvel entre uma WWAN e uma WLAN / WPAN.
A Figura 10 ilustra outra modalidade de umametodologia para utilizar informações de localização paramelhorar automaticamente serviços do dispositivo móvel.
A Figura 11 ilustra uma metodologia para proveruma rede especifica ou ad hoc nos casos em que não existequalquer ponto de acesso disponível.
A Figura 12 ilustra uma rede específica de autoconfiguração que pode ser montada utilizando tecnologiasWLAN e WWAN.A Figura 13 ilustra uma metodologia parautilização de tecnologias WLAN e WWAN para montar uma redead hoc auto configurável.
A Figura 14 ilustra uma metodologia parainicializar listas de vizinhas no canal de controle da WWANpara facilitar a sincronização de terminais de acesso.
A Figura 15 ilustra a comunicação par a par (peerto peer ou p2p) em uma rede WLAN.
A Figura 16 ilustra uma metodologia para registroe/ou autenticação em uma rede IBSS (Independent BasicService Set).
A Figura 17 ilustra uma rede de malha ad hocexemplar.
A Figura 18 ilustra um sistema que coordena acomunicação entre múltiplos protocolos de comunicação em umambiente de comunicação sem fio de acordo com uma ou maismodalidades aqui apresentadas.
A Figura 19 ilustra um sistema que coordena acomunicação em um ambiente de comunicação sem fio de acordocom várias modalidades.
A Figura 20 ilustra um ambiente de comunicaçãosem fio que pode ser empregado em conjunto com os váriossistemas e métodos aqui descritos.
Descrição Detalhada
Várias modalidades serão agora descrita comreferência aos desenhos. Na descrição que se segue, parapropósitos de ilustração, são apresentados vários detalhesespecíficos de modo a prover uma completa compreensão de umou mais aspectos. No entanto, ficará claro que taismodalidades podem ser praticadas sem tais detalhesespecíficos. Em outros casos, estruturas e dispositivos bemconhecidos são apresentados em forma de diagramas de blocosde modo a facilitar a descrição de tais modalidades.
Tal como são usados no presente pedido, os termos"componente", "sistema" e similares se destinam a fazerreferência a uma entidade relacionada a computadores, sejaela hardware, firmware, uma combinação de hardware esoftware, um software, ou um software em execução. Comoexemplo, um componente pode ser, mas não está limitado aser, um processo rodando em um processador, um processador,um objeto, um arquivo executável, uma cadeia de execução,um programa e/ou um computador. Como exemplo, tanto umaplicativo rodando em um dispositivo de computação como opróprio dispositivo de computação podem constituir umcomponente. Um ou mais componentes podem residir em umprocesso e/ou cadeia de execução, e um componente podeestar localizado em um computador e/ou distribuído entredois ou mais computadores. Além disso, tais componentespodem ser executados a partir de vários meios para leiturapor computador, possuindo várias estruturas de dados nelesarmazenadas. Os componentes podem se comunicar por meio deprocessos locais e/ou remotos, tal como de acordo com umsinal possuindo um ou mais pacotes de dados (por exemplo,dados provenientes de um componente interagindo com outrocomponente em um sistema local, um sistema distribuído e/ouatravés de uma rede tal como a Internet com outros sistemaspor meio do sinal).
As modalidades descritas podem incorporar váriosesquemas heurísticos e/ou por inferência, e/ou técnicas emconexão com os protocolos de comunicação ou redesdinamicamente mutáveis empregados. Tal como é aquiutilizado, o termo "inferência" se refere de um modo geralao processo de raciocínio a respeito ou estados deinferência do sistema, ambiente e/ou usuário a partir de umconjunto de observações tal como captadas através deeventos e/ou dados. A inferência pode ser empregada paraidentificar um contexto ou ação específicos, ou pode gerar,por exemplo, uma distribuição de probabilidades porestados. A inferência pode ser probabilística - isto é, acomputação de uma distribuição de probabilidades porestados de interesse com base em uma consideração de dadose eventos. A inferência pode também se referir a técnicasempregadas para compor eventos de níveis mais elevados apartir de um conjunto de eventos e/ou dados. Tal inferênciaresulta na montagem de novos eventos ou ações a partir deum conjunto de eventos e/ou dados de eventos armazenados,estejam ou não os eventos correlacionados em grandeproximidade temporal, e caso os eventos e dados provenhamde uma ou várias fontes de dados e eventos.
Assim sendo, considera-se que os usuários podemser automaticamente deslocados ou excluídos e inseridos emdiferentes regiões de comunicações de acordo com asmodalidades aqui descritas. A ação automática (por exemplo,passar um usuário sem interrupções durante uma sessão decomunicação de uma WWAN para uma WLAN) pode ser tomada comouma função da inferência das intenções do usuário comrelação ao gerenciamento da sessão de comunicações, bemcomo comunicações terciárias, comunicações passivas ou desegundo plano e sessões futuras. Com referência ao tomar aação automática, podem ser implementadas técnicas deaprendizado por máquina para facilitar o efetuar da açãoautomática. Ademais, análises baseadas em utilidade (porexemplo, considerando o benefício de tomar a açãoautomática correta em comparação aos custos de tomar umaação incorreta) podem ser incorporadas na execução da açãoautomática. Mais especificamente, tais aspectos baseados eminteligência artificial (AI) podem ser implementados porqualquer técnica baseada em aprendizado por máquina e/outécnicas baseadas em estatística, e/ou técnicas baseadas emprobabilística. Como exemplo, o uso de sistemasespecializados, lógica fuzzy, máquinas vetoriais desuporte, algoritmos de busca ávida (greedy), sistemasbaseados em regras, modelos Bayesianos (por exemplo, redesBayesianas), redes neurais, outras técnicas de treinamentonão lineares, fusão de dados, sistemas analíticos baseadosem utilidades, sistemas empregando modelos Bayesianos, eetc...são contemplados e se inserem no escopo dasreivindicações anexas.
Além disso, várias modalidades são aqui descritasem conexão com uma estação de assinante. Uma estação deassinante pode também ser denominada como um sistema, umaunidade de assinante, uma estação móvel, móvel, estaçãoremota, ponto de acesso, estação base, terminal remoto,terminal de acesso, terminal de usuário, agente de usuário,ou equipamento de usuário. Uma estação de assinante podeser um telefone celular, um telefone sem fio, um telefonedo tipo protocolo de inicialização de sessão (SIP), umaestação de um sistema sem fio de circuito local (WLL), umassistente de dados pessoal (PDA), um dispositivo portátilpossuindo conectividade sem fio, ou outro dispositivo deprocessamento conectado a iam modem sem fio.
Além disso, vários aspectos ou recursos aquidescritos podem ser implementados na forma de um método,equipamento, ou artigo de manufatura, usando programaçãoe/ ou técnicas de engenharia padrão. 0 termo "artigo demanufatura", tal como é aqui utilizado, engloba um programade computador que pode ser acessado a partir de qualquerportador, meio, ou dispositivo para leitura por computador.Como exemplo, os meios para leitura por computador podemincluir, porém não estão limitados a, dispositivos dearmazenamento magnéticos (por exemplo, discos rígidos,disquetes, fitas magnéticas, etc.), discos ópticos (porexemplo, um disco compacto (CD), um disco digital versátil(DVD), etc...), cartões inteligentes e dispositivos dememória flash (por exemplo, placas, cartões, pen drive,etc.).
Fazendo agora referência às figuras, a Figura 1ilustra um sistema de comunicação sem fio 100 de acordo comvárias modalidades aqui apresentadas. 0 sistema 100 podeincluir um ou mais pontos de acesso 102, que recebem,transmitem, repetem, etc., sinais de comunicação sem fiouns para os outros e/ou para um ou mais dispositivos móveis104. Os pontos de acesso 102 podem representar umainterface entre o sistema sem fio 100 e uma rede cabeada(não é mostrada).
Cada ponto de acesso 102 pode compreender umacadeia de transmissão e uma cadeia de recepção, cada umadas quais, por sua vez, compreende uma pluralidade decomponentes associados à transmissão e recepção de sinais(por exemplo, processadores, moduladores, multiplexadores,demoduladores, demultiplexadores, antenas, etc.). Osdispositivos móveis 104 podem ser, por exemplo, telefonescelulares, telefones inteligentes, laptops, dispositivos decomunicação portáteis, dispositivos de computaçãoportáteis, rádios via satélite, sistemas de posicionamentoglobais, PDAs e/ou outros dispositivos adequados paracomunicação através do sistema sem fio 100. No sistema semfio 100, a transmissão periódica de pequenos pacotes dedados (comumente designados como sinalizadores) a partir doponto de acesso 102 pode tornar conhecida a presença dosistema sem fio 100 e transmitir informações sobre osistema 100. Dispositivos móveis 104 podem captar ossinalizadores e tentar estabelecer uma conexão sem fio paraos pontos de acesso 102 e/ou outros dispositivos móveis 104.
O sistema 100 facilita a transição seminterrupções através de várias redes e/ou protocolos paraprover a um usuário utilizando o dispositivo móvel 104 acapacidade de fazer uso das redes e protocolos disponíveis.O sistema 100 também concede automaticamente ao usuário aoportunidade de utilizar a melhor rede e/ou protocolo dadaa localização atual ou uso de dados do usuário, bem como deoutros usuários da rede.
Um componente localizado no dispositivo móvel 104pode operar em conjunto com um ou mais pontos de acesso 102para facilitar o monitoramento de qual usuário está em cadarede, o que pode ser facilitado através de um componenteGPS e/ou um componente WWAN associado ao dispositivo móvel104. Alternativa ou adicionalmente, podem ser providasinformações de localização a partir de um ponto de acessoWLAN para um componente WLAN associado a um dispositivomóvel que não inclua um componente GPS ou outroscomponentes de localização. As informações de localizaçãopodem ser providas para dispositivos móveis que não possuamcapacidade de localização através de informações delocalização obtidas através de terminais de acesso multi-modo com capacidade GPS ou WAN, que estejam nasproximidades ou em comunicação com o ponto de acesso 104(incluindo sinalizadores de recebimento e de transmissão).
As informações de localização podem serutilizadas para prever qual usuário é mais adequado parater um handoff transparente para uma rede secundária. Comoexemplo, em um shopping center de área aberta, um usuáriopode estar usando o dispositivo móvel 104 conectado a umarede geral de banda larga. 0 dispositivo móvel 104 pode secomutar de modo sem interrupções para um sistema Bluetooth,uma banda mais estreita, etc., a medida que o usuário seaproxima de uma loja especifica. A rede para a qual odispositivo móvel é comutado pode ser uma função doconteúdo que o usuário deseja "empurrado" ou "puxado" parao / do dispositivo móvel 104.
Uma vez que as redes dos varejistas podem sesobrepor devido à dinâmica de um centro de compras, odispositivo móvel 104 pode se comutar sem interrupçõesentre as várias redes dos varejistas de forma autônoma seminteração do usuário. O sistema 100 permite às redescooperar umas com as outras e efetuar handoff dodispositivo móvel 104 de uma rede para a outra. Tal podeser conseguido por meio de um componente GPS que possamonitorar a localização do usuário e o conteúdo desejado aser empurrado / puxado do dispositivo.
A Figura 2 é uma ilustração de um sistema decomunicação sem fio de múltiplo acesso de acordo com uma oumais modalidades. Está ali ilustrado um sistema 200 queinclui uma WLAN associada a uma rede de área local (LAN)cabeada. O ponto de acesso 102 pode estar em comunicaçãocom dispositivos móveis 104. O ponto de acesso 102 estáconectado a um hub ou comutador Ethernet 202 para uma LAN.O hub de Ethernet 202 pode estar conectado a um ou maisdispositivos eletrônicos 204 que podem incluir computadorespessoais, dispositivos periféricos (por exemplo, máquinasde fac-simile, copiadoras, impressoras, scanners, etc.),,servidores e similares. O hub de Ethernet 202 pode estarconectado a um roteador 206 que transmite pacotes de dadospara um modem 208. 0 modem 208 pode transmitir pacotes dedados para uma rede de longa distância (WAN) 210, tal comoa Internet. O sistema 200 ilustra uma configuração simplesde rede única. São possíveis várias configuraçõesadicionais do sistema 200, incluindo dispositivoseletrônicos alternativos. Apesar de o sistema 200 ter sidoilustrado e descrito com referência a uma LAN, é possívelque o sistema 200 possa utilizar outras tecnologias,incluindo WWAN e/ou WPAN, seja separada ouconcomitantemente.
O sistema 200 pode facilitar a comutação seminterrupções do dispositivo móvel 104 entre um ponto deacesso que esteja sendo utilizado pelo dispositivo móvel140 para o ponto de acesso 102 associado ao sistema 200.Tal transferência para o ponto de acesso 102 e para a redesuportada pelo ponto de acesso 102 pode ser selecionadapara prover ao usuário do dispositivo móvel 104 umafuncionalidade desejada, podendo ser uma função dalocalização do dispositivo móvel 104 ou dos dados que ousuário deseja acessar ou enviar para o dispositivo móvel104. Como exemplo, mas não limitação, o dispositivo sem fiopode estar acoplado a dispositivos eletrônicos 204 parautilizar a funcionalidade WWAN e/ou WLAN disponível atravésdos dispositivos eletrônicos 204. Tal transição pode seriniciada pelo usuário ou efetuada de forma autônoma pelosistema 200.
A Figura 3 ilustra um diagrama de blocossimplificado de uma modalidade de um dispositivo móvel 300.O dispositivo móvel 300 pode incluir uma WWAN (por exemplo,de múltiplo acesso por divisão de código - CDMA, que é umatecnologia que utiliza técnicas de espectro espalhado) , umaWLAN (por exemplo, IEEE 802.11) e/ou tecnologiasrelacionadas. O dispositivo móvel 300 pode ser utilizadocomo um telefone de voz através do protocolo de Internet(VOIP). O VOIP inclui a transmissão de conversão telefônicade voz através da Internet e/ou através de redes IP. 0 VOIPpode ser utilizado pelo dispositivo móvel 300 emresidências, ou quando ele estiver próximo a um ponto deacesso sem fio (WAP) conectado a uma rede de banda largaque propicie serviços VOIP. Em outros casos, o dispositivomóvel 300 pode funcionar como um telefone móvel normal aoprover serviços de comunicação.
Em uma modalidade, um componente WWAN 302 quepropicia funcionalidade WWAN e um componente WLAN 304 quepropicia funcionalidade WLAN estão co-localizados e sãocapazes de se comunicar com um transceptor 308 através deum barramento 306 ou outras estruturas ou dispositivos.Deve ficar claro que dispositivos de comunicação outros quenão barramentos poderiam ser utilizados com as modalidadesdescritas. O transceptor 308 está acoplado a uma ou maisantenas 310 para permitir a transmissão e/ou recepção pelodispositivo móvel 300. 0 componente WLAN 304 pode gerardados de voz providos ao transceptor 308 para comunicação.Em uma modalidade, o componente de funcionalidade WWAN 302e/ou o componente de funcionalidade WLAN 304 podem serincluídos em um processador do dispositivo móvel 300. Emoutra modalidade, a funcionalidade WWAN e a funcionalidadeWLAN podem ser providas por circuitos integrados distintos.Em mais outra modalidade, a funcionalidade WWAN e afuncionalidade WLAN podem ser providas por um ou maiscircuitos integrados incluindo a funcionalidade que éutilizada por ambos. O dispositivo móvel 300 está equipadocom opções de conectividade para a longa distância (WWAN) ea área local (WLAN e WPAN) para permitir uma ricacombinação de serviços e experiências para o usuário.
O componente de funcionalidade WLAN 304 podeincluir um componente de funcionalidade WPAN 312 opcional.O dispositivo móvel 300 pode se conectar à WWAN ou à WLAN eWPAN, ou a ambas simultaneamente, com base em um ou maiscritérios que estão relacionados a funções do dispositivomóvel. Os critérios podem ficar armazenados em uma memóriado dispositivo móvel e um processador pode analisar umarede com base nos critérios armazenados. Tais critérios e adeterminação de conexão correlacionada serão descritos comreferência à Figura 4, que ilustra uma metodologia 400 paradeterminar o tipo de rede com a qual o dispositivo móveldeve se conectar. Apesar de as metodologias, com opropósito de maior simplicidade na explanação, seremapresentadas e descritas na forma de uma série de atos,deve ficar claro que as metodologias não estão limitadaspela ordem dos atos, uma vez que alguns atos podem, deacordo com tais tecnologias, ocorrer em ordens diferentese/ou concomitantemente com outros atos daquelasapresentadas e aqui descritas. Como exemplo, os técnicos naarea notarão que uma metodologia poderia seralternativamente representada na forma de uma série deestados ou eventos inter—relacionados, tal como em umdiagrama de estado. Além disso, nem todos os atosilustrados podem ser necessários para implementação dasmetodologias a seguir.O método se inicia em 402, com uma solicitaçãopelo dispositivo móvel para acessar uma rede. A rede podeser uma WWAN, uma WLAN e/ou uma WPAN. Quando a solicitaçãoé enviada, um ou mais pontos de acesso associados às redespodem receber a solicitação e responder com informações derede que podem incluir características de cada rede. Comoexemplo, o dispositivo móvel pode receber informações sobreo tipo de rede, informações de largura de banda, custo deserviços, aplicativos disponíveis, força de sinal, númerode pontos de acesso identificados, etc.
Aproximadamente ao mesmo tempo que recebe asinformações de rede, o dispositivo móvel pode analisarcertos critérios, em 406, de modo a efetuar umadeterminação sobre qual conexão de rede irá prover osmelhores resultados para o usuário do dispositivo móvel.Como exemplo, os critérios podem incluir a largura de bandadisponível para o dispositivo móvel com base nasnecessidades de largura de banda dos aplicativos sendoutilizados pelo dispositivo móvel ou aplicativos a serembaixados para o dispositivo móvel. Em outras modalidades,os critérios podem ser o custo para o usuário dodispositivo móvel da WWAN e/ou WLAN (por exemplo, oprovedor de serviço de mais baixo custo). Em outramodalidade, a determinação pode estar baseada nosaplicativos disponíveis usando a WWAN e/ou a WLAN. Emmodalidades adicionais, os critérios podem também ser amelhor cobertura disponível para o dispositivo móvel em sualocalização atual (por exemplo, com base na força de sinalou número de pontos de acesso identificados para a WWANe/ ou a WLAN). Outras modalidades podem combinar um ou maisdos critérios acima identificados, bem como outroscritérios que possam ser definidos pelo usuário dodispositivo móvel ou pelo provedor do serviço. Os critériospodem ser incorporados no componente de funcionalidadeWWAN, no componente de funcionalidade WLAN, tanto nocomponente de funcionalidade WWAN como no componente defuncionalidade WLAN, ou outro controlador residente nodispositivo móvel.
Com base nos critérios analisados, em 406, umdispositivo móvel pode se conectar, em 408, à WWAN ou àWLAN e WPAN separadamente. Em outra modalidade, odispositivo móvel pode se conectar à WWAN e à WLAN e à WPANsimultaneamente. A determinação sobre a conexão separada ousimultânea é baseada nos critérios analisados e na melhorconexão possível para atender à um ou mais critérios.
O inter funcionamento entre a WWAN e a WLAN (eWPAN) pode envolver múltiplos provedores de redes sem fio,múltiplos provedores de serviço e bases de dados de opçõesdisponíveis de conectividade por localização, ou outrastopologias de rede heterogêneas. Como exemplo, o provedorde serviço WWAN pode manter uma base de dados atualizada deredes e serviços disponíveis por localização à medida quenovos pontos de acesso são adicionados por provedores deserviço de rede ou entidades privadas para funcionalidadesWLAN e/ou WPAN (por exemplo, pontos de acesso providos porcompanhias privadas ou similares). Além disso, em algumasmodalidades, a WWAN pode estender sua conectividade atravésda exploração da presença de uma malha de múltiplacomutação WLAN e/ou WPAN que não seja estabelecida por umprovedor de serviço. Em uma rede de malha de múltiplacomutação, podem ser instalados pequenos nós que atuam comoroteadores simples. Cada nó então transmite para outro nóque está próximo. Tal processo pode ser repetido até que osdados alcancem seu destino final.
A combinação de tais tecnologias em dispositivosmóveis permite novos tipos de modelos de utilização eserviços que não estão disponíveis através de cadatecnologia (WWAN, WLAN e/ou WPAN) individualmente. Taisaplicativos criados pelas interações entre as tecnologiasWWAN e WLAN podem ser classificados em várias áreas. Comoexemplo, tais tecnologias podem ser classificadas emserviços baseados em localização, serviços baseados emtemporização e/ou serviços baseados em topologia. Osserviços baseados em localização podem incluir situações deemergência em que a localização de um dispositivo móveldeve ser confirmada para o provimento de tais serviços deemergência. No entanto, as modalidades aqui descritas nãoficam limitadas a serviços de emergência. Como exemplo, osusuários de dispositivos móveis (o usuário final) podemdesejar serviços de cobrança baseados na localização. Taistipos de serviços incluem aqueles serviços em que osusuários são cobrados em taxas diferentes, dependendo dalocalização do usuário. Como exemplo, o usuário poderia terum custo caso ele esteja em sua residência e um custodiferente quando o usuário estiver no escritório (ou outrolocal de trabalho), ou em um quiosque ou café de Internet.Em outra modalidade, as informações de localização podemser usadas para prover conteúdo multimídia que pode serbaixado para o dispositivo móvel. 0 conteúdo multimídiapode ser dependente da localização, com base em se ousuário estiver em um estádio esportivo ou um shoppingcenter, para os quais podem ser providos conteúdosmultimídia diferentes.
Fazendo agora referência à Figura 5, está aliilustrado um diagrama de blocos simplificado de outramodalidade de um dispositivo móvel 500. Em uma modalidade,o componente WWAN 502 que provê a funcionalidade WWAN e ocomponente WLAN 504 que provê a funcionalidade WLAN estãolocalizados no interior do dispositivo móvel 500 e estãocapacitados a se comunicar com o transceptor 508 através deum barramento 506 ou outras estruturas ou dispositivos. 0transceptor 508 está acoplado a uma ou mais antenas 510para permitir a transmissão e receptor pelo dispositivomóvel 500. O componente de funcionalidade WLAN 504 podeincluir um componente de funcionalidade WPAN 512 opcional.Além disso, pode ser provido um componente defuncionalidade do Sistema de Posicionamento Global (GPS)para permitir uma funcionalidade baseada em posiçãoe/ou temporização. Podem ser providos vários aplicativosutilizando as informações de localização ou posição e afuncionalidade baseada em temporização.
Como exemplo, em uma galeria de varejo oushopping center (ao ar livre e/ou em recinto fechado), aslojas podem possuir pontos de acesso que são mantidos porprovedores de serviço iguais ou diferentes. Uma vez quepode ocorrer certa sobreposição das WLANs devido àlocalização das lojas, a localização precisa ou aproximadado usuário pode ser estabelecida através de um componenteGPS ou outros dispositivos de localização. Caso o usuárioesteja próximo a uma loja de discos ou um quiosque devídeos, etc., o usuário pode receber uma oferta provenientedo estabelecimento varejista para compra de um filme oumúsicas. O estabelecimento varejista pode recomendar aoferta pela utilização da localização do usuário, uma vezque os sistemas sabem onde o usuário está localizado. Aoferta pode também estar baseada em uma preferência dousuário, que foi previamente estabelecida pelo usuário,seja internamente no dispositivo móvel ou externamente peloprovedor de serviço. 0 usuário pode aproveitar a oferta ourejeitá-la. Deve ficar claro que se a preferência de umusuário for conhecida, certos estabelecimentos de varejopodem ser impedidos de oferecer serviços indesejados para ousuário.
Caso o usuário opte por baixar um filme, porexemplo, o usuário pode acessar uma WAN e pagar pelo filmecom um cartão de crédito e/ou um método de pagamentopreestabelecido (por exemplo, um cartão de débito). Após aconfirmação do pagamento, o usuário pode receber o filmeselecionado, juntamente com os direitos, gerenciamento eoutras características e recursos associados à propriedadedo filme especifico. Diferentes redes podem ser usadas paratransportar os direitos e o conteúdo. Em uma situação, osdireitos podem ser transportados pelo uso de uma WWAN,enquanto o conteúdo em si é acessado através da WLAN. Oserviço em si (por exemplo, um filme) pode ser acessadoatravés da WLAN ou WWAN, dependendo das exigências. Um DVD,por exemplo, pode ser baixado para o dispositivo móvelatravés da WLAN devido à capacidade de transmissão dedados. A determinação sobre qual funcionalidade utilizarpara enviar os dados pode ser efetuada por um componenteWWAN que provê a funcionalidade WWAN, um componente WLANque provê a funcionalidade WLAN, ou uma combinação de umcomponente WWAN e um componente WLAN. A determinação podetambém ser efetuada por um controlador ou processadorassociados ao dispositivo móvel.
A Figura 6 ilustra uma metodologia 600 paralocalizar uma chamada recebida a partir de um usuário de umdispositivo móvel que utiliza um componente defuncionalidade GPS. 0 método se inicia em 602 quando umachamada é iniciada pelo usuário do dispositivo móvel. Talchamada pode ser uma chamada de emergência (por exemplo,uma chamada para 190, ou outro número de emergência), oupode ser uma chamada que não constitui uma emergência. Emuma modalidade, quando a chamada é iniciada, em 602, umamensagem de sinalização baseada em um protocolo deinicialização de sessão (SIP) pode portar as informações delocali zação fornecidas pelo componente de funcionalidadeGPS. O SIP consiste de um protocolo de sinalização que podeser utilizado para iniciar, modificar e terminar uma sessãode usuário interativa que pode incluir elementos multimídiaopcionais, tais como conferência via Internet, telefonia,notificação de eventos, vídeos, mensagens instantâneas,jogos online e/ou realidade virtual. As informações delocalização podem ser portadas, em 604, para um agente dechamadas VOIP por exemplo. Dessa forma, caso surja umasituação de emergência, o agente de chamadas VOIP possuiráas informações de locali zação é conhecerá a posição dochamador. 0 agente de chamada VOIP pode fornecer taisinformações para os órgãos apropriados, em 606. Isto é útilquando o chamador não conhece o local da chamada e/ou nãopode comunicar tais informações ao recebedor da chamada.
Em outra modalidade, a chamada pode ser efetuadafora da área de cobertura da rede / WLAN doméstica dousuário. Como exemplo, o ponto de acesso da WLAN pode estarlocalizado na residência do usuário e o usuário pode estarfalando através de um telefone móvel em seu quintal. Amedida que o usuário fala, ele pode estar se movendo e sedeslocar (intencionalmente e/ou não) para a área decobertura servida por uma WLAN diferente. Em outramodalidade, o usuário pode levar o telefone móvel para umlocal distante (por exemplo, a casa de um amigo, de umparente, para a escola).
Em outra modalidade, é iniciada uma chamada em602. Caso o dispositivo móvel esteja em um local que possuaacesso de banda larga através de um ponto de acesso sem fio(WAP), o dispositivo móvel utiliza tal acesso banda larga,em 608. A localização do dispositivo móvel pode serprovida, em 610, durante a chamada, através de umtransceptor que possa transmitir as informações delocalização obtidas através da utilização da interface WWÂNdo dispositivo. Os dados de voz, gerados por umafuncionalidade WLAN, podem ser providos para o transceptorpara comunicação que são enviados junto às informações delocalização. Tal metodologia pode ser utilizada, porexemplo, em uma escola ou local de educação, em que umacriança pode usar um aparelho para efetuar uma chamada deemergência (ou sem emergência). 0 aparelho pode seaproveitar do acesso de banda larga provido pela escolae/ou outra unidade para localizar o usuário (a criança) eprover as informações para o recebedor da chamada (porexemplo, policia, bombeiros). Dessa forma, a criança (ououtra pessoa) pode ser localizada sem que a criançanecessite comunicar informações de localização.
Fazendo agora referência à Figura 7, está aliilustrada uma metodologia 700 para localizar um dispositivosem fio (por exemplo, um telefone móvel) que não utiliza umreceptor GPS ou componente GPS que propicie .afuncionalidade GPS. Os terminais de acesso de modo únicosão aqueles que possuem uma única funcionalidade, tal comoWLAN ou WPAN. Como exemplo, os telefones móveis que efetuamo VOIP em uma residência em geral não utilizam tecnologiaGPS embutida. No entanto, em alguns casos (por exemplo,emergências) pode ser importante determinar a localizaçãode um dispositivo móvel que não possua tecnologia GPS.
Mesmo quando o dispositivo está afastado da residênciaporque o usuário transportou o dispositivo para um localdiferente (por exemplo, uma unidade educacional, a casa deum amigo), a localização do dispositivo ainda pode serdeterminada. Tal determinação pode estar baseada nalocalização conhecida de outros dispositivos que estejamnas vizinhanças do dispositivo móvel que não utiliza atecnologia GPS. As vizinhanças podem incluir o mesmo pontode acesso e/ou pontos de acesso dentro de uma certa áreageográfica do ponto de acesso utilizado pelo telefone móvelsem a tecnologia GPS.
A determinação de localização se inicia, em 702,quando uma chamada é iniciada pelo usuário de umdispositivo móvel sem tecnologia GPS. 0 dispositivo móvelentra em contato com um ponto de acesso para efetuar achamada. 0 ponto de acesso pode possuir uma listagem ousimultaneamente receber informações provenientes dedisposit ivos de modo duplo (por exemplo, um que utilizefuncionalidades WLAN, WPAN e/ou GPS). Os dispositivos demodo duplo podem prover suas informações de localizaçãopara o ponto de acesso ou outras estações WLAN (terminaisde usuário) dependendo do modo de operação (deinf raestrutura ou ad hoc) através de uma mensagem decontrole ou gerenciamento. 0 ponto de acesso que possui asinformações de localização provenientes do terminal deacesso duplo pode efetuar broadcast de tais informações emuma rede de infraestrutura. Outros terminais de usuário nasvizinhanças do ponto de acesso podem usar as informaçõespara gerenciamento de localização, em 708. Os terminais deacesso VOIP podem usar as informações de localização emmensagens de sinalização SIP para indicar informações delocalização, em 710. As informações de localização podemser utilizadas para serviços baseados em localização e/oupara prover mensagens de marketing e/ou vendas para osdispositivos móveis, em 712. Caso um usuário esteja em umaloja, tal como uma galeria de lojas ao ar livre ou fechada,as informações de localização podem também ser utilizadaspara prover ao usuário do dispositivo móvel informações comreferência a informações de vendas especificas. Deve ficarclaro que o marketing e/ou propaganda é opcional, tal comomostrado pelas linhas pontilhadas, podendo não serutilizados com as modalidades descritas.
A localização de um usuário que esteja nointerior de uma edificação pode ser aproximadamentecalculada pois o usuário entra na edificação a partir de umlocal especifico, o qual constitui a última coordenadaconhecida do usuário. A última coordenada conhecida podeser "travada" ou mantida pelo terminal de acesso até omomento em que o usuário deixa a edificação e umafuncionalidade GPS e/ou outros dispositivos de localizaçãopossam ser utilizados para estabelecer a nova localização.Quando o usuário deixa a edificação ou estrutura, oterminal de acesso irá captar sua posição corrente atravésdo GPS ou outro dispositivo de localização. Além disso,pode existir uma pluralidade de usuários que entram naedificação e a última coordenada conhecida de cada usuáriopode ser combinada para montar uma determinação de faixa óuárea para um ponto de acesso (WLAN) e/ou estação base (WAN)específicos. 0 ponto de acesso (WLAN) pode determinar suaposição com relação à estação base (WAN) e/ou com relação aquaisquer dispositivos que enviem informações delocalização para o ponto de acesso. Dessa forma, mesmo queo ponto de acesso possa não ter um dispositivo paradeterminar sua própria localização, as informações delocalização são providas através dos dispositivos móveisque acessam tal ponto de acesso.
A Figura 8 ilustra uma metodologia 800 parautilizar pontos de acesso dentro de uma rede WWAN, WLANe/ou WPAN. Um dispositivo móvel possuindo umafuncionalidade WWAN e WLAN e/ou WPAN pode recebertemporização acurada de rede a partir, por exemplo, de umreceptor GPS que pode estar localizado no dispositivomóvel, ou através da sinalização de piloto de uma WWAN. Taltemporização pode ser utilizada para qualidade de serviço(QOS) e/ou gerenciamento de handoff. Um dispositivo móvelna região e/ou vizinhanças de "hot spots" ou de múltiplospontos de acesso pode receber um sinalizador proveniente deum ponto de acesso, em 802. Ao receber o sinalizador, odispositivo móvel pode marcar o instante de chegada dosinalizador, em 804, utilizando a funcionalidade GPSinterna ou em relação à temporização da WWAN obtida atravésda interface WWAN. As informações do sinalizador podemincluir um identificador de ponto de acesso, a localizaçãodo ponto de acesso, a carga atual sobre a rede no ponto deacesso da WLAN, etc. 0 instante de chegada marcado e outrasinformações podem ser enviados pelo dispositivo móvel paraum sistema de gerenciamento de rede (NM) , em 806, através,por exemplo, de um link à WWAN. 0 sistema NM mantém umalista dos pontos de acesso e/ou instantes de chegada, em808. Tais informações podem ser mantidas por uma base dedados ou memória associada ao sistema NM. 0 sistema NM paraa WWAN e/ou WLAN, por exemplo, mantém uma lista dos pontosde acesso detectados na área da WLAN / WPAN, os canais queos pontos de acesso estão usando e/ou seus instantes detransmissão de sinalizador, e a carga atual em cada pontode acesso. O usuário pode utilizar tais informações paraseleção de um ponto de acesso e/ou rede apropriados para aeles se ligar.
O sistema NM pode enviar ao dispositivo móvel, em810, uma listagem dos pontos de acesso na área aos quais odispositivo móvel pode se conectar. A listagem de pontos deacesso pode incluir os respectivos canais e/ou instantes detransmissão de sinalizadores e a carga atual nos pontos deacesso, bem como outras informações coletadas e mantidaspelo sistema NM, em 808.
Em outra modalidade, o dispositivo móvel (porexemplo, um terminal de acesso) pode se sintonizar a cadaum dos pontos de acesso nos instantes de sinalizador emedir as informações de qualidade de canal recebidas (porexemplo, a SNR). 0 dispositivo móvel pode compartilhar asinformações a respeito da qualidade do link da redecorrente e outras redes com o ponto de acesso corrente.Tais informações podem ser passadas para o sistema NM, em808, e podem ser tornadas acessíveis para outros usuários.Dessa forma, pode ser provido o gerenciamento de handoffspara a WLAN / WPAN. Além disso, ou alternativamente, taisinformações podem sofrer broadcast por cada ponto de acessoatravés de sinalização específica e/ou através de umsinalizador de elemento de informações. 0 sinalizador deelemento de informações pode ser utilizado pelosdispositivos móveis nas vizinhanças do ponto de acesso paraatualizar o sistema NM ou informações de rede vizinhas.
Em outra modalidade, as informações delocali zação podem ser utilizadas para comutar seminterrupções o dispositivo móvel entre a WWAN e a WLAN /WPAN, tal como ilustrado na metodologia 900 da Figura 9. 0método se inicia em 902, onde as informações de localizaçãode um dispositivo móvel podem ser tornadas disponíveisatravés de um componente de funcionalidade GPS ou outrosmeios de localização (por exemplo, triangulação,localização de outros dispositivos nas vizinhanças, etc.)·Em 904, pode ser enviada ao dispositivo móvel uma indicaçãode que a qualidade de sinal disponível através de uma WWANé fraca. Como exemplo, o dispositivo móvel pode indicar queuma largura de banda e/ou uma força de sinal específicasdevem estar disponíveis para efetuar uma função particulare/ou para atender às exigências / qualidade de serviço paraum link específico para tal dispositivo e, caso ascondições do link não atendam a tais exigências e/ou nívelde qualidade, pode ser enviada uma mensagem para odispositivo móvel e/ou por ele gerada. As informações comreferência às exigências do sistema (por exemplo, largurade banda, força de sinal, etc.) podem ficar armazenadas emuma memória do dispositivo móvel e podem estar baseadas eminformações providas por um provedor de serviço e/ouusuário quando ele se relacionar com um ou mais aplicativosde dispositivo. Um processador associado ao dispositivomóvel pode analisar as informações armazenadas e determinarse as exigências do sistema são atendidas. Caso asexigências sejam atendidas, o dispositivo pode se conectarà rede corrente. Caso as exigências não sejam atendidas, odispositivo pode procurar por uma rede que atenda àsexigências do dispositivo.
Como exemplo, a funcionalidade WLAN podedetectar, em 906, sinalizadores e determinar a força desinal e/ou largura de banda disponível no ponto de acessoWLAN. Tais informações podem ser utilizadas pelodispositivo móvel, através de um componente defuncionalidade WWAN e/ou WLAN, em 908, por exemplo, paraefetuar uma determinação sobre a comutação da WWAN para aWLAN caso a largura de banda e/ou a força de sinal na WLANsejam superiores à WWAN. Deve ser notado que a transição daWLAN para a WWAN e/ou da WWAN para a WLAN ocorre seminterrupções e o usuário de tal dispositivo pode nem mesmose conscientizar de que ocorreu uma comutação do tipo derede.
Em outra modalidade,. a força de sinal e/oulargura de banda determinadas, em 906, podem ser utilizadaspara acoplamento com outros dispositivos, em 910. Comoexemplo, caso o dispositivo móvel permita conectividade comoutros dispositivos, o dispositivo móvel pode ser acopladoa tais outros dispositivos. Dessa forma, o dispositivomóvel utiliza a conexão provida através da WLAN. Comoexemplo, mas não limitação, o dispositivo sem fio pode seracoplado a um computador para utilizar a funcionalidadeWWAN e/ou WLAN disponível através do computador.
A Figura 10 ilustra outra modalidade de umametodologia 1000 para utilizar informações de localizaçãopara melhorar automaticamente serviços do dispositivomóvel. Como exemplo, uma chamada de vídeo telefone pode seiniciar em um terminal de acesso através de uma WWAN.Devido, por exemplo, à largura de banda insuficiente naWWAN, a resolução do vídeo e/ou componentes gráficos podeser, ou se tornar, fraca. Alternativa ou adicionalmente, umusuário pode iniciar a conferência em um escritório edurante a conferência pode desejar passar para outro local(por exemplo, sua residência, um café, biblioteca, etc.).Isto inclui o caso em que uma chamada, tarde da noite, éefetuada para acomodar interlocutores que se encontram emdiferentes fusos horários. A chamada pode se iniciar em umlocal e, durante a conversação, uma ou ambas as partespodem passar a outro local e o dispositivo móvel pode serautenticado sem interrupções a medida que ele se movimentaatravés de diferentes pontos de acesso e/ou redes.
Quando o dispositivo móvel passa nas vizinhançasde um ponto de acesso (por exemplo, um ponto de acessoWWAN), em 1002, as informações de localização providas porum componente GPS ou outro dispositivos de localização dodispositivo móvel podem ser enviadas para uma sistema degerenciamento de rede (NM). O sistema NM pode instar oterminal de acesso a procurar pelo ponto de acesso, em1004, e prover informações a respeito dos pontos de acessoWLAN presentes na área, seus canais de operação e astemporizações de sinalizadores e outras informações. Oterminal de acesso pode a seguir procurar por um ponto deacesso e pode se "travar" no sinalizador, em 1006, o qualpode ser a temporização de sinalizador provida pelo sistemaNM. Em 1008, pode ser efetuado um handoff para comutar odispositivo da WWAN para a WLAN e/ou da WLAN para a WWAN,por exemplo. Uma vez que a WLAN está tipicamente conectadaa uma rede de banda larga, a qualidade da chamada pode sersignificativamente melhorada caso a transmissão da chamadaseja redirecionada para a WLAN. A resolução de video ecomponentes gráficos pode ser enormemente melhorada e odispositivo móvel (por exemplo, um terminal de acesso) podeser ligado a um display de computador para se aproveitar dachamada de video de alta resolução. Isto torna possíveisserviços ampliados, tais como desempenho ampliado ou odesempenho em áreas em que o acesso não estavaanteriormente disponível.
Adicional ou alternativamente, na norma WLAN IEEE802.11, pode ocorrer a programação baseada em tempo. Comoexemplo, o ponto de acesso pode declarar um programa paratransmissão e/ou recepção de pacotes para os / dosterminais de acesso. Os terminais de acesso podem receberpacotes em instantes predeterminados e pode a seguir enviarpacotes quando ocorrer o momento de enviar pacotes. Taisprogramas podem ser comunicados e coordenados por umsistema NM através de um link de sinalização WWAN. Osistema NM pode alocar diferentes terminais de acesso paradiferentes pontos de acesso juntamente com as informaçõesde programa apropriadas.
Em mais outra modalidade, certos aplicativospodem apresentar exigências restritas quanto a "jitter" epodem necessitar receber a temporização a partir da rede.Como exemplo, no VOIP, o jitter é a variação de tempo /hora, entre os pacotes que chegam e pode ser causado porcongestionamento da rede, deslocamento / variação detemporização e/ou mudanças de roteamento. A temporizaçãoacurada disponível no dispositivo móvel pode ser utilizadapara aplicativo com exigências quanto a jitter. Os pontosde acesso e o dispositivo móvel podem ser acionados apartir de um relógio da rede. Caso o ponto de acesso nãopossua um relógio acurado, o dispositivo móvel pode provera temporização para o ponto de acesso, por exemplo atravésde um componente GPS que propicie a funcionalidade GPS. 0ponto de acesso pode tornar tal temporização recebida apartir do dispositivo móvel disponível para os terminais deacesso que não estejam em modo duplo e/ou que não possuam afuncionalidade de temporização.
Em outra modalidade, as tecnologias WWAN e WLANpodem ser utilizadas para montar redes ad hoc autoconfiguráveis. As redes ad hoc podem operar em um modo deinfraestrutura utilizando pontos de acesso, ou podem serredes sem fio que compreendem apenas estações (por exemplo,dispositivos móveis) mas que não possuem quaisquer pontosde acesso, ou uma rede que utiliza tanto o modo deinfraestrutura (pontos de acesso) como o modo parte a parte(p2p). As redes ad hoc podem também ser designadas comorede IBSS (Independent Basic Service Set).
As redes ad hoc podem possuir diferentespropriedades, dependendo das situações de aplicação. Comoexemplo, em certos casos de emergência (por exemplo,desastres) diferentes órgãos (por exemplo, bombeiros,polícia, segurança, etc.) podem utilizar diferentesfreqüências, de forma que as comunicações possam sermantidas com um mínimo de interrupções. Portanto, taisórgãos podem não ser capazes de responder de forma eficaz,ou podem ter dificuldades para se comunicar uns com osoutros. Os terminais de acesso de modo duplo podemproporcionar sistemas comerciais de baixo custo que podematender às demandas de múltiplos órgãos durante situaçõesde emergência (e de rotina).
Fazendo agora referência à Figura 11, é aliilustrada uma metodologia 1100 para prover uma redeespecífica ou ad hoc nos casos em que não existe qualquerponto de acesso disponível. Isto pode ser benéfico nointerior de uma edificação em que o pessoal de emergência,por exemplo, possui terminais de acesso de modo dual. Ométodo se inicia em 1102, onde os terminais localizados nointerior de uma edificação ou outra área fechada estão nomodo WLAN. Quando uma mensagem é iniciada em um terminal,este efetua handoff de todas as informações que ele possuiaos terminais de acesso em suas vizinhanças. Cada terminalque recebe as informações efetua handoff das informaçõesque ele possui (tanto do terminal de usuário comoprovenientes de outros terminais) para os terminais em suasvizinhanças, em 1104. Tal handoff de informações entre osterminais forma a rede IBSS, em 1106. As informações, em1108, eventualmente encontram seu caminho para um terminalde acesso, o qual pode também possuir uma conexão WWAN.
Dessa forma, pode ser formada uma implementação simples emum ambiente de emergência rapidamente mutável para que osterminais de acesso irradiem as informações que elesrecebam a partir do usuário do terminal, bem como de outrosterminais de acesso em suas vizinhanças. Apesar de istopoder criar uma utilização não ideal de largura de banda,isto propicia também redundância suficiente que permite àsinformações serem eventualmente transmitidas para fora daedificação e recebidas pelo receptor apropriado.Em uma modalidade alternativa, uma implementaçãomais sofisticada pode utilizar um protocolo do tipo OSPF(Open Shortest Path First - trajetória mais curta aberta emprimeiro lugar) para montagem da rota, tal como indicado em1110. 0 OSPF é um protocolo de roteamento de gatewayinterno originalmente desenvolvido para redes IP. 0protocolo está baseado no algoritmo de estado - link ou viamais curta em primeiro lugar, que um roteador pode utilizarpara envio de informações de roteamento para os nós em umarede. A trajetória mais curta para cada nó pode sercalculada com base em uma topografia que inclui os nós. Noentanto, deve ser notado que tais protocolos podem levaralgum tempo para convergir e podem não ser adequados emambientes em que a topologia está mudando constantemente.
A Figura 12 ilustra um exemplo de uma rede ad hocde auto configuração 1200 que pode ser montada utilizandotecnologias WLAN e/ou WWAN. Como exemplo, uma áreametropolitana pode ser servida por um cluster de nós WLANpara aplicativos que devem utilizar elevada largura debanda porém não requerem alta mobilidade. De um modo geral,executar o canal de transporte de retorno do tráfegoproveniente de todos os nós LAN através de um link porfibras para a WAN constitui uma proposta custosa; portanto,uma rede ad hoc auto configurável pode propiciar umaalternativa mais econômica.
Conforme ilustrado, os dispositivos móveis 1202podem se comunicar de forma sem fio com um cluster de nósWLAN 1204, 1206, 1208. Alguns nós 1204, 1206, poderiamestar conectados a uma unidade de canal de transporte deretorno por fibras 1210, enquanto outros nós 1208 não estãoconectados à unidade de canal de transporte de retorno porfibras 1210. Deve ser notado que apesar de ser mostradaapenas uma unidade 1210, a rede pode incluir mais de umaunidade. Os nós WLAN 1204, 1206, 1208, podem ser utilizadospara handoff de tráfego proveniente de um dispositivo móvel1202 e/ou de um nó de origem, tal como o nó 1208, para umnó conectado por unidades de transmissão por fibras, talcomo os nós 1204 e 1206.
Um ou mais nós podem ser nós hot spotconfigurados para operar através de múltiplos canais WLANsimultaneamente, tal como o nó 1208. Um dos canais 1212pode ser utilizado para captar tráfego proveniente dasestações associadas ao nó. Outro (ou mais) canais 1214podem ser utilizados para efetuar a função de handoff.Alternativamente, um único canal 1216 pode estar associadoa um nó hot spot 1204 e o único canal 1216 pode serutilizado para captar tráfego e efetuar a funcionalidade dehandoff.
A configuração da topologia da rede, o alocar decanais para diferentes nós e/ou o efetuar de decisões deroteamento, devem ser providos através de controle,coordenação e comunicação entre os nós WLAN 1204, 1206,1208. Para obter tal funcionalidade, um ou mais nós WLANpodem possuir uma função WWAN embutida, o que estáilustrado no nó 1206. A funcionalidade dupla tornadisponível um canal fora de banda que pode ser usada parafinalidades de controle.
Um sistema de gerenciamento de rede (NM) 1218pode ser associado a uma rede ad hoc 1200 para criar umatopografia inicial. O sistema NM pode também decidir quaiscanais usar 1212, 1214, 1216. Outra função do sistema NMpode consistir de uma determinação de roteamento entre osnós 1204, 1206, 1208.
Como exemplo, mas não limitação, um aparelho podeser provido ou obter informações através da WAN, porexemplo, de que um primeiro ponto de acesso está em seupico, ou utilizando a maioria de seus recursos em um certoinstante e em certa freqüência. Um ponto de acessodiferente, próximo ao primeiro ponto de acesso, podealcançar seu pico em um instante diferente e/ou em umafreqüência diferente. Com tais informações, o aparelho nãonecessita se sintonizar continuamente ao canal oufreqüência utilizados pelo segundo ponto de acesso pois elejá pode estar suprido com informações a respeito doprimeiro e do segundo pontos de acesso. Dessa forma, oaparelho sabe quando sintonizar e escutar o sinalizador decada ponto de acesso. Ele pode também determinar se pode semovimentar para o ponto de acesso e/ou freqüênciadiferentes utilizando informações de localização etemporização.
Fazendo agora referência à Figura 13, está aliilustrada uma metodologia 1300 para utilização detecnologias WLAN e/ou WWAN para montar uma rede ad hoc autoconfigurável similar àquela apresentada e descrita comreferência à Figura 12. O método se inicia em 1302 ondecada nó utiliza um canal WWAN para indicar suas coordenadasGPS, que podem ser comunicadas a um sistema NM. O sistemaNM, tendo conhecimento da localização de cada nó pode criaruma topologia inicial, em 1304. A topologia é projetadapara obter uma rica conectividade entre os nós e rotasdiversas dos nós para o nó conectado à WAN por fibras. Osistema NM pode também decidir os canais a serem usados,bem como o roteamento, em 1306. As informações pertinentespara cada nó podem ser baixadas na WWAN, em 1308. Uma vezativados os hot spots sem fio, medições adicionais podemser coletadas em 1310. As forças de sinais recebidos podemser enviadas para o sistema NM, em 1312, o qual podeutilizar a topologia e roteamento iniciais e levar emconsideração as condições reais no campo. Além disso, oponto de acesso pode utilizar informações de temporizaçãogeradas pela WWAN para se auto sincronizar.
A metodologia e o sistema acima descritosconstituem uma estratégia centralizada e podem ser usadospara uma grande rede de hot spots com fortes demandasquanto a QOS. A capacidade da rede pode ser maximizada,minimizando-se concomitantemente a interferência.
A Figura 14 ilustra outra modalidade de umametodologia 1400 para inicializar listas de vizinhas nocanal de controle da WWAN para facilitar a sincronização determinais de acesso. A metodologia pode ser utilizada emuma rede de malha sem fio auto configurável. A metodologiase inicia em 1402, quando os nós WLAN são inicializados. Emum momento substancialmente similar à inicialização dosnós, eles trocam listas de vizinhas no canal de controle daWWAN, em 1404. Tais listas de vizinhas podem incluirinformações a respeito de pontos de acesso nas áreasvizinhas e/ou dispositivos móveis que estejam utilizandotais pontos de acesso. Como exemplo, as listas de vizinhaspodem incluir um sinal de temporização transmitido pelodispositivo móvel em resposta a uma comunicação através deuma WWAN. Um protocolo, tal como o OSPF (Open Shortest PathFirst), pode ser utilizado para troca de listas de vizinhase criação de trajetórias mais curtas de uma maneiradistribuída. A troca de listas de temporização, em 1404,pode incluir um segundo sinal de temporização. transmitidoatravés de uma WLAN e baseado no sinal de temporizaçãotransmitido através de uma WLAN e baseado no sinal detemporização enviado em resposta à comunicação através daWWAN. 0 dispositivo móvel ou o terminal de acesso podemutilizar as informações de temporização geradas pela WWANpara se auto sincronizar, em 1406, para comunicação atravésda WLAN com um ou mais outros terminais de acesso com baseno segundo sinal de temporização. Tal pode ser feitodiretamente através do ponto de acesso WWAN ou WLAN maispróximo cuja proximidade seja conhecida (por exemplo, pelalista de vizinhas ou diretamente através de sua própriafunção WWAN). Alternativamente, ele pode receber taisinformações a partir de um terminal de acesso com umafuncionalidade WWAN e WLAN combinada. Como exemplo, atransmissão do sinal de temporização pode incluir o enviode um sinal de temporização a partir de um primeiroterminal de acesso para um ou mais outros terminais que sesincronizam com o primeiro terminal de acesso.
A Figura 15 ilustra a comunicação par a par (peerto peer ou p2p) 1500 em uma rede WLAN. Em certas situações,os terminais de acesso individuais 1502 e 1504 podem secomunicar uns com os outros usando um ou mais pontos deacesso WLAN 1506, 1508. Para melhorar tal comunicação, asinformações de temporização provenientes dos pontos deacesso WWAN 1508, 1510 podem ser utilizadas parasincronização dos relógios dos terminais de acesso. Deveser notado que alguns pontos de acesso podem incluirsomente a funcionalidade WLAN 1506 ou a funcionalidade WWAN1510, ou uma combinação de ambas as funcionalidades WLAN eWWAN 1508.
As informações de temporização podem ser providasatravés do ponto de acesso WLAN, caso o dispositivo possuaa funcionalidade WWAN 1512, 1514, ou conhecimento de umponto de acesso WWAN. Alternativamente, a funcionalidadeWWAN em um ou ambos os terminais de acesso pode serutilizada para prover tais informações para os terminais deacesso, que podem a seguir usar as informações paracomunicação através da WLAN.
A Figura 16 ilustra uma metodologia 1600 pararegistro e/ou autenticação em uma rede IBSS (IndependentBasic Service Set). Uma rede IBSS consiste de uma rede semfio baseada na IEEE 802.11 que não possui estruturaprincipal. A rede IBSS consiste em pelo menos duas estaçõessem fio, uma rede IBSS pode ser designada como uma rede adhoc pois ela pode ser montada rapidamente, com pouco ounenhum planejamento. A funcionalidade WWAN residente noterminal de acesso ou ponto de acesso WLAN pode serutilizada para registro e/ou autenticação do terminal deacesso para comunicação ou acesso a serviços através doponto de acesso WLAN.
O método se inicia, em 1602, quando umafuncionalidade WWAN em um terminal de acesso pode indicaruma identificação ou mensagem de registro de um dispositivo(por exemplo, identificação de dispositivo residente em ummódulo de identidade de assinante). A primeira mensagem deregistro pode incluir uma chave de encriptação. A mensagemde identificação ou registro de dispositivo pode serautenticada através da WWAN a partir de um primeiroterminal de acesso. Uma segunda mensagem de registro ouidentificação de dispositivo pode ser transmitida e providaa um ponto de acesso WLAN ou outros serviços, em. 1604. Asegunda mensagem de registro pode estar baseada na primeiramensagem de registro. A mensagem para a WLAN pode sertransmitida através de um canal de transporte de retorno ouatravés do token ou interface aérea obtidos através da WWANpara o terminal de acesso. Isto permite também utilizarchaves de encriptação especificas por dispositivo que podemser autenticadas através de um sistema WWAN ou sistemaWLAN.
O método de registro / autenticação é benéfico emuma situação em que um usuário de um terminal de acessoestiver em comunicação sem fio com um quiosque possuindofuncionalidade WLAN, porém não possuindo uma conexão debanda larga ou de canal de transporte de retorno completapara uma rede, por exemplo a Internet. Em tal situação, aautenticação ou informações de cobrança para situações devendas (por exemplo, músicas, vídeos, ou outrasinformações) podem ser providas através da WWAN. Comoexemplo, a identificação do usuário, seja ela específica dodispositivo ou do usuário (por exemplo, uma senha ou chavede encriptação), pode ser trocada por toda a WWAN. Istopermite ao terminal de acesso obter um token ou outroautenticador, em 16086. 0 token ou outro autenticador podeser transmitido através do ar para um quiosque, em 1608,permitindo ao terminal de acesso acessar um video, música,ou outro conteúdo multimídia. Dessa forma, o acesso atravésda WLAN é concedido ao terminal de acesso. Deve ser notadoque após a segunda mensagem de registro ser transmitidaatravés da WWAN para o terminal de acesso, uma terceiramensagem de acesso, com base na segunda mensagem de acesso,pode ser enviada a partir do terminal de acesso para oponto de acesso WLAN. Tal terceira mensagem de registropode ser enviada através de vários meios, incluindo umainterface aérea.
Tal conteúdo multimídia pode também ser providocom base na localização do dispositivo móvel. Como exemplo,em uma galeria comercial, o conteúdo multimídia pode serprovido a partir de uma ou mais lojas ou outrosestabelecimentos de varejo com base na localização dousuário, bem como nas preferências do usuário. Aspreferências do usuário podem ser preferências previamentecomunicadas pelo usuário e armazenadas em uma memória dodispositivo móvel. Um processador associado ao dispositivomóvel pode analisar as informações armazenadas na memória edeterminar se o conteúdo multimídia deve ser aceito ecomunicado ao usuário, ou descartado e não comunicado aousuário do dispositivo. Em outra modalidade, aspreferências do usuário podem ser comunicadas para umprovedor de serviços que mantém as informações. Comoexemplo, caso o usuário esteja próximo a uma loja deartigos esportivos e tenha previamente especificado que ousuário não deseja quaisquer informações (por exemplo,promoções ou reduções de preços atuais, eventos, etc.)relacionados a esportes e/ou artigos esportivos, asinformações que efetuaram broadcast por aquela loja emparticular podem ser impedidas de ser transmitidas para odispositivo móvel do usuário. Deve ficar claro que oconteúdo multimídia é opcional e as modalidades descritaspodem ser utilizadas sem empregar conteúdo multimídia.
De acordo com outra modalidade, as redes WLAN adhoc podem ser acopladas através de uma WWAN. Como exemplo,caso uma ou mais redes IBSS forem descobertas, elas podemser acopladas através de um canal de transporte de retornoprovido pela WWAN. Isto poderia estar disponível caso um oumais nós / estações WLAN, em um dado IBSS, tenhamdescoberto ou tenham sido descobertos por um ponto deacesso da WWAN. Isto permite a conexão de estações WLAN, dediferentes IBSS, através de um canal de transporte deretorno WWAN que pode possuir uma maior largura de banda,ou pode ter acesso a melhores serviços. Os diferentes IBSSpodem prover cobertura de rádio em diferentes áreas, asquais podem ser não contínuas umas em relação às outras.
De acordo com outra modalidade, existe acapacidade para multicast e/ou broadcast em uma rede IBSS.Mensagens de broadcast e multicast podem ser providasatravés do canal de transporte de retorno da WWAN. Istopode facilitar o provimento de mensagens broadcast oumulticast ou dados com base em informações de localização.Além disso, isto pode prover a capacidade de transmitirmensagens de broadcast ou multicast sincronizadas com baseem informações de temporização disponíveis através da WWAN(por exemplo, o sinal de temporização proveniente de umponto de acesso WWAN vizinho pode ser utilizado parafinalidades de temporização).
A Figura 17 ilustra uma rede de malha ad hoc 1700exemplar. A rede 1700 está ilustrada na forma de uma redead hoc utilizando quatro pontos de acesso ou estações baseA 1702, B 1704, C 1706 e D 1708. Uma rede de malha ad hoc1700 pode empregar qualquer número de pontos de acesso e osquatro pontos de acesso foram escolhidos apenas com opropósito de ilustração. Deve ficar claro que uma rede demalha ad hoc 1700 pode ser uma rede em modo deinfraestrutura utilizando pontos de acesso (tal comoapresentado), uma rede p2p que não utiliza pontos deacesso, ou uma rede que utiliza tanto o modo infraestrutura(pontos de acesso) como o modo p2p.
A topologia da rede 1700 ilustra que o ponto deacesso A 1702 está conectado através de comunicação sem fioaos pontos de acesso B 1704, C 1706 e/ou D 1708. Umadecisão relacionada a links eficientes deve serestabelecida para os pontos de acesso. Tal decisão pode serefetuada através de um canal de controle de longa distânciaem que cada ponto de acesso envia suas coordenadas GPS (ououtro meio de localização) para um sistema de gerenciamentode rede (NM) central 1710. O sistema NM 1710 de posse dalocalização de todos os pontos de acesso 1702, 1702, 1706,1708, na rede 1700, determina a topologia da rede e o linkde comunicação entre os pontos de acesso 1702, 1702, 1706,1708. Como exemplo, a rede NM 1710 poderia determinar quena topologia o ponto de acesso A 1702 deve se comunicar como ponto de acesso B 1704, o ponto de acesso B 1704 deve secomunicar com o ponto de acesso C 1706 e o ponto de acessoC 1706 deve se comunicar com o ponto de acesso D 1708. Osistema NM 1710 pode também determinar qual canal que cadaponto de acesso deve usar em função do gerenciamento defreqüências. Como exemplo, o sistema NM 1710 podedeterminar que o ponto de acesso A 1702 deva usar o canalA, ou um canal de 20 MHz, e que o ponto de acesso B deveusar um canal diferente, tal como um canal de 20 MHzdiferente, etc.
Em uma rede ad hoc, os pontos de acesso podem sereliminados ou adicionados a qualquer momento. No entanto, acomunicação entre os pontos de acesso deve permanecerconstante para propiciar uma transmissão homogênea ou suaveda comunicação. Quando ocorre um evento relevante(desastre, etc.), toda a topologia pode necessitar sermodificada. Dessa forma, um canal de controle deve serconfigurado para prover conectividade adequada seminterferência excessiva. Cada ponto de acesso pode serconfigurado com funcionalidade WLAN, a qual automaticamenteconfigura cada ponto de acesso com um canal "permissivo",permitindo que qualquer pessoa se comunique através de talcanal de gerenciamento da rede. Tal canal permissivo reduzos problemas associados à falta de disponibilidade do canalde controle. 0 canal comunica suas coordenadas ao sistemaNM 1710. Isto pode ser estabelecido através de qualquernivel de largura de banda e um canal WAN de banda estreitapode ser suficiente para tal finalidade. Uma vez recebidasas informações de localização, a rede ad hoc pode ser re-configurada, ou uma nova rede ad hoc estabelecida.
O sistema NM 1.710 pode também prover o roteamentode pacotes específicos. 0 sistema NM 1710 pode acessar cadaponto de acesso 1702, 1704, 1706, 1708 e prover ou baixarpara cada ponto de acesso 1702, 1704, 1706, 1708, umatabela de roteamento. A tabela de roteamento pode proverinformações de roteamento para pacotes específicos, outipos específicos de pacotes. Como exemplo, caso um pacotede voz deva ser roteado, o sistema NM 1710 (através databela de roteamento) pode instruir o ponto de acesso que opacote de voz deve ser roteado para o ponto de acesso B1704, a seguir para o ponto de acesso C 1706, a seguir parao ponto de acesso D 1708, etc., até que o pacote de vozalcance seu destino final. Caso o pacote seja um pacote dedados, o roteamento poderia ser do ponto de acesso D 1708,para o ponto de acesso B 1704, para o ponto de acesso A1702. Um pacote de vídeo poderia efetuar uma rotadiferente. Dessa forma, o sistema NM 1710 determina atopologia ou configuração da rede ad hoc 1700 e como ospacotes são roteados em tempo real. Dessa forma, uma redeWWAN pode prover poderosa capacidade de controle esinalização para gerenciamento das redes ad hoc 1700 e podeprover trajetórias de dados para compensar falhas ouausências de conectividade em uma rede WLAN. Deve ficarclaro que o roteamento e/ou topologia descritos servemapenas como exemplo e não como um limite para asmodalidades descritas.
O sistema NM 1710 pode levar em consideração asensibilidade do tráfego para determinar o roteamento dospacotes. Como exemplo, links podem ser restabelecidosdurante certas horas do dia, semana, etc. O sistema NM 1710pode monitorar o tráfego durante momentos potencialmente depico (por exemplo, na hora do rush pela manhã, na hora dorush da tarde, etc.). Durante tais momentos, pode ocorrerum certo fluxo de tráfego e o roteamento ou links podem serestabelecidos e/ou modificados de acordo com a demanda, comum elevado grau de flexibilidade.
Em uma rede que está operando em um modo p2p (sempontos de acesso), ou em uma combinação de modoinfraestrutura e modo p2p, os aparelhos são utilizados paraestabelecer a rede, ou uma parte da rede. Em tal situação,um sistema NM poderia não ser utilizado uma vez que aconfiguração da rede pode mudar rapidamente. Em talsituação, cada aparelho efetua broadcast de suasinformações e os aparelhos que recebem as informações irãoefetuar broadcast novamente das informações para outrosaparelhos. Tal handoff ou rebroadcast das informações irácontinuar até que as informações alcancem seu destino. Emtal rede ad hoc p2p, um primeiro aparelho A poderia secomunicar com o aparelho B utilizando a WLAN. 0 aparelho Bpoderia se comunicar com o aparelho C utilizando a WWAN. Osaparelhos podem se comunicar utilizando modos ou conjuntosmistos, contanto que os aparelhos possuam asfuncionalidades WWAN, WPAN, WiFi, etc.
Fazendo agora referência à Figura 18, é aliilustrado um sistema 1800 que facilita a comunicaçãocoordenada entre múltiplos protocolos de comunicação em umambiente de comunicação sem fio de acordo com uma ou maisdas modalidades aqui apresentadas. 0 sistema 1800 poderesidir em um ponto de acesso e/ou em um dispositivo deusuário. O sistema 1800 compreende um receptor 1802 quepode receber um sinal proveniente, por exemplo, de umaantena de recepção. O receptor 1802 pode efetuar açõestípicas sobre o mesmo, tais como filtração, amplificação,conversão para recepção, etc., do sinal recebido. Oreceptor 1802 pode também digitalizar o sinal condicionadopara a obtenção de amostras. Um demodulador 1804 pode obtersímbolos recebidos para cada período de símbolos, bem comoprover símbolos recebidos para um processador 1806.
O processador 1806 pode ser um processadordedicado à analisar informações recebidas pelo componentede receptor 1802 e/ou gerar informações para transmissãopor um transmissor 1816. O processador 1806 controla um oumais componentes do dispositivo de usuário 1800 e/ou oprocessador 1806 que analisa informações recebidas peloreceptor 1802, gera informações para transmissão pelotransmissor 1816 e controla um ou mais componentes dodispositivo de usuário 1800. 0 processador 1806 podeincluir um componente de controlador capaz de coordenar ascomunicações com dispositivos de usuário adicionais.
O dispositivo de usuário 1800 pode tambémcompreender uma memória 1808 que está acoplada paraoperação com o processador 1806 e que armazena informaçõesrelacionadas à coordenação de comunicações e quaisqueroutras informações adequadas. A memória 1808 pode tambémarmazenar protocolos associados com a coordenação dascomunicações. Deve ser notado que os componentes dearmazenamento de dados (por exemplo, memórias) aquidescritos podem ser do tipo memória volátil ou memória nãovolátil, ou podem incluir tanto memórias voláteis como nãovoláteis. Como exemplo, mas não limitação, a memória nãovolátil pode incluir uma memória apenas para leitura (ROM),uma ROM programável (PROM), ROM eletricamente programável(EPROM), ROM eletricamente apagável (EEPROM), ou memóriaflash. A memória volátil pode incluir uma memória de acessoaleatório (RAM), que atua como uma memória cache externa.Como exemplo, mas não limitação, a RAM está disponível emvárias formas, tais como RAM síncrona (SRAM), RAM dinâmica(DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM de taxa de dados dupla(DDR SDRAM), SDRAM ampliada (ESDRAM), DRAM de link síncrono(SLDRAM) e RAM de Rambus direto (DRRAM). A memória 1808 dossistemas e/ou métodos em questão compreende, sem estarlimitada a, estes e quaisquer outros tipos adequados dememória. 0 dispositivo de usuário 1800 compreende também ummodulador de símbolos 1810 e um transmissor 1812 quetransmite o sinal modulado.
A Figura 19 ilustra um sistema 1900 que facilitaa coordenação de protocolos de acordo com vários aspectos.O sistema 1900 compreende uma estação base ou ponto deacesso 1902. Como ilustrado, a estação base 1902 recebesinais provenientes de um ou mais dispositivos de usuário1904 por uma antena de recepção 1906 e transmite para os umou mais dispositivos de usuário 1904 através de uma antenade transmissão 1908.
A estação base 1902 compreende um receptor 1910que recebe informações provenientes da antena de recepção1906 e está operacionalmente associada a um demodulador1912 que demodula as informações recebidas. Os símbolosdemodulados são analisados por um processador 1914 que estáacoplado a uma memória 1916 que armazena informaçõesrelacionadas a clusters de códigos, designações dedispositivos de usuário, tabelas de consulta a elesrelacionadas, seqüências de embaralhamento exclusivas esimilares. Um modulador 1918 pode multiplexar o sinal paratransmissão por um transmissor 1920 através da antena detransmissão 1908 para os dispositivos de usuário 1904.
A Figura 20 ilustra um sistema de comunicação semfio 2000 exemplar. O sistema de comunicação sem fio 2000apresenta uma estação base e um terminal, para maiorbrevidade. No entanto, deve ficar claro que o sistema 2000pode incluir mais de uma estação base ou ponto de acessoe/ou mais de um terminal ou dispositivo de usuário, em queas estações base e/ou terminais adicionais podem sersubstancialmente similares ou diferentes da estação base eterminal exemplares descritos mais adiante. Além disso,deve ficar claro que a estação base e/ou o terminal podemempregar os sistemas e/ou métodos aqui descritos parafacilitar a comunicação sem fio entre eles.
Fazendo agora referência à Figura 20, através deum downlink, no ponto de acesso 1905, um processador dedados de transmissão (TX) 2010 recebe, formata, codifica,intercala e modula (ou mapeia para símbolos) dados detráfego e provê símbolos de modulação ("símbolos dedados"). Um modulador de símbolos 2015 recebe e processa ossímbolos de dados e símbolos piloto e provê um fluxo desímbolos. Um modulador de símbolos 2015 multiplexa símbolosde dados e piloto e obtém um conjunto de N símbolos detransmissão. Gada símbolo de transmissão pode ser umsímbolo de dados, um símbolo piloto, ou um valor de sinalde zero. Os símbolos piloto podem ser enviadoscontinuamente em cada período de símbolos. Os símbolospiloto podem ser multiplexados por divisão de freqüência(FDM), multiplexados por divisão de freqüência ortogonal(OFDM), multiplexados por divisão de tempo (TDM), oumultiplexados por divisão de código (CDM).
Uma unidade de transmissão (TMTR) 2020 recebe econverte a corrente de símbolos para um ou mais sinaisanalógicos e condiciona adicionalmente (por exemplo,amplifica, filtra e converte ascendentemente em freqüência)os sinais analógicos para a geração de um sinal de downlinkadequado para transmissão através do canal sem fio. O sinalde downlink é a seguir transmitido através de uma antena2025 para os terminais. No terminal 2030, uma antena 2035recebe o sinal de downlink e provê um sinal recebido parauma unidade de recepção (RCVR) 2040. A unidade de recepção2040 condiciona (por exemplo, filtra, amplifica e convertedescendentemente em freqüência) o sinal recebido edigitaliza o sinal condicionado para a obtenção deamostras. Um demodulador de símbolos 2045 obtém N símbolosrecebidos e provê símbolos piloto recebidos para umprocessador 2050 para estimativa de canal. O demodulador desímbolos 2045 também recebe uma estimativa de resposta defreqüência para o downlink proveniente do processador 2050,efetua a demodulação de dados sobre os símbolos de dadosrecebidos para obter estimativas de símbolos de dados (quesão estimativas dos símbolos de dados transmitidos) e provêas estimativas de símbolos de dados para um processador dedados RX 2055, que demodula (por exemplo, demapeia ossímbolos), deintercala e decodifica as estimativas desímbolos de dados para recuperar os dados de tráfegotransmitidos. O processamento pelo demodulador de símbolos2045 e pelo processador de dados RX 2055 é complementar aoprocessamento pelo modulador de símbolos 2015 e processadorde dados TX 2010, respectivamente, no ponto de acesso 2005.
Através do uplink, um processador de dados TX2060 processa os dados de tráfego e provê símbolos dedados. Um modulador de símbolos 2065 recebe e multiplexa ossímbolos de dados com símbolos piloto, efetua a modulação eprovê um fluxo de símbolos. Uma unidade transmissora 2070 aseguir recebe e processa o fluxo de símbolos para gerar umsinal de uplink, o qual é transmitido pela antena 2035 parao ponto de acesso 2005.
No ponto de acesso 2005, o sinal de uplinkproveniente do terminal 2030 é recebido pela antena 2025 eprocessado por uma unidade receptora 2075 para obtenção deamostras. Um demodulador de símbolos 2080 a seguir processaas amostras e provê símbolos piloto recebidos e estimativasde símbolos de dados para o uplink. Um processador de dadosRX 2085 processa as estimativas de símbolos de dados pararecuperar os dados de tráfego transmitidos pelo terminal2030. Um processador 2090 efetua a estimativa de canal paracada terminal ativo transmitindo através do uplink.
Os processadores 2090 e 2050 dirigem (porexemplo, controlam, coordenam, gerenciam, etc.) a operaçãono ponto de acesso 2005 e no terminal 2030,respectivamente. Os respectivos processadores 2090 e 2050podem estar associados a unidades de memória (não sãomostradas) que armazenam códigos de programas e dados. Osprocessadores 2090 e 2050 podem também efetuar computaçõespara derivar estimativas de resposta de freqüência eimpulso para o uplink e o downlink, respectivamente.
Para um sistema de múltiplo acesso (por exemplo,FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, etc.), múltiplos terminais podemtransmitir simultaneamente através do uplink. Para talsistema, as sub-bandas piloto podem ser compartilhadasentre diferentes terminais. As técnicas de estimativa decanal podem ser usadas nos casos em que as sub-bandas depiloto para cada terminal abrangem toda a banda de operação(possivelmente exceto pelas bordas da banda). Tal estruturade sub-banda de piloto seria desejável para obterdiversidade de freqüência para cada terminal. As técnicasaqui descritas podem ser implementadas por vários meios.
Como exemplo, tais técnicas podem ser implementadas emhardware, software, ou uma combinação de tais. Para umaimplementação em hardware, as unidades de processamentousadas para estimativa de canal podem ser implementadasdentro de um ou mais circuitos integrados de aplicaçãoespecífica (ASICs), processadores de sinais digitais(DSPs), dispositivos processadores de sinais digitais(DSPDs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), arranjosde porta de campo programável (FPGAs), processadores,controladores, microcontroladores, microprocessadores,outras unidades eletrônicas projetadas para efetuar asfunções aqui descritas, ou uma combinação de tais. Comsoftware, a implementação pode ocorrer por meio de módulos(por exemplo, procedimentos, funções e assim por diante)que efetuam as funções aqui descritas. Os códigos desoftware podem ser armazenados em unidades de memória eexecutadas pelos processadores 2090 e 2050.
Deve ficar claro que as modalidades aquidescritas podem ser implementadas por meio de hardware,software, firmware, middleware, micro códigos, ou qualquercombinação de tais. Quando os sistemas e/ou métodos sãoimplementados em software, firmware, middleware, microcódigos, códigos de programa ou segmentos de código, elaspodem ser armazenadas em um meio legível por máquina, talcomo um componente de armazenamento. Um segmento de códigopode representar um procedimento, uma função, umsubprograma, um programa, uma rotina, uma sub-rotina, ummódulo, um pacote de software, uma classe, ou qualquercombinação de instruções, estruturas de dados, oudeclarações de programas. Um segmento de código pode seracoplado a outro segmento de código ou a um circuito dehardware por passar e/ou receber informações, dados,argumentos, parâmetros, ou conteúdos de memória. Asinformações, argumentos, parâmetros, dados, etc., podem serpassados, sofrer handoff, ou transmitidos usando-sequaisquer meios adequados, incluindo compartilhamento dememória, passagem de mensagens, passagem de tokens,transmissão em rede, etc.
Para uma implementação em software, as técnicasaqui descritas podem ser implementadas por meio de módulos(por exemplo, procedimentos, funções e assim por diante)que efetuam as funções aqui descritas. Os códigos desoftware podem ser armazenados em unidades de memória eexecutadas por processadores. A unidade de memória pode serimplementada no interior do processador ou externamente aoprocessador, caso este em que ela pode estar acoplada emcomunicação com o processador através de váriosdispositivos como é do conhecimento dos técnicos na área.
O que foi acima descrito inclui exemplos de umaou mais modalidades. Naturalmente, não é possível descrevertodas as combinações concebíveis de componentes oumetodologias com o propósito de descrever as modalidadesacima mencionadas, porém os técnicos na área notarão quevárias outras combinações e permutações de váriasmodalidades são possíveis. Assim sendo, as modalidadesdescritas tencionam englobar todas estas alterações,modificações e variações que se insiram no espírito eescopo das reivindicações anexas. Além disso, no grau emque o termo "inclui" é usado seja na descrição detalhadaseja nas reivindicações, tal termo tenciona ser inclusivode maneira similar ao termo "compreende", tal como"compreende" é interpretado quando empregado como umapalavra de transição em uma reivindicação.
Claims (25)
1. Método para utilizar informações baseadas emtempo para melhorar a comunicação em uma rede sem fio,compreendendo:receber informações de sinalizador provenientesde pelo menos um ponto de acesso; eutilizar informações de marca de tempo associadasàs informações de sinalizador para determinar se deve serefetuado handoff de comunicação com um segundo ponto deacesso.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:detectar se a qualidade do sinalizador estáabaixo de um nivel limite;transmitir uma mensagem de baixa qualidade desinalizador; ereceber informações relacionadas a umapluralidade de pontos de acesso alternativos em resposta àmensagem transmitida de baixa qualidade de sinalizador.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2,compreendendo adicionalmente:escolher entre a pluralidade de pontos de acessoalternativos dependendo, pelo menos em parte, de umaplicativo em um dispositivo móvel.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2,compreendendo adicionalmente:selecionar um dentre a pluralidade de pontos deacesso alternativos para manter um nivel de qualidade desinalizador acima de um limite predeterminado, os pontos deacesso sendo um dentre uma rede de longa distância sem fio(WWAN), uma rede de área local sem fio (WLAN) , ou uma redede área pessoal sem fio (WPAN).
5. Método, de acordo com a reivindicação 2,compreendendo adicionalmente:determinar através de uma funcionalidade WWAN ouWLAN a comutação entre uma WWAN e uma WLAN para obter umalargura de banda ou força de sinal superiores.
6. Método, de acordo com a reivindicação 2, noqual as informações relacionadas à pluralidade de pontos deacesso alternativos incluem os respectivos canais ouinstantes de transmissão do sinalizador.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual as informações de marca de tempo são providas por umcomponente de funcionalidade GPS.
8. Método para efetuar um handoff em uma redesem fio compreendendo:detectar a presença de um ponto de acesso de WWANe um ponto de acesso de WLAN;associar uma temporização de sinalizador a umapluralidade de sinalizadores recebidos a partir de cadaponto de acesso; edeterminar se deve ocorrer a transferência entrea WWAN e a WLAN com base, pelo menos em parte, natemporização de sinalizador associado.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, odeterminar se deve ocorrer a transferência entre uma WWAN euma WLAN compreendendo adicionalmente:determinar se a largura de banda da WWAN ou WLANé suficiente para acomodar um ^plicativo de um dispositivomóvel.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:comutar de uma WWAN para uma WLAN caso a largurade banda ou a força do sinal seja maior na WLAN do que naWWAN.
11. Método, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:comutar de uma WLAN para uma WWAN caso a largurade banda ou a força do sinal seja maior na WWAN do que naWLAN.
12. Método, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:utilizar informações de localização providas porum componente GPS para melhorar automaticamente um serviçode um dispositivo móvel.
13. Dispositivo de memória, compreendendo:uma memória que armazena uma exigênciarelacionada a um aplicativo de dispositivo; euma processador que analisa informaçõesarmazenadas na memória, determina se uma rede atende àexigência de aplicativo de dispositivo em parte com base natemporização de sinalizador e recomenda um handoff entreuma WLAN e uma WWAN.
14. Dispositivo móvel, de acordo com areivindicação 13, compreendendo adicionalmente:um componente WLAN configurado para gerar umamarca de tempo associada a uma pluralidade de sinalizadoresrecebidos no dispositivo móvel; eum componente WWAN acoplado ao componente WLAN,estando o componente WWAN configurado para gerar sinaisindicando a temporização de sinalizadores recebidos nocomponente WLAN para a WWAN.
15. Dispositivo móvel, de acordo com areivindicação 14, o qual está acoplado a um computador parautilizar o componente WWAN ou o componente WLAN disponíveisatravés do computador.
16. Dispositivo móvel, de acordo com areivindicação 14, no qual a marca de tempo associada àpluralidade de sinalizadores recebidos é utilizada peloprocessador para determinar uma programação degerenciamento de handoff.
17. Dispositivo móvel, de acordo com areivindicação 16, no qual o programa de gerenciamento dehandoff está baseado, pelo menos em parte, em informaçõesde qualidade de canal.
18. Dispositivo móvel, de acordo com areivindicação 16, no qual o programa de gerenciamento dehandoff está baseado, pelo menos em parte, em sintonizarcada um dentre uma pluralidade de pontos de acesso nosinstantes de sinalizador e medir as informações dequalidade de canal recebido recebidas a partir de cada umdentre a pluralidade de pontos de acesso.
19. Equipamento para melhorar a comunicação emrede através de informações baseadas em tempo,compreendendo:dispositivos para gerar uma marca de tempoassociada a uma pluralidade de sinalizadores recebidos apartir de pelo menos um ponto de acesso; edispositivos para decidir se deve ser efetuadatransferência para um segundo ponto de acesso com base,pelo menos, em parte das marcas de tempo associadas àpluralidade de sinalizadores recebidos.
20. Equipamento, de acordo com a reivindicação 19, compreendendo adicionalmente:dispositivos para gerenciar um programa dehandoff para acomodar um aplicativo do equipamento.
21. Meio legível por computador, possuindo nelearmazenadas instruções para execução por computador para:receber informações de sinalizador provenientesde um ou mais pontos de acesso;associar uma marca de tempo de chegada àsinformações de sinalizador utilizando uma funcionalidade doSistema de Posicionamento Global (GPS); eutilizar as informações de marca de tempo desinalizador para determinar uma programação degerenciamento de handoff entre uma WWAN, uma WLAN, ou umaWPAN.
22. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 21, compreendendo adicionalmente instruções para:transmitir as informações de sinalizador commarca de tempo para um sistema de gerenciamento de redeatravés de uma funcionalidade WWAN.
23. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 21, compreendendo adicionalmente instruções para:enviar uma mensagem quando a qualidade de umsinalizador cai abaixo de um nível limite;receber uma listagem de pontos de acesso locaisem resposta à mensagem enviada; ecomutar entre uma WWAN, uma WLAN, ou uma WPANpara obter uma qualidade de sinalizador igual ou acima donível limite.
24. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 21, compreendendo adicionalmente instruções para:prover informações de localização; edeterminar através de uma funcionalidade de WWANou de WLAN se deve ser efetuada comutação entre uma redeWWAN e uma rede WLAN para obter uma largura de banda ouforça de sinal superiores.
25. Processador que executa instruções paracomutação sem interrupções entre WWAN e WLAN,compreendendo:receber um sinalizador proveniente de um ponto deacesso;associar um instante de recepção com osinalizador;detectar um nível de qualidade do sinalizador;transmitir o nivel de qualidade com o instante derecepção a ele associado para uma sistema de gerenciamento;edecidir sobre a comutação entre uma WWAN e umaWLAN com base nas informações recebidas a partir do sistemade gerenciamento em resposta ao nivel de qualidade desinalizador transmitido e no instante de recepção a eleassociado.
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