BRPI0714866A2

BRPI0714866A2 - comunicaÇço inter-rede em malha sem fio com méltiplas transmissÕes simuiltÂneas por meio de nàs de rede pràximos

Info

Publication number: BRPI0714866A2
Application number: BRPI0714866-6A
Authority: BR
Inventors: Abhishek Abhishek; Poovanpilli G Mandhavan; Hui Shen; Ankur Agiwal; Pei Zheng; Sharad Mittal
Original assignee: Microsoft Corp
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2013-05-28
Also published as: EP2057787A1; US9246711B2; CN101512975A; MX2009001950A; EP2057787B1; KR20090045271A; RU2009107140A; EP2057787A4; JP2010503285A; CN101512975B; WO2008027849A1; US20080056149A1

Abstract

COMUNICAÇçO INTER-REDE EM MALHA SEM FIO COM MéLTIPLAS TRANSMISSÕES SIMULTÂNEAS POR MEIO DE NàS DE REDE PRàXIMOS. Uma rede em malha sem fio capacita múltiplos dispositivos próximos uns dos outros para transmitir simultaneamente, permitindo assim largura de banda de rede aumentada. Antes de transmitir, um dispositivo pode determinar vários parâmetros da mídia sem fio na qual ele deseja transmitir. Por exemplo, o dispositivo pode determinar se o dispositivo recebedor pretendido está próximo o suficiente, e verificar que quaisquer outros dispositivos transmitindo e recebendo estão longe o suficiente. Se estes ou quaisquer outros critérios adequados forem satisfeitos, o dispositivo pode transmitir simultaneamente com outros dispositivos nas proximidades.

Description

"COMUNICAÇÃO INTER-REDE EM MALHA SEM FIO COM MÚLTIPLAS TRANSMISSÕES SIMULTÂNEAS POR MEIO DE NÓS DE REDE PRÓXIMOS"

ANTECEDENTES

Em redes em malha sem fio, múltiplos dispositivos ou "nós" se comunicam de modo sem fio uns com os outros pelo envio e recebimento de mensagens sem fio, as quais fre- qüentemente são mensagens de radiofreqüência (RF) que estão de acordo com um protoco- lo, tal como o Padrão IEEE 802.11. Redes em malha permitem aos nós da rede se comuni- car uns com os outros sem a troca direta de mensagens RF entre os dois nós em comunica- ção. Por exemplo, dois dispositivos que não estão dentro da faixa do outro podem se comu- nicar por meio de um ou mais outros nós na rede. Mensagens sem fio são recebidas em um nó e retransmitidas, de tal maneira que a mensagem é passada de nó para nó até que a mensagem alcance o nó de destino. Uma vez que podem existir muitos caminhos adequa- dos através da rede em malha, redes em malha sem fio podem ser mais robustas do que redes sem fio tradicionais. Por exemplo, se um nó ao longo de um caminho escolhido falhar, a mensagem pode ser roteada novamente através de um caminho diferente. Tal novo rote- amento pode ser executado automaticamente, capacitando a rede em malha sem fio para ser de autocorreção em resposta a falhas de nó. Uma outra vantagem de redes em malha sem fio é que elas podem reduzir a necessidade de infra-estrutura fixa, já que nós podem se comunicar uns com os outros a uma distância sem a necessidade de pontos de acesso fi- xos.

Uma dificuldade com redes em malha é aquela de coordenar as transmissões de vários dispositivos que estão nas proximidades uns dos outros. Se múltiplos dispositivos próximos uns dos outros transmitirem ao mesmo tempo, as transmissões podem interferir umas com as outras e reduzir a taxa de dados que é alcançável. Para impedir este tipo de interferência, vários tipos de protocolos de controle de acesso à mídia (MAC) podem ser usados. Acesso Múltiplo com Detecção de Portadora com Prevenção de Colisão (CSMA/CA) é um protocolo MAC como este, no qual um dispositivo informa outro nós nas proximidades da sua intenção de transmitir, antes de transmitir. Mediante o recebimento da notícia de que um dispositivo pretende transmitir, os outros nós nas proximidades esperam então para transmitir, a fim de evitar transmissão ao mesmo tempo, reduzindo assim a pro- babilidade de interferência entre transmissões.

SUMÁRIO

Nas redes em malha sem fio anteriores, a largura de banda da rede pode ser limi- tada quando diversos dispositivos ou "nós" da rede estão próximos uns dos outros. Protoco- Ios de prevenção de colisão anteriores para impedir essa interferência, tais como CSMA/CA, somente permitiam um dispositivo nas proximidades transmitir em um tempo, limitando as- sim a largura de banda alcançável. Modalidades da invenção dizem respeito a métodos, dispositivos e mídias legíveis por computador que capacitam múltiplos dispositivos em uma rede em malha sem fio para transmitir ao mesmo tempo. Antes de transmitir, um dispositivo pode verificar para descobrir se um outro dispositivo na rede em malha, por exemplo, usan- do o mesmo protocolo, está transmitindo atualmente na mídia sem fio. Se um outro disposi- tivo estiver transmitindo, o dispositivo que deseja transmitir dados pode avaliar um ou mais critérios para determinar se ele pode transmitir simultaneamente com o outro dispositivo. Como um exemplo, pode ser permitido a um dispositivo transmitir para um dispositivo que esteja suficientemente próximo do dispositivo que deseja transmitir, desde que não existam outros dispositivos próximos transmitindo ou recebendo na mesma mídia. Estas técnicas podem fornecer largura de banda e desempenho aperfeiçoados em redes em malha sem fio.

Uma modalidade da invenção diz respeito a um método de comunicação em um ambiente de rede sem fio que inclui um primeiro dispositivo, um segundo dispositivo e um terceiro dispositivo. O primeiro dispositivo deseja transmitir de modo sem fio dados para o segundo dispositivo usando um protocolo sem fio particular. Entretanto, o terceiro dispositivo está transmitindo e/ou recebendo dados usando o mesmo protocolo sem fio tal como o pri- meiro dispositivo. O método inclui obter pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo. Além do mais, pelo menos um segundo parâmetro de mídia sem fio é obtido entre o primeiro dispositivo e o terceiro dispositivo. O método também inclui determinar, com base nos pelo menos um primeiro e pelo menos um segundo parâmetros de mídia sem fio, se pode transmitir de modo sem fio os dados.

Uma outra modalidade da invenção diz respeito a uma mídia legível por computa- dor tendo instruções executáveis por computador, que, quando executadas, desempenham um método de comunicação em um ambiente de rede. Um primeiro dispositivo deseja transmitir de modo sem fio dados para um segundo dispositivo usando um protocolo sem fio, ao mesmo tempo que um terceiro dispositivo está transmitindo dados para um quarto dispo- sitivo usando um mesmo protocolo sem fio tal como o primeiro dispositivo. O método inclui obter pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo. Além do mais, pelo menos um segundo parâmetro de mídia sem fio é obtido entre o primeiro dispositivo e o terceiro dispositivo, e um terceiro parâmetro de mídia sem fio é obtido entre o primeiro dispositivo e o quarto dispositivo. O método também inclui determinar, com base nos pelo menos um primeiro, segundo e terceiro parâmetros de mídia sem fio, se pode transmitir de modo sem fio os dados.

Uma outra modalidade da invenção diz respeito a um primeiro dispositivo operativo para se comunicar em um ambiente de rede para transmitir de modo sem fio dados para um segundo dispositivo usando um protocolo sem fio. O ambiente de rede também inclui um terceiro dispositivo que está transmitindo dados para um quarto dispositivo usando um mesmo protocolo sem fio tal como o primeiro dispositivo. O dispositivo inclui um processador operativo para: obter pelo menos um primeiro parâmetro representativo de uma distância entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo; obter pelo menos um segundo parâme- tro representativo de uma distância entre o primeiro dispositivo e o terceiro dispositivo; obter pelo menos um terceiro parâmetro representativo de uma distância entre o primeiro disposi- tivo e o quarto dispositivo; e determinar, com base nos pelo menos um primeiro, pelo menos um segundo e pelo menos um terceiro parâmetros, se pode transmitir de modo sem fio os dados. O primeiro dispositivo também inclui uma conexão de comunicação sem fio operativa para transmitir os dados.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

Os desenhos anexos não são pretendidos para estar desenhados em escala. Nos desenhos, cada componente idêntico ou quase idêntico que está ilustrado em várias figuras é representado por um mesmo número. Com o propósito de clareza, nem todos os compo- nentes podem estar representados em cada desenho. Nos desenhos:

A figura 1 ilustra um ambiente de rede no qual modalidades da invenção podem ser implementadas;

A figura 2 ilustra uma tabela que inclui distâncias efetivas entre dispositivos em uma rede em malha, de acordo com algumas modalidades da invenção;

A figura 3 é um fluxograma ilustrando um método de comunicação entre dispositi- vos em uma rede em malha, de acordo com algumas modalidades da invenção;

A figura 4 é um diagrama de sincronização ilustrando os tempos nos quais vários dispositivos transmitem, de acordo com algumas modalidades da invenção; e

A figura 5 é um diagrama ilustrando um sistema de computador de uso geral no qual modalidades da invenção podem ser implementadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Redes em malha sem fio podem ser redes de comunicação relativamente baratas e seguras. Entretanto, a largura de banda de redes em malha sem fio pode ser relativamente limitada em certas situações. Por exemplo, quando múltiplos nós estão um na faixa do outro, protocolos MAC padrões para impedir interferência entre transmissões, tais como CSMA/CA, podem somente permitir que um único dispositivo transmita de cada vez. Em uma rede em malha com múltiplos nós com um dentro da faixa do outro, múltiplos dispositi- vos podem ter que esperar para transmitir até que nenhum outro dispositivo esteja transmi- tindo, mesmo que alguns dos nós possam ser capazes de se comunicar efetivamente uns com os outros sem interferir com a transmissão simultânea de um dispositivo próximo dife- rente. Assim, protocolo CSMA/CA padrão pode limitar a largura de banda que pode ser al- cançada em uma rede em malha sem fio. Os requerentes perceberam que pode ser desejá- vel capacitar múltiplos dispositivos para transmitir simultaneamente se certos critérios forem satisfeitos. Por exemplo, se dois dispositivos que desejam se comunicar estiverem próximos o suficiente um do outro e distantes o suficiente de quaisquer dispositivos que estejam atu- almente enviando ou recebendo dados, os dois dispositivos podem ser capazes de se co- municar efetivamente um com o outro sem perturbar as comunicações que já estão em an- damento. De acordo com a invenção, dispositivos podem operar de acordo com a estrutura de CSMA/CA ou de qualquer outro protocolo adequado, tornando aspectos da invenção compatíveis com sistemas legados. Em alguns aspectos da invenção, um dispositivo pode operar de acordo com um protocolo CSMA/CA modificado no qual um dispositivo determina se pode ou não transmitir, apesar de conhecer que um dispositivo na área já está transmi- tindo. Algumas modalidades da invenção fornecem métodos para um dispositivo determinar se pode iniciar uma transmissão como esta, e serão discutidos com detalhes adicionais.

Em redes em malha convencionais, taxas de dados são mais altas quando a dis- tância entre os nós é menor. Usar menores "saltos" entre nós permite que a rede tire provei- to de razões aperfeiçoadas de sinal para ruído que são alcançáveis em menores distâncias. Entretanto, esta análise convencional não considera a atividade de outros nós nas proximi- dades. Quando existem muitos nós operando nas proximidades, acesso à mídia sem fio (por exemplo, o canal) pode ser limitado por causa do uso de um protocolo de prevenção de coli- são, resultando em menor largura de banda do que pode ser alcançada sem a atividade dos nós próximos. Assim, transmitir para o nó mais próximo não mais assegura a taxa de dados mais alta.

Em algumas modalidades da invenção, quando um nó deseja transmitir dados ao

mesmo tempo que um outro nó, ele pode determinar se pode ou não transmitir com base em um ou mais critérios, tais como um ou mais parâmetros de mídia sem fio, por exemplo, dis- tância e/ou intensidade de sinal. Por exemplo, o nó pode transmitir se ele estiver suficiente- mente próximo do nó para o qual ele deseja transmitir dados, e se ele estiver suficientemen- te longe de quaisquer nós atualmente enviando ou recebendo dados. Em geral, a determi- nação pode ser feita com base em um parâmetro de mídia sem fio entre o nó que deseja transmitir e um ou mais dos seguintes outros nós: 1) o nó para o qual ele deseja transmitir, 2) um nó atualmente transmitindo dados, e 3) um nó atualmente recebendo dados. Quais- quer critérios adequados podem ser usados para determinar se pode ou não transmitir, já que a invenção não é limitada neste aspecto.

A figura 1 ilustra um ambiente de rede 100 no qual modalidades da invenção po- dem ser implementadas. O ambiente de rede 100 inclui os nós N1-N6 e cada qual pode transmitir e/ou receber comunicações sem fio. Deve ser percebido que modalidades da in- venção podem ser implementadas em qualquer ambiente de rede adequado, já que a inven- ção não está limitada pelo tipo ou número de nós no ambiente de rede.

Cada um dos nós N1-N6 pode incluir um dispositivo adequado para transmitir e/ou receber mensagens sem fio, tal como o dispositivo 500 discutido com detalhes adicionais a seguir. O dispositivo pode ser um dispositivo capacitado para acesso sem fio, tal como um computador, ponto de acesso, assistente digital pessoal (PDA) ou qualquer outro dispositivo adequado, já que a invenção não é limitada neste aspecto. O dispositivo pode se comunicar de modo sem fio de acordo com qualquer protocolo adequado, tal como o Padrão IEEE 802.11, UWBou Bluetooth.

Tal como ilustrado na figura 1, os nós N1-N6 têm uma faixa sem fio de tal maneira que cada nó N1-N6 é capaz de enviar e receber mensagens sem fio para/de qualquer um dos nós N1-N6 dentro do ambiente de rede 100. De acordo com técnicas CSMA/CA anterio- res, somente um dos nós no ambiente de rede 100 pode transmitir dados de cada vez. De acordo com estas técnicas anteriores, se um dispositivo desejar transmitir dados, ele pode primeiro escutar para determinar se alguns outros dispositivos estão atualmente transmitin- do dados. Neste caso, o dispositivo esperará até um momento mais tarde para transmitir os dados. Entretanto, se o dispositivo determinar que nenhum outro nó está transmitindo da- dos, então ele pode difundir a sua intenção de transmitir de maneira que os outros nós fica- rão cientes da iminente transmissão e não transmitirão ao mesmo tempo. Tal como discutido anteriormente, permitir que somente um dispositivo transmita de cada vez pode limitar a largura de banda alcançável em uma rede em malha sem fio. Os requerentes perceberam que podem aumentar largura de banda de rede se certos nós forem permitidos para difusão simultaneamente. De acordo com algumas modalidades da invenção, um nó pode difundir ao mesmo tempo que um outro nó se o nó de recebimento pretendido estiver relativamente próximo do nó que pretende enviar, e o nó de recebimento pretendido e/ou o nó que preten- de enviar estiverem longe de outros dispositivos transmitindo ou recebendo. Por exemplo, se o nó N2 estiver transmitindo atualmente para o nó N3, ao nó N5 pode ser permitido transmitir para o nó N4 porque os nós N5 e N4 estão relativamente próximos um do outro e relativamente longe de ambos os nós N2 e N3.

Tal como usado neste documento, a expressão "parâmetro de mídia sem fio" signi- fica um parâmetro da mídia sem fio na qual um dispositivo está transmitindo dados, rece- bendo dados e/ou pretendendo transmitir e/ou receber dados. Qualquer parâmetro de mídia sem fio adequado pode ser usado, tal como a distância física entre dois dispositivos, a dis- tância efetiva entre dois dispositivos e/ou a intensidade de um sinal recebido de um disposi- tivo. Em uma modalidade da invenção, o parâmetro de mídia sem fio pode ser a distância física entre dois dispositivos. A distância física pode ser medida em qualquer modo adequa- do, tal como usando uma técnica incorporada do protocolo sem fio de base usado, tal como o Padrão IEEE 802.11, Banda ultralarga (UWB), ou Bluetooth, ou usando qualquer outro dispositivo adequado para medir a distância física. Em algumas modalidades, o parâmetro de mídia sem fio pode ser uma "distância efetiva" entre os dois dispositivos. Por exemplo, uma distância efetiva entre dois dispositivos pode ser determinada parcialmente com base na distância física entre dispositivos, e parcialmente com base em outros critérios, tais como a quantidade de interferência entre os dois dispositivos, a mídia física na qual os dados são enviados, por exemplo, se existir uma parede entre os dispositivos, etc. A distância efetiva pode ser determinada pela modificação da distância física pelas tais considerações da mídia física. Em algumas modalidades, o parâmetro de mídia sem fio pode ser a intensidade de uma mensagem sem fio recebida de um dado nó, pode ser baseado ou derivado da intensi- dade de sinal de uma mensagem sem fio recebida de um dado nó. Qualquer parâmetro de mídia sem fio adequado ou combinação de parâmetros de mídia sem fio pode ser obtido e usado para determinar se dados devem ser ou não transmitidos, já que a invenção não é limitada pelo tipo ou número de parâmetros de mídia sem fio em que a determinação é ba- seada.

Em algumas modalidades da invenção, um, diversos ou todos os dispositivos na rede em malha sem fio podem manter uma base de dados de parâmetros de mídia sem fio entre dispositivos na rede (por exemplo, dispositivos localizados nas proximidades). Os pa- râmetros podem ser armazenados na base de dados na forma de uma tabela, ou em qual- quer outra estrutura adequada. A invenção não é limitada pela maneira na qual o parâmetro de mídia sem fio é obtido, já que ele pode ser obtido em qualquer modo adequado. Por e- xemplo, o parâmetro de mídia sem fio pode ser medido por um dispositivo ou recebido de um outro dispositivo que executa a medição. Também, a invenção não é limitada pela locali- zação ou maneira na qual parâmetros de mídia sem fio são armazenados, já que eles po- dem ser armazenados por um, diversos ou por todos os dispositivos localizados próximos, ou armazenados em uma localização diferente, e podem ser armazenados em uma base de dados como uma tabela, ou em qualquer outra mídia ou forma de armazenamento adequa- da.

A figura 2 ilustra uma tabela 200 que inclui os parâmetros de mídia sem fio 202 pa- ra comunicações entre os nós Nl-Nm em uma rede em malha, de acordo com algumas mo- dalidades da invenção. A tabela 200 pode ser armazenada em um dispositivo associado com qualquer um ou mais nós do ambiente de computação sem fio 100. A tabela 200 pode incluir quaisquer parâmetros de mídia sem fio adequados, tais como distância física ou dis- tâncias efetivas entre respectivos nós na rede ou parâmetros de intensidade de sinal. Os parâmetros que são armazenados na tabela 200 podem ser valores contínuos, ou eles po- dem ser valores distintos. Por exemplo, se os valores forem contínuos, a tabela 200 pode armazenar a distância real entre os respectivos nós. Entretanto, se os valores forem distin- tos, a tabela 200 pode armazenar um parâmetro de mídia sem fio distinto que represente uma faixa na qual se encontra o parâmetro de mídia sem fio real. Por exemplo, a tabela 200 pode armazenar identificadores que representam uma faixa na qual uma distância está in- cluída, por exemplo, se a distância for relativamente pequena, média ou grande (s, m ou L), tal como será discutido com detalhes adicionais a seguir. O uso dos parâmetros de mídia sem fio para determinar se pode transmitir dados será agora discutido com detalhes adicio- nais.

A figura 3 é um fluxograma ilustrando um método 300 de comunicação entre nós em um ambiente de rede sem fio. O método 300 pode ser executado por um dispositivo que deseja transmitir dados, por exemplo, um dispositivo que tenha um pacote enfileirado para transmissão, ou qualquer outro dispositivo adequado. Usando o método 300, múltiplos nós em uma rede em malha sem fio podem transmitir simultaneamente para outros nós nas pro- ximidades, o qual pode aumentar a largura de banda e aperfeiçoar o desempenho de uma rede em malha sem fio.

Na etapa 302, um dispositivo pode obter um parâmetro de mídia sem fio para co- municações com um outro dispositivo para o qual ele deseja transmitir dados. O parâmetro de mídia sem fio pode ser qualquer parâmetro de mídia sem fio adequado, por exemplo, distância e/ou intensidade de sinal, tal como discutido anteriormente. O parâmetro de mídia sem fio pode ser obtido em qualquer modo adequado. Em algumas modalidades da inven- ção, o parâmetro de mídia sem fio pode ser medido pelo dispositivo que deseja transmitir dados, usando qualquer técnica de medição adequada. Em algumas modalidades o parâ- metro de mídia sem fio pode ser medido por um dispositivo diferente e fornecido para o dis- positivo que deseja transmitir os dados. Entretanto, a invenção não é limitada neste aspecto, já que qualquer dispositivo adequado pode ser usado para obter o parâmetro de mídia sem fio desejado.

Na etapa 304, o dispositivo que deseja transmitir dados pode obter um ou mais ou- tros parâmetros de mídia sem fio. Por exemplo, se um outro nó nas proximidades estiver transmitindo ou recebendo dados. Para assegurar que a transmissão não perturbará estas comunicações ou será interrompida por elas, o dispositivo pode determinar a distância até o dispositivo transmitindo ou recebendo para assegurar que ele está suficiente distante para evitar interferência. O(s) parâmetro(s) de mídia sem fio pode(m) ser obtido(s) em qualquer um dos modos discutidos anteriormente com relação à etapa 302, ou em qualquer outro modo adequado.

Na etapa 306, o dispositivo pode determinar, com base nos parâmetros de mídia sem fio, se pode ou não transmitir os dados. Por exemplo, software e/ou hardware associa- do com o dispositivo pode avaliar os parâmetros de mídia sem fio obtidos para determinar se eles satisfazem a um ou mais critérios. Como um exemplo, o dispositivo pode determinar se a distância até o dispositivo de recebimento pretendido é pequena o suficiente, e que a distância até quaisquer outros nós transmitindo e recebendo é grande o suficiente. Entretan- to, quaisquer critérios adequados podem ser usados, já que a invenção não é limitada neste aspecto. Se os critérios forem satisfeitos, o dispositivo pode transmitir os dados na etapa 308.

Em uma modalidade, pode ser permitido ao dispositivo transmitir se a distância en- tre o dispositivo e o dispositivo para o qual ele deseja transmitir estiver incluída em uma fai- xa de distâncias (s) "pequenas", e se a distância entre o dispositivo e quaisquer dispositivos atualmente transmitindo ou recebendo estiver incluída em uma faixa de distâncias (L) "gran- des". Se estes critérios não forem satisfeitos o dispositivo não pode transmitir, e pode espe- rar para transmitir os dados. Quaisquer faixas adequadas podem ser escolhidas para as faixas de distância pequena (s), média (m) e grande (L). Em uma implementação, se R = faixa de cabeçalho PLCP (-35 metros para o 802.11a), as faixas de distâncias podem ser definidas como se segue: distância d = L >R/2, d = s <R/10 e d = m de outro modo. Entre- tanto, a invenção não está limitada a estas faixas específicas, tal como os versados na téc- nica prontamente perceberão que outras faixas adequadas podem ser escolhidas.

Em um aspecto da invenção, os critérios usados para determinar se pode ou não transmitir podem ser modificados dependendo de quantos nós estão atualmente transmitin- do nas proximidades. Por exemplo, valores mais conservativos de s, m e L podem ser esco- lhidos se um maior número de nós estiver atualmente transmitindo (por exemplo, para três nós transmitindo atualmente, s3 <s2 <s1 e L3 >L2 >L1). Usando critérios mais conservati- vos para nós adicionais pode ajudar a considerar o efeito da maior quantidade de interferên- cia que tenha sido acrescentada ao canal à medida que nós adicionais iniciam transmissão. Em um outro aspecto da invenção, se um dispositivo não atender aos critérios dis-

cutidos anteriormente, o dispositivo pode transmitir, mas em uma potência reduzida. Por exemplo, se a distância entre o dispositivo que deseja transmitir e o dispositivo de recebi- mento pretendido for d = m, e se a distância até qualquer outro nó transmitindo ou receben- do for d = L, a decisão a respeito de se pode ou não transmitir não é tão clara quanto no caso onde d = s entre o dispositivo que deseja transmitir e o recebedor pretendido. Em uma condição como esta, em vez de não transmitir, o dispositivo pode transmitir, mas em uma potência reduzida. Qualquer nível de potência reduzida adequado pode ser usado. Transmi- tir em uma potência reduzida pode ser usado em qualquer condição adequada onde os pa- râmetros de mídia sem fio não atendem às exigências para transmitir, mas somente não acertam nos critérios por uma quantidade relativamente pequena.

A figura 4 é um diagrama de sincronização 400 ilustrando os tempos nos quais vá- rios dispositivos transmitem, de acordo com uma modalidade da invenção. Neste diagrama, os nós N1-N6 operam de acordo com métodos CSMA/CA anteriores, enquanto que os nós m, n, p, q, χ e y operam de acordo com uma modalidade da invenção. Neste diagrama, o eixo geométrico horizontal representa o tempo, os blocos representam períodos quando um dispositivo está transmitindo, e as partes decaindo linearmente representam um vetor de alocação de rede (NAV) do dispositivo à medida que ele conta para baixo. Em CSMA/CA, um NAV do dispositivo pode ser um contador estabelecido para contar para baixo a quanti- dade de tempo remanescente para um diferente período de transmissão do dispositivo. O comprimento do período NAV pode ser determinado quando um dispositivo recebe um ca- beçalho PCLP de um outro dispositivo, indicando a quantidade de tempo em que pretende transmitir. O NAV conta para baixo, e quando NAV = 0, o dispositivo pode transmitir dados (depois de um período de retroação apropriado).

A parte superior esquerda do diagrama de sincronização 400 ilustra um exemplo no qual o nó N1 está terminando de transmitir para o nó N2, enquanto que o N3 tem dados enfi- Ieirados para transmissão. Uma vez que o nó N1 tenha terminado de transmitir, o nó N3 es- pera um período padrão de comprimento DIFS, e então um período de retroação aleatório para evitar colisões. Uma vez que o período de retroação aleatório tenha expirado, o nó N3 começa a transmitir para o nó N4. O nó N5 também tem dados enfileirados para transmis- são, e o NAV do N5 inicia a contagem para baixo a partir da quantidade de tempo que o nó N3 tenha indicado em que ele estaria transmitindo. Uma vez que o NAV do N5 = 0, o nó N5 espera o período de tempo DIFS e uma retroação aleatória e começa então a transmitir. De acordo com esta abordagem CSMA/CA anterior, somente um dispositivo está transmitindo em um tempo.

Os nós Nm e Np operam de acordo com uma modalidade da invenção, e ambos têm dados enfileirados para transmitir. Antes do NAV do Nm e do Np alcançar 0, estes dis- positivos determinam que eles podem transmitir, com base em critérios de distância, por exemplo. Em resposta a esta determinação, tanto o NAV do Nm quanto do Np são estabele- cidos para 0. Ambos os dispositivos esperam DIFS e uma retroação aleatória, e o período de retroação aleatório do nó Nm é menor, e começa a transmitir. Neste ponto, dois dispositi- vos nas proximidades estão transmitindo - tanto o nó N5 quanto o N6. Em resposta ao ca- beçalho PLCP do nó de recebimento Nm, o NAV do nó Np é estabelecido para um valor diferente de zero, e começa a contagem para baixo. Entretanto, antes de o NAV do Nm al- cançar 0, ele verifica para determinar se ele atende aos critérios para transmitir simultanea- mente com os outros dispositivos. Neste exemplo, o nó Np tem que atender a critérios mais rígidos (um menor valor s e maior valor L) para transmitir do que o dispositivo Nm teve que atender, porque agora dois dispositivos estão transmitindo. O nó Np determina que ele a- tende a estes critérios, e começa a transmitir. O nó Nx tem então pacotes enfileirados, e agora tem que atender a exigências ainda mais rígidas para transmitir. O nó Nx determina que ele atende a estes critérios, e começa a transmitir.

Um sistema de computação de uso geral será agora descrito, no qual modalidades da invenção podem ser implementadas. Com referência à figura 5, um sistema exemplar para implementar modalidades da invenção inclui um dispositivo de computação, tal como o dispositivo de computação 500, o qual pode ser um dispositivo adequado para funcionar como um nó do ambiente de rede 100. O dispositivo de computação 500 pode incluir pelo menos uma unidade de processamento 502 e a memória 504. Dependendo da configuração e tipo exatos do dispositivo de computação, a memória 504 pode ser volátil (tal como RAM), não volátil (tal como ROM, memória rápida, etc.) ou alguma combinação das duas. Esta configuração mais básica está ilustrada na figura 5 pela linha tracejada 506. Adicionalmente, o dispositivo 500 também pode ter recursos/funcionalidade adicionais. A memória 504 é uma forma de mídia legível por computador que pode armazenar a tabela 200, tendo parâ- metros de mídia sem fio para vários nós no ambiente de rede 100.

O dispositivo 500 pode incluir pelo menos alguma forma de mídia legível por com- putador. Mídias legíveis por computador podem ser quaisquer mídias disponíveis que pos- sam ser acessadas pelo dispositivo 500. A título de exemplo, e não de limitação, mídias le- gíveis por computador podem compreender mídias de armazenamento de computador e mídias de comunicação. Por exemplo, o dispositivo 500 também pode incluir armazenamen- to adicional (removível e/ou não removível) incluindo, mas não se limitando a estes, discos ou fita magnéticos ou óticos. Tal armazenamento adicional está ilustrado na figura 5 pelo armazenamento removível 508 e pelo armazenamento não removível 510. Mídias de arma- zenamento de computador incluem mídias voláteis e não voláteis, removíveis e não removí- veis implementadas em qualquer método ou tecnologia para armazenamento de informação tal como instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa ou outros dados. A memória 504, o armazenamento removível 508 e o armazenamento não removível 510 são todos exemplos de mídias de armazenamento de computador. Mídias de armazenamento de computador incluem, mas não se limitando a estas, RAM, ROM, EEPROM, memória rápida ou outra tecnologia de memória, CD-ROM, discos versáteis digi- tais (DVD) ou outro armazenamento ótico, cassetes magnéticos, fita magnética, armazena- mento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outra mídia que possa ser usada para armazenar a informação desejada e que possa ser acessada pelo dispositivo 500. Quaisquer tais mídias de armazenamento de computador podem ser parte do dispositivo 500.

O dispositivo 500 também pode conter a(s) conexão(s) de comunicações 512 que permite(m) ao dispositivo se comunicar com outros dispositivos. A(s) conexão(s) de comuni- cações 512 é um exemplo de mídia de comunicação. Mídias de comunicação tipicamente incorporam instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa ou outros dados em um sinal de dados modulado tal como uma onda portadora ou outro mecanismo de transporte e incluem quaisquer mídias de entrega de informação. A expres- são "sinal de dados modulado" significa um sinal que tenha uma ou mais das suas caracte- rísticas estabelecidas ou mudadas de tal maneira como para codificar informação no sinal. A título de exemplo, e não de limitação, mídias de comunicação incluem mídias a fio tais como uma rede com fio ou conexão direta com fio, e mídias sem fio tais como acústica, RF1 infra- vermelho e outras mídias sem fio. A expressão mídias legíveis por computador tal como usada neste documento inclui tanto mídias de armazenamento quanto mídias de comunica- ção.

O dispositivo 500 também pode ter o(s) dispositivo(s) de entrada 514 tal como te- clado, mouse, caneta, dispositivo de entrada de voz, dispositivo de entrada por toque, etc. O(s) dispositivo(s) de saída 516 tal como um mostrador, alto-falantes, impressora, etc. tam- bém podem ser incluídos. Todos estes dispositivos são bem conhecidos na técnica e não necessitam ser discutidos detalhadamente aqui.

Deve ser percebido que a invenção não é limitada a executar em qualquer sistema ou grupo de sistemas particular. Por exemplo, modalidades da invenção podem executar em um dispositivo ou em uma combinação de dispositivos. Também, deve ser percebido que a invenção não é limitada a qualquer arquitetura, rede, ou protocolo de comunicação particu- lar.

Tendo agora descrito algumas modalidades da invenção, deve estar aparente para os versados na técnica que o exposto é simplesmente ilustrativo e não limitativo, tendo sido apresentado somente a título de exemplo. Inúmeras modificações e outras modalidades estão dentro do alcance dos versados na técnica e são consideradas como estando incluí- das no escopo da invenção. A descrição e desenhos expostos anteriormente são somente a título de exemplo. Particularmente, embora muitos dos exemplos apresentados neste docu- mento envolvam combinações específicas de procedimentos de método ou elementos de sistema, deve ser entendido que esses procedimentos e esses elementos podem ser com- binados em outros modos para alcançar os mesmos objetivos. Procedimentos, elementos e recursos discutidos somente em conexão com uma modalidade não são pretendidos para ser excluídos de uma função similar em outras modalidades.

O uso de termos ordinais tais como "primeiro", "segundo", "terceiro", etc., nas rei- vindicações para modificar um elemento de reivindicação não significa por si só qualquer prioridade, precedência, ou ordem de um elemento de reivindicação sobre um outro ou a ordem temporal na qual procedimentos de um método são executados, mas são usados simplesmente como indicações para distinguir um elemento de reivindicação tendo um certo nome de um outro elemento tendo um mesmo nome (se não fosse pelo uso do termo ordi- nal) para distinguir os elementos de reivindicação. O uso de "incluindo", "compreendendo", ou "tendo", "contendo", "envolvendo" e variações dos mesmos neste documento, é pretendi- do para abranger os itens listados em seguida e equivalências dos mesmos assim como itens adicionais.

Claims

1. Método de comunicação em um ambiente de rede sem fio no qual um primeiro dispositivo deseja transmitir de modo sem fio dados para um segundo dispositivo usando um protocolo sem fio, o ambiente de rede compreendendo adicionalmente um terceiro dispositi- vo que está transmitindo e/ou recebendo dados usando um mesmo protocolo sem fio tal como o primeiro dispositivo, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: obter pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro disposi- tivo e o segundo dispositivo; obter pelo menos um segundo parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro disposi- tivo e o terceiro dispositivo; determinar, com base nos pelo menos um primeiro e pelo menos um segundo pa- râmetros de mídia sem fio, se pode transmitir de modo sem fio os dados; e transmitir de modo sem fio os dados, se for determinado para assim fazer.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro dispositivo está transmitindo dados para um quarto dispositivo e/ou recebendo da- dos deste, e o método compreende adicionalmente: obter pelo menos um terceiro parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro dispositi- vo e o quarto dispositivo; em que a determinação de se pode transmitir de modo sem fio os dados é adicio- nalmente com base no pelo menos um terceiro parâmetro de mídia sem fio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio compreende uma distância entre o pri- meiro dispositivo e o segundo dispositivo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio compreende uma intensidade de sinal de uma mensagem sem fio recebida no primeiro dispositivo proveniente do segundo disposi- tivo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio compreende uma distância de radiofre- qüência efetiva entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar uma primeira faixa distinta na qual o pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio se encontra; e determinar uma segunda faixa distinta na qual o pelo menos um segundo parâme- tro de mídia sem fio se encontra, as primeira e segunda faixas distintas sendo as mesmas ou faixas distintas diferentes.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação de se pode transmitir de modo sem fio os dados é feita com base nas primeira e segunda faixas distintas.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira faixa distinta é uma de uma distância pequena, distância média e distância grande relativamente.

9. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente selecionar uma extensão da primeira faixa distinta e/ou da se- gunda faixa distinta dependendo de um número de dispositivos no ambiente de rede que estejam transmitindo atualmente.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: ajustar uma intensidade de sinal para transmissão dos dados para uma intensidade de sinal desejada, com base em pelo menos um de os primeiro e segundo parâmetros de mídia sem fio.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro, segundo e terceiro dispositivos se comunicam dentro do ambiente de rede de acordo com protocolo de Banda Ultralarga.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro, segundo e terceiro dispositivos se comunicam dentro do ambiente de rede de acordo com o Padrão IEEE 802.11.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro, segundo e terceiro dispositivos se comunicam uns com os outros de acordo com o protocolo de acesso múltiplo com detecção de portadora/prevenção de colisão (CSMA/CA) ou uma versão modificada do mesmo.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro e terceiro dispositivos transmitem dados simultaneamente.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o ambiente de rede compreende uma rede em malha sem fio, da qual os primeiro, segundo e terceiro dispositivos são nós.

16. Método de comunicação em um ambiente de rede sem fio no qual um primeiro dispositivo deseja transmitir de modo sem fio dados para um segundo dispositivo usando um protocolo sem fio, o ambiente de rede compreendendo adicionalmente um terceiro dispositi- vo que está transmitindo dados para um quarto dispositivo usando um mesmo protocolo sem fio tal como o primeiro dispositivo, uma mídia legível por computador tendo instruções executáveis por computador, que, quando executadas, desempenham um método de comu- nicação no ambiente de rede sem fio, o método CARACTERIZADO pelo fato de que com- preende: obter pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro disposi- tivo e o segundo dispositivo; obter pelo menos um segundo parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro disposi- tivo e o terceiro dispositivo; obter pelo menos um terceiro parâmetro de mídia sem fio entre o primeiro dispositi- vo e o quarto dispositivo; determinar, com base nos pelo menos um primeiro, pelo menos um segundo e pelo menos um terceiro parâmetros de mídia sem fio, se pode transmitir de modo sem fio os da- dos; e transmitir de modo sem fio os dados, se for determinado para assim fazer.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro e terceiro dispositivos transmitem dados simultaneamente.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um primeiro parâmetro de mídia sem fio é baseado pelo menos parcialmente em uma distância entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo.

19. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o ambiente de rede compreende uma rede em malha sem fio, da qual os primeiro, segundo, terceiro e quarto dispositivos são nós.

20. Primeiro dispositivo operativo para se comunicar em um ambiente de rede para transmitir de modo sem fio dados para um segundo dispositivo usando um protocolo sem fio, o ambiente de rede compreendendo adicionalmente um terceiro dispositivo que está trans- mitindo dados para um quarto dispositivo usando um mesmo protocolo sem fio tal como o primeiro dispositivo, o primeiro dispositivo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um módulo processador operativo para: obter pelo menos um primeiro parâmetro representativo de uma distância entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo; obter pelo menos um segundo parâmetro representativo de uma distância entre o primeiro dispositivo e o terceiro dispositivo; obter pelo menos um terceiro parâmetro representativo de uma distância entre o primeiro dispositivo e o quarto dispositivo; e determinar, com base nos pelo menos um primeiro, pelo menos um segundo e pelo menos um terceiro parâmetros, se pode transmitir de modo sem fio os dados; e uma cone- xão de comunicação sem fio operativa para transmitir os dados.