BRPI0717918A2 - Protocolo de reserva de distribuição para permitir transmissão multibanda em tecnologia de banda ultra - larga de nova geração. - Google Patents
Protocolo de reserva de distribuição para permitir transmissão multibanda em tecnologia de banda ultra - larga de nova geração. Download PDFInfo
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Description
Protocolo de reserva distribuído para permitir transmissão em múltiplas faixas em tecnologia de banda ultra larga de nova geração.
CAMPO DA INVENÇÃO
São descritos um método e aparelho para permitir velocidades de dados mais altas em sistemas de comunicação de transmissão de amplitude de banda expandida (EBT) e banda ultra larga (UWB). ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
ECMA 368/369 é uma especificação padrão para as camadas Física (PHY) e de Controle de Acesso a Meios (MAC) de um sistema de comunicação sem fio de Banda Ultra Larga em Alta Velocidade (UWB). ECMA 368/369 recebeu aceitação como uma plataforma comum para tecnologias tais como Bluetooth® de nova geração, Terminal Serial Universal Sem Fio (WUSB) e Firewire sem fio (IEEE 1394). A especificação sustenta uma camada de MAC e uma camada PHY que corre em velocidades de dados de até 480 Mbps. A camada PHY é projetada para operar no espectro de freqüências de 3,1 a 10,6 GHz.
A camada PHY de ECMA 368 utiliza Multiplex por Divisão de Freqüências Ortogonal em Múltiplas Faixas (MB-OFDM) para transmitir informações. O espectro de freqüência de operação é dividido em cinco grupos de faixas de rádio. Cada faixa de rádio em um grupo de faixa de rádio possui uma amplitude de banda de 528 MHz. Os quatro primeiros grupos de faixas de rádio possuem três faixas de rádio, cada uma com uma amplitude de banda de 528 MHz e o quinto grupo de faixas de rádio possui duas faixas de rádio com uma amplitude de banda de 528 MHz cada, para um total de quatorze faixas de rádio, cada uma com uma amplitude de banda de 528 MHz. A especificação requer que um dispositivo, tal como uma unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU), opere pelo menos no primeiro grupo de faixa de rádio. A operação nos outros grupos de faixa de rádio é opcional.
A camada de MAC ECMA 386 possui uma arquitetura completamente distribuída e fornece serviços de MAC para um protocolo de camada superior ou camada de adaptação. Não existe dispositivo de coordenação central e cada WTRU em uma rede sustenta todas as funções de MAC. Cada WTRU na faixa de rádio coordena-se com outras WTRUs utilizando quadros de farol periódicos. Os quadros de farol fornecem informações de capacidade, programação e tempo de rede, bem como outras informações e funções.
Uma forma em que os quadros de farol fornecem informações é por meio de um elemento de informação (IE) incluído no quadro de farol ou em um quadro de comando. Esse IE pode incluir um IE de comutação de período de farol (BP) e/ou um IE de protocolo de reserva distribuído (DRP). O IE de comutação de BP, particularmente, pode incluir um campo de ID de elemento, um campo de comprimento, um campo de contagem regressiva de movimento de BP1 um campo de compensação de espaço de farol e um campo de compensação de início de BP (BPST).
Além disso, estruturas de superquadro de MAC de ECMA 368 incluem períodos de farol (BPs) e espaços de acesso a meio (MASs).
A Figura 1 exibe um formato típico de um IE DRP 100
conforme o estado da técnica. O IE DRP 100 pode incluir um campo de ID de elemento 102, um campo de comprimento 104, um campo de controle DRP 106, um campo DevAddr de proprietário/alvo 108 e uma série de campos de alocação de DRP 110.
ECMA 368/369 sustenta velocidades de dados de até 480 Mbps. Estas velocidades são inadequadas para sustentar aplicações tais como TV em alta definição (HDTV), que necessita de velocidades de dados de 1 Gbps ou mais, dependendo do formato. Seria desejável, portanto, possuir um sistema UWB com camadas PHY e MAC que sustentem altas velocidades de dados (1 Gbps e acima). RESUMO DA INVENÇÃO É descrito um método e aparelho para aumentar as
velocidades de dados em um sistema de comunicação distribuída UWB/EBT. A amplitude de banda pode ser aumentada utilizando diversas faixas de rádio de comunicação e indicando transmissão em múltiplas faixas de rádio em um elemento de informação. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
Pode-se obter uma compreensão mais detalhada a partir da descrição a seguir, fornecida por meio de exemplo e a ser compreendida em conjunto com as figuras anexas, nas quais:
- a Figura 1 exibe um IE DRP conforme o estado da técnica;
- a Figura 2 exibe uma rede de comunicação sem fio distribuída conforme uma realização;
- a Figura 3 exibe um campo de alocação de DRP conforme uma realização; e
- a Figura 4 exibe informações de canal embutidas em um campo de ID de canal conforme uma realização.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Quando indicado a seguir, a terminologia "unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU)" e um dispositivo (DEV) inclui, mas sem limitar- se a um equipamento de usuário (UE), estação móvel, unidade de assinante fixa ou móvel, pager, telefone celular, assistente digital pessoal (PDA), computador ou qualquer outro tipo de dispositivo de usuário capaz de operar em um ambiente sem fio. Quando indicado a seguir, a terminologia "estação base" inclui, mas sem limitar-se a um Nó B, controlador de local, ponto de acesso (AP) ou qualquer outro tipo de dispositivo de interface capaz de operar em um ambiente sem fio. Um sistema de comunicação sem fio pode incluir uma série de dispositivos de comunicação sem fio, tais como uma série de WTRUs1 equipamento de usuário (UE) ou DEVs, capazes de comunicar-se sem fio entre si. O sistema de comunicação sem fio pode compreender qualquer combinação de APs, Nós B1 WTRUs1 DEVs e similares. O sistema de comunicação sem fio pode incluir, por exemplo, WTRUs em operação em modo ad hoc, nós que agem como pontes sem fio ou qualquer de suas combinações.
A Figura 2 exibe uma rede de comunicação sem fio distribuída 200 conforme uma realização. A WTRU 1 210, WTRU 2 212 e WTRU 3 214 podem comunicar-se entre si direta ou indiretamente, sem o uso de um nó central. A amplitude de banda do sistema 200 pode ser expandida por cada WTRU (810, 812, 814) em comunicação utilizando diversas faixas de rádio adjacentes ou não adjacentes, em uma aplicação de rádio isolada ou uma aplicação de rádio dupla.
Quando cada WTRU (210, 212, 214) transmitir, ela faz uma reserva do meio. Para fazê-lo, é transmitido um IE DRP, por meio de um quadro de Farol/Comando, em todas as faixas de rádio de uma WTRU com transmissão em amplitude de banda expandida (EBT) (210, 212, 214). A WTRU (210, 212, 214) transmite tipicamente o IE DRP em cada uma das faixas de rádio que anunciam os espaços de acesso a meios (MASs) em que terá lugar a transmissão. Caso os MASs sejam simultâneos, o rádio pode realizar uma única transmissão ao longo de toda a amplitude de banda expandida. Caso as faixas de rádio sejam faixas de rádio adjacentes, pode-se utilizar um único rádio pela WTRU (210, 212, 214). Isto é viável caso as transmissões de IE DRP tenham lugar em ordem seqüencial.
Diversos IEs DRP explícitos podem ser transmitidos por diferentes canais para informar usuários de canais isolados, tais como os que utilizam dispositivos herdados, sobre a transmissão no seu canal específico. Caso todos os dispositivos vizinhos possuam capacidades similares e sustentem o modo EBT1 um único IE DRP em um canal padrão ou principal é suficiente, de forma a realizar uma reserva implícita sobre o EBT.
O IE DRP pode incluir um campo de Tipo de Reserva que
sustenta uma transmissão com amplitude de banda expandida. Conforme exibido na Tabela 1, para EBT, pode ser utilizado um campo de três bits para indicar 8 (oito) tipos de reserva, tais como Duro Expandido, Mole Expandido, Duro de Canal Duplo, Mole de canal Duplo, Duro de Múltiplos Canais e Mole de Múltiplos Canais, por exemplo. Tabela 1
_ Campo de Tipo de Reserva de Três Bits
Valor Tipo de reserva 0 BP externo 1 Duro 2 Mole 3 Privado 4 PCA Duro de banda dupla 6 Mole de banda dupla 7 Duro de três bandas
Pode-se configurar uma WTRU para que opere em uma
rede configurável dinamicamente em que a configuração pode alterar entre dois ou mais modos diferentes, tais como Duro, Mole ou Privado, em ambientes de canais isolados, duplos ou múltiplos. A WTRU pode determinar a sua configuração por meio de verificação de condições de tráfego e canal. Alternativamente, a WTRU pode determinar a sua configuração por meio de um projeto programado.
Permitir que uma WTRU opere em mais de duas faixas de rádio e altere dinamicamente o seu modo de operação pode criar uma quantidade relativamente grande de tipos de reserva. A fim de sustentar o número relativamente grande de tipos de reserva, o campo de tipo de reserva pode ser expandido para utilizar mais de 3 (três) bits, o que resulta em mais de 8 (oito) valores totais.
A Tabela 2 exibe um exemplo de um campo de tipo de reserva expandido conforme uma realização. O campo de tipo de reserva utiliza 4 (quatro) bits, o que resulta em dezesseis possíveis valores para o campo. Podem ser incluídos valores que representem transmissões em uma ou mais faixas de rádio. Conforme exibido na Tabela 2, os valores 0 a 4 indicam transmissões em uma única faixa de rádio, os valores 4 a 8 e 13 indicam transmissão em faixa de rádio dupla e os valores 9 a 12 e 14 indicam transmissão em três faixas. O valor 15 é reservado para uso futuro.
Tabela 2
Tipo de Reserva de Quatro Bits
Valor Tipo de reserva 0 BP externo 1 Duro de banda única 2 Mole de banda única 3 Privado de banda única 4 PCA de banda única Duro de banda dupla 6 Mole de banda dupla 7 Privado de banda dupla 8 PCA de banda dupla 9 Duro de três bandas Mole de três bandas 11 Privado de três bandas 12 PCA de três bandas 13 Dinâmico de banda dupla 14 Dinâmico de três bandas Reservado
O campo de tipo de reserva de IE DRP expandido pode ser
utilizado para indicar faixas de rádio não adjacentes. Caso as faixas de rádio não sejam adjacentes, caso as faixas de rádio encontrem-se dentro do tamanho FFT (transformação Fourier rápida) do receptor e caso algumas das portadoras que são utilizadas para a transmissão ocupem as faixas de rádio não adjacentes, pode ser utilizado um único rádio. Caso a reserva do MAS não seja bem sucedida para todas as faixas de rádio, entretanto, a WTRU EBT pode operar em modo herdado ou limitado ou utilizar apenas as portadoras FFT que correspondem à amplitude de banda reservada com sucesso.
Caso as faixas de rádio sejam não adjacentes e não suficientemente próximas, a WTRU pode utilizar diversos rádios. Caso a reserva seja bem sucedida do MAS, a WTRU EBT pode operar em modo EBT. A WTRU EBT pode retransmitir um farol até que a WTRU seja bem sucedida em todas as faixas de rádio do EBT. Quando a WTRU EBT liberar recursos, são aplicados métodos de término de reserva para todas as faixas de rádio de EBT.
Em um sistema de canal único, MASs podem ser considerados recursos de tempo em um canal isolado ou um canal expandido. Os MASs podem ser reservados para uma transmissão simultânea em um superquadro especificado.
O IE DRP pode ser utilizado para reservas de canal em diversas faixas de rádio. As informações de número de canais podem ser colocadas em um IE DRP por meio da inclusão de informações de canal em um Campo de Alocação de DRP de um IE DRP. A Figura 3 exibe um campo de alocação de DRP 300 conforme uma realização. O campo de alocação de DRP 300 inclui um único octeto para o mapa de bits de zona 302, dois octetos para o mapa de bits de MAS 304 e um octeto para a ID de Canal 306.
As informações de canal podem também ser incluídas em um campo de ID de canal que é colocado antes de uma série de elementos de alocação de DRP em um IE DRP. A Figura 4 exibe informações de canal embutidas em um campo de ID de Canal 400 conforme uma realização. A primeira ID de canal pode ser omitida, considerando que a primeira série de alocações 402 corresponde ao canal padrão. A série de alocações seguinte 404 segue um elemento de ID de canal 406. Até quatro bits são necessários para identificar todos os quatorze canais UWB atuais. Alternativamente, pode-se utilizar um mapa de bits com dois bytes para identificar todas as possíveis combinações de canais que podem ser utilizadas na amplitude de banda expandida.
Realizações
1. Unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) capaz de transmissão com amplitude de banda expandida (EBT) que compreende um transmissor configurado para
transmitir um primeiro indicador de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio.
2. WTRU conforme a realização 1, que compreende adicionalmente um receptor configurado para receber um segundo indicador de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio.
3. WTRU conforme a realização 2, em que cada um dentre os primeiro e segundo indicadores de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio é um elemento de
informação (IE).
4. WTRU conforme a realização 3, em que o IE compreende um campo de tipo de reserva.
5. WTRU conforme a realização 4, em que o campo de tipo de reserva compreende uma indicação de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio.
6. WTRU conforme qualquer das realizações 2 a 5, em que os primeiro e segundo indicadores de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio compreendem um identificador de canal.
7. WTRU conforme qualquer das realizações 3 a 6, em que o IE compreende um identificador de canal.
C
8. WTRU conforme a realização 7, em que o identificador de canal é associado a um campo de alocação de DRP.
9. WTRU conforme a realização 7, em que um campo de alocação de DRP compreende o identificador de canal.
10. WTRU conforme qualquer das realizações 2 a 9, que compreende adicionalmente mais de 1 (um) rádio.
11. WTRU conforme a realização 10, em que a WTRU é configurada para operar com um rádio ou mais de um rádio, com base em uma posição de uma série de faixas de rádio de comunicação.
12. Método de transmissão em banda ultra larga que compreende uma unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) que transmite um primeiro indicador de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio por diversas faixas de rádio de comunicação. 13. Método conforme a realização 12, que compreende adicionalmente o recebimento pela WTRU de um segundo indicador de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio. 14. Método conforme a realização 13, que compreende adicionalmente a transmissão pela WTRU de um primeiro elemento de informação (IE) que compreende o primeiro indicador.
15. Método conforme a realização 14, que compreende adicionalmente o recebimento pela WTRU de um segundo IE que compreende o segundo indicador.
16. Método conforme a realização 15, em que os primeiro e segundo IEs compreendem um campo de tipo de reserva.
17. Método conforme a realização 16, em que o campo de tipo de reserva compreende uma indicação de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio.
18. Método conforme qualquer das realizações 13 a 17, em que os primeiro e segundo indicadores de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio compreendem um identificador de canal.
19. Método conforme qualquer das realizações 15 a 18, em que os primeiro e segundo IEs compreendem um identificador de canal.
20. Método conforme a realização 19, em que o identificador de canal é associado a um campo de alocação de DRP.
21. Método conforme a realização 19, em que um campo de alocação de DRP compreende o identificador de canal.
22. Método de transmissão em amplitude de banda expandida que compreende uma unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) que transmite uma reserva de meio por diversas faixas de rádio de comunicação, em que a reserva de meio compreende uma indicação de operação em múltiplas faixas de rádio.
23. Método conforme a realização 22, que compreende adicionalmente a comunicação , 25 pela WTRU por diversas faixas de rádio de comunicação.
24. Método conforme a realização 23, que compreende adicionalmente o uso pela WTRU de mais de um rádio para transmitir a reserva de meio.
25. Método conforme a realização 24, em que a reserva de meio compreende um campo de dados de tipo de reserva que indica transmissão em múltiplas faixas de rádio.
26. Método conforme a realização 24, em que a reserva de meio compreende uma série de identificadores de canais.
27. Método conforme a realização 26, em que os identificadores de canais são associados a uma série de alocações de protocolo de reserva distribuídas.
Embora as características e os elementos sejam descritos em combinações específicas, cada característica ou elemento pode ser utilizado isoladamente, sem as demais características e elementos ou em várias combinações com ou sem outras características e elementos. Os métodos fornecidos podem ser implementados em um programa de computador, software ou firmware em realização tangível em um meio de armazenagem legível por computador para execução por um processador ou computador de uso geral. Exemplos de meios de armazenagem legíveis por computador incluem memória somente de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), registro, memória de cache, dispositivos de memória semicondutores, meios magnéticos tais como discos rígidos internos e discos removíveis, meios magneto- óticos e meios óticos tais como discos CD-ROM e discos versáteis digitais (DVDs).
Processadores apropriados incluem, por exemplo, um processador para uso geral, processador para fins especiais, processador convencional, processador de sinais digitais (DSP), uma série de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em associação com um núcleo de DSP, controlador, microcontrolador, Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASICs), circuitos de Conjuntos de Portal Programáveis de Campo (FPGAs), qualquer outro tipo de circuito integrado (IC) e/ou máquina de estado.
Um processador em associação com software pode ser utilizado para implementar um transceptor de rádio freqüência para uso em uma unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU), equipamento de usuário (UE), terminal, estação base, controlador de rede de rádio (RNC) ou qualquer computador host. A WTRU pode ser utilizada em conjunto com módulos, implementada em hardware e/ou software, tal como uma câmera, módulo de câmera de vídeo, videofone, fone de ouvido, dispositivo de vibração, altofalante, microfone, transceptor de televisão, fone de ouvido para mãos livres, teclado, módulo Bluetooth®, unidade de rádio em freqüência modulada (FM), unidade de visor de cristal líquido (LCD), unidade de visor de diodo emissor de luz orgânico (OLED), aparelho de música digital, aparelho de mídia, módulo de vídeo game, navegador da Internet e/ou qualquer módulo de rede de área local sem fio (WLAN).
Claims (6)
1. Unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) capaz de transmissão com amplitude de banda expandida (EBT) caracterizada pelo fato que compreende: - um transmissor configurado para transmitir um primeiro indicador de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio; - um receptor configurado para receber um segundo indicador de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio; - um processador configurado para ajustar a WTRU com base em uma série de condições de canal e de tráfego; em que o primeiro indicador compreende um elemento de informação que compreende um arquivo de tipo de reserva com mais de 4 (quatro) bits e o elemento de informação compreende: - informações para reserva de um canal de comunicação em diversas faixas de rádio; e - um identificador (ID) de canal associado a uma série de locais de canal.
2. WTRU conforme a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o IE compreende um campo de tipo de reserva.
3. WTRU conforme a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o campo de tipo de reserva compreende uma indicação de uma transmissão em múltiplas faixas de rádio.
4. WTRU conforme a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o identificador de canal é associado a um campo de alocação de DRP.
5. WTRU conforme a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente mais de 1 (um) rádio.
6. WTRU conforme a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a WTRU é configurada para operar com um rádio ou mais de um rádio, com base em uma posição de uma série de faixas de rádio de comunicação.
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