BRPI0909432A2

BRPI0909432A2 - método e aparelho de recuperação de conectividade em uma rede sem fio

Info

Publication number: BRPI0909432A2
Application number: BRPI0909432A
Authority: BR
Inventors: Cordeiro Carlos; Li Guoqing; Gopalakrishnan Praveen
Original assignee: Intel Corp
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2019-08-27
Also published as: US8594052B2; WO2009114502A1; TW200948139A; US7978659B2; US20090232010A1; EP2253081A1; US20110261684A1; CN101568139B; KR101105046B1; BRPI0909432B1; EP2253081A4; TWI382779B; CN103237319B; CN101568139A; JP2011517156A; KR20100108464A; TW201251497A; JP4966415B2; CN103237319A; EP2253081B1

Abstract

"método e aparelho de recuperação de conectividade em uma rede sem fio". a presente invenção refere-se a um dispositivo de comunicação sem fio e um método para operar um processo de treinamento de antena para descobrir um primeiro e um segundo percursos de comunicação entre pelo menos duas estações, para classificar de acordo com um critério de qualidade os modos de transmissão e de recepção de uma antena, para reportar um melhor modo de transmissão e um melhor modo de recepção para transmitir e receber os sinais sobre os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação e para estabelecer uma conexão de comunicação sobre um percurso de comunicação selecionado com base na qualidade do dito modo de transmissão e do dito modo de recepção.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E APARELHO DE RECUPERAÇÃO DE CONECTIVIDADE EM UMA REDE SEM FIO.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma rede de área sem fio pessoal (WPAN) que é uma rede utilizada para comunicação entre dispositivos de computação (por exemplo, telefones e assistentes digitais pessoais) próximos de uma pessoa. Os dispositivos podem pertencer ou não à pessoa em questão. O alcance de uma WPAN pode ser de uns poucos metros. As WPANs podem ser utilizadas para uma comunicação intrapessoal entre os próprios dispositivos pessoais, ou para conectar através de um uplink com uma rede de nível mais alto e a Internet. As redes de área pessoais podem ser conectadas com fio com barramentos de computador tal como um barramento serial universal (USB) e um FireWire.

O Grupo de Tarefa de IEEE 802.15.3 3c (TG3c) foi formado em Março de 2005. O TG3c está desenvolvendo uma camada física (PHY) alternativa baseada em onda milímetro (mmWave) para o Padrão de Rede de Área Pessoal Sem Fio (WPAN) 802.15.3 existente 802.15.3-2003.

Esta WPAN mmWave pode operar em uma banda que inclui uma banda não licenciada de 57-64 GHz definida por FCC 47 CFR 15.255. A WPAN de onda milímetro pode permitir uma alta coexistência, em um espaçamento físico próximo, com todos os outros sistemas de micro-ondas na família 802.15 de WPANs.

Além disso, a WPAN de onda milímetro pode permitir uma taxa de dados muito alta acima de aplicações de 2 Gbit/s tal como um acesso de Internet de alta velocidade, um download de conteúdo de fluxo contínuo (por exemplo, vídeo sob demanda, televisão de alta definição (HDTV), home theater, etc.), fluxo contínuo em tempo real e barramento de dados sem fio para substituição de cabo. Taxas de dados opcionais acima de 3 Gbit/s podem ser providas.

No entanto, uma conexão de comunicação de mmWave é significativamente menos robusta que aquelas em baixas frequências (por exem pio, bandas de 2,4 GHz e 5 GHz) devido tanto à absorção de oxigênio quanto à alta atenuação através de obstruções. Além disso, uma conexão de comunicação de mmWave prefere utilizar uma antena direcional para aumentar o alcance de comunicação, e a utilização de uma antena direcional torna a conexão muito sensível à mobilidade. Por exemplo, uma ligeira mudança na orientação do dispositivo ou o movimento de um objeto e/ou pessoa próximo pode interromper a conexão. Portanto, existe uma necessidade de projetar um mecanismo para permitir uma rápida recuperação da conexão de comunicação direcional com uma interrupção de serviço mínima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

O assunto considerado como a invenção está especificamente destacado e distintamente reivindicado na porção de conclusão da especificação. A invenção, no entanto, tanto quanto à organização como ao método de operação, juntamente com os seus objetivos, características e vantagens, pode ser melhor compreendida por referência à descrição detalhada seguinte quando lida com os desenhos acompanhantes nos quais:

Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma rede de comunicação sem fio de acordo com modalidades exemplares da presente invenção;

Figura 2 é um fluxograma de um método de monitorar e atualizar periodicamente os quadros de acordo com algumas modalidades da invenção;

Figura 3 é um fluxograma de um método de troca de percursos, de acordo com uma modalidade da invenção; e

Figura 4 é um diagrama de blocos de um dispositivo de comunicação sem fio de acordo com algumas modalidades exemplares da presente invenção.

Será apreciado que para simplicidade e clareza de ilustração, os elementos mostrados nas figuras não foram necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos podem estar exageradas em relação a outros elementos para clareza. Ainda, onde considerado apropriado, os números de referência podem ser repetidos en tre as figuras para indicar elementos correspondentes ou análogos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

Na descrição detalhada seguinte, numerosos detalhes específicos estão apresentados de modo a prover uma compreensão completa da invenção. No entanto, será compreendido por aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos, componentes e circuitos bemconhécidos não foram descritos em detalhes de modo a não obscurecer a presente invenção.

Algumas porções da descrição detalhada, a qual segue, estão apresentadas em termos de algoritmos e representações simbólicas de operações sobre bits de dados ou sinais digitais binários dentro de uma memória de computador. Estas descrições e representações algorítmicas podem ser as técnicas utilizadas por aqueles versados nas técnicas de processamento de dados para comunicar a substância de seu trabalho para outros versados na técnica.

A menos que de outro modo especificamente declarado, como aparente das discussões seguintes, será apreciado que através de toda a especificação, as discussões que utilizam termos tais como processar, computar, calcular, determinar, ou similares, referem à ação e/ou processos de um computador ou sistema de computação, ou dispositivo de computação eletrônico similar, que manipulam e/ou transformam os dados representados como quantidades físicas, tais como eletrônicas, dentro dos registros e/ou memórias do sistema de computação em outros dados similarmente representados como quantidades físicas dentro das memórias, registros ou outros tais armazenamentos de informações ou dispositivos de transmissão do sistema de computação.

Deve ser compreendido que a presente invenção pode ser utilizada em uma variedade de aplicações. Apesar da invenção não estar limitada neste aspecto, os circuitos e as técnicas aqui descritos podem ser utilizados em muitos aparelhos tais como as estações de um sistema de rádio. As estações pretendidas a ser incluídas dentro do escopo da presente invenção incluem, como exemplo somente, as estações de rede de área local sem fio (WLAN), rede de área pessoal sem fio (WPAN), e similares.

Os tipos de estações WPAN pretendidas a estarem dentro do escopo da presente invenção incluem, apesar de não serem limitadas a, estações móveis, pontos de acesso, estações para receber e transmitir sinais de espectro de dispersão tais como, por exemplo, Espectro de Dispersão de Salto de Frequência (FHSS), Espectro de Dispersão de Sequência Direta (DSSS), Chaveamento de Código Complementar (CCK), Multiplexação de Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM), e similares.

Observando primeiro a Figura 1, uma ilustração esquemática de uma rede de comunicação sem fio 100, de acordo com modalidades exemplares da invenção. A rede de comunicação sem fio 100 pode ser uma WPAN.

De acordo com uma modalidade exemplar da invenção, a WPAN 100 pode operar de acordo com o desenvolvimento padrão pelo Grupo de Tarefa IEEE 802.15.3 3c (TG3c). O TG3c desenvolve uma camada física (PHY) alternativa baseada em onda milímetro (mmWave) para o Padrão de Rede de Área Pessoal Sem Fio (WPAN) 802.15.3 existente 802.15.3-2003.

De acordo com algumas modalidades exemplares da invenção, a WPAN 100 pode incluir um coordenador de piconet (PNC) 110, uma estação 120 e uma estação 130. Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado neste aspecto, o PNC 110 pode ser um computador netbook, um computador laptop ou similar. As estações 120 e 130 podem incluir uma câmera, um mouse, um fone de ouvido, um alto-falante, um display, um dispositivo pessoal móvel ou similares.

Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado neste aspecto, a WPAN 100 pode incluir uma piconet a qual é uma de possíveis topologias para a WPAN IEEE 802.15.3. Por exemplo, e de acordo com uma das modalidades da invenção, a piconet pode incluir o PNC 110 e diversos dispositivos escravos, por exemplo as estações 120 e 130 dentro do alcance de transmissão do PNC 110. Quaisquer outras estações 120 e 130 podem atuar como o PNC, se desejado.

De acordo com pelo menos uma modalidade da invenção, o tempo de canal na piconet está baseado no superquadro, o qual pode conter três partes principais: a sinalização, o Período de Acesso de Contenção (CAP) e o Período de Alocação de Tempo de Canal (CTAP). O PNC pode prover um tempo básico para a piconet transmitindo pacotes de sinalização. As sinalizações podem ser utilizadas para determinar a alocação de tempo e as informações de gerenciamento para a piconet. As estações 120 e 130 podem sincronizar-se com o PNC 110 recebendo as sinalizações. O CAP pode ser utilizado para os dados assíncronos ou os comandos de comunicação. Por exemplo, um mecanismo de acesso de meio durante o CAP pode ser um Acesso Múltiplo de Detecção de Portadora / Evitação de Colisão (CSMA/CA). O CTAP inclui as Alocações de Tempo de Canal (CTAs), e as CTAs de gerenciamento (MCTAs). As CTAs podem ser utilizadas para comandos, fluxos isócronos, e dados assíncronos e o acesso de meio está baseado em TDMA. Transmissões livres de colisões estão garantidas nas CTAs.

Um método, para descobrir e reportar um percurso primário 140 e um percurso secundário 150 para dois dispositivos, por exemplo, as estações 120 e 130, de acordo com uma modalidade exemplar da invenção será agora descrito.

De acordo com este exemplo é assumido uma existência de pelo menos dois percursos, o percurso primário 140 e o percurso secundário 150. O percurso primário 140 pode ser um percurso direto entre uma estação de origem (S) por exemplo, a estação 120 e uma estação de destino (D) por exemplo, a estação 130, e o percurso secundário 140 pode ser um percurso indireto de S para D o qual pode ser refletido, por exemplo, de uma parede 160 ou qualquer outro dispositivo ou item em uma vizinhança próxima das estações.

Um processo de treinamento de antena pode ser utilizado para descobrir e reportar uma existência de percursos primário e secundário 150 e 160, para as estações 120 e 130, se desejado. Em uma modalidade da invenção, de modo a reportar as informações desejadas, o seguinte exemplo de mensagem de confirmação de treinamento de antena ATT ACK (abaixo mostrado) pode ser utilizado. Outros formatos de mensagem e outras mensagens podem ser utilizadas. Neste exemplo, um índice de feixe primário pode ser utilizado para reportar as informações de percurso primário para o modo de TX e um índice de Feixe Candidato pode ser utilizado para reportar as informações de percurso secundário para o modo de TX. Em outras modalidades da invenção, mais do que dois percursos podem ser utilizados e um campo número de percursos reportados pode ser adicionado à Mensagem de ATT ACK. O campo de ID de Elemento nesta mensagem é uma ID para identificar o tipo desta mensagem. O campo de Comprimento indica o comprimento da mensagem. O campo de Vetor de rede primária indica o vetor de ponderação de rede de antenas que forma o feixe. O campo de Vetor de rede candidata indica o vetor de ponderação de rede de antenas candidata que forma o feixe.

Bits: 8	8	2	6	6	TBD	TBD
ID de Elemento	Comprimento	Status	índice de feixe primário	índice de feixe candidato	Vetor de rede primária	Vetor de rede candidata

Exemplo de Mensagem ATT ACK

Durante um processo de treinamento de antena a estação 120 pode enviar as sequências de treinamento de muitos modos / direções possíveis, por exemplo, as linhas 125 ou as linhas 135 para a estação 130, as quais podem ser representadas, por exemplo, por um número de setor e/ou um vetor de ponderação de rede. A estação 130 pode receber estas sequências de treinamento de cada modo / direção e pode gravar um melhor modo de transmissão estimado para a estação 120 e um melhor modo de transmissão estimado para a estação 130, se desejado. Este processo de treinamento de antena pode mudar dependendo do algoritmo de treinamento empregado, por exemplo, o protocolo de modo implícito de treinamento de antena e o protocolo de modo explícito de antena. A ordem dos percursos pode estar baseada em alguns critérios tais como, por exemplo, a qualidade de sinal recebido.

Neste exemplo, a estação 130 pode gravar em uma tabela simi lar à Tabela 1 exemplar, os modos de antena desejados para o primeiro e o segundo percursos em um modo de recepção e um modo de transmissão, em que a transmissão sobre o percurso primário 140 da estação 120 para a estação 130, a estação 120 utiliza o modo 1 e a estação 130 utiliza o modo 4 em recepção. Na transmissão sobre o percurso secundário 150 da estação 120 para a estação 130, a estação 120 utiliza o modo 5, e a estação 130 utiliza o modo 2 em recepção, apesar do escopo da invenção não estar limitado a este exemplo.

Tabela 1 - Exemplo de informações de percurso gravadas pela estação 130

Percurso	Modo de Rx	Modo de TX
Percurso 1	4	1
Percurso 2	2	5

A estação 130 pode retornar as informações de percurso para a estação 120. Por exemplo, a estação 130 pode retornar o modo de transmissão preferido para a estação 120 para os percursos primário e secundário 140 e 150. De acordo com algumas modalidades da invenção, os percursos podem incluir conexões de mmWave e podem ser assimétricos, assim o processo de treinamento é executado para a conexão inversa (de D para S) também. Similarmente, a estação 120 pode descobrir e reportar as informações sobre os dois percursos para a estação 130 utilizando o quadro de ATT ACK, apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este exemplo.

Observando a Figura 2, um fluxograma de um método de monitorar e atualizar periodicamente os quadros, de acordo com algumas modalidades da invenção está mostrado. De modo a manter o frescor das informações de percurso, as estações 120 e 130 podem precisar testar / rastrear o percurso primário 140 e o percurso secundário 150 periodicamente e/ou sob demanda. As estações 120 e 130 podem negociar a periodicidade trocando mensagens por um dos percursos e o ordem para testar os percursos primário e secundário 140 e 150 (bloco 210). Por exemplo, a periodicidade pode ser de 100 us, 1 ms, 10 ms, e a ordem para testar pode ser, primeiro testar o percurso primário 140 e então testar o percurso secundário 150 e vice versa.

De acordo com este exemplo, um sinal de teste periódico pode ser enviado (bloco 220) utilizando, por exemplo, uma mensagem de pathReq/Res com ou sem uma sequência de treinamento anexada. Um tempo de teste, por exemplo, 100 us pode ser inserido dentro do tempo de canal reservado para as estações 120 e 130 de modo a enviar a mensagem de path-Req/Res, se desejado. Por exemplo, a mensagem de path-Req/Res pode ser enviada sob demanda, então as informações sobre qual percurso deve ser testado podem ser superpostas ou adicionadas a um pacote regular, se desejado. Se pelo menos um dos percursos primário e/ou secundário 120 e 130 for testado como inválido (diamante 230) devido a certos critérios tais como, por exemplo, nenhuma mensagem de resposta, baixa razão de sinal para ruído (SNR) e similares, então o percurso testado pode ser considerado inválido e então o procedimento de treinamento e rastreamento de antena pode ser invocado para redescobrir o percurso (bloco 240), se desejado.

Se o percurso for válido, então quando do recebimento da solicitação de superposição, um receptor pode ajustar o seu modo de recepção para coincidir com o percurso a ser testado. A superposição pode utilizar um bit adicional para indicar qual o percurso a ser testado, por exemplo, o percurso primário 140 ou o percurso secundário 150 (bloco 250). Por exemplo, quando a estação 120 solicita testar o percurso secundário 150, a estação 130 pode precisar ajustar o seu modo de recepção para o modo 5, como está mostrado na Tabela 1.

Em outro exemplo da modalidade da invenção, um pacote de dados/ACK pode ser ocasionalmente enviado pelo percurso testado ao invés das mensagens de path-Req/Res, apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a esta modalidade.

Observando a Figura 3, um fluxograma de um método de trocar percursos, de acordo com as modalidades da invenção está mostrado. Apesar do escopo da invenção não estar limitado neste aspecto, os canais de comunicação de piconet como mostrado na Figura 1 podem ser trocados utilizando o método de troca de percursos que está abaixo descrito. O método pode iniciar com os critérios de qualidade de percurso de teste (bloco 310). Por exemplo, tanto o transmissor (por exemplo, o transmissor da estação 120) quanto o receptor (por exemplo, o receptor da estação 130) podem identificar a degradação do percurso correntemente utilizado através de SINR medida e/ou recebendo os erros e/ou outras métricas apropriadas. Além disso, um transmissor pode também identificar um problema de conexão de uma ausência de uma mensagem de confirmação (ACK).

De acordo com as modalidades da invenção, para que o receptor identifique o pacote faltante, o tráfego pode ser preparado em uma programação fixa, tornando a transmissão / recepção preditível para o receptor. Como um resultado, tanto o transmissor quanto o receptor podem utilizar o número de pacote faltante / ACK para disparar a troca de percurso, se desejado. Portanto, uma vez que os critérios de qualidade de percurso atendem um limite (aplicável tanto para o transmissor quanto o receptor) ou o número de ACKs faltantes está excedendo um limite (aplicável somente para o transmissor), uma estação (por exemplo, a estação 120 ou a estação 130) pode emitir um comando para o transmissor / receptor correspondente para mudar para um percurso diferente. Tal comando, por exemplo, pode ser uma mensagem de Controle de Acesso de Meio (MAC) através de, por exemplo, uma indicação de bit superposta, a um pacote corrente. Se a estação notar que um certo critério é atendido (diamante 320), então a troca de percurso pode ser disparada.

De acordo com as modalidades da invenção, podem existir pelo menos dois procedimentos para a troca de percursos. O primeiro procedimento (blocos 355-385) é com a intervenção de PNC (por exemplo, o PNC 110) (diamante 330) e o segundo procedimento (blocos 340-350) é sem a intervenção de PNC (diamante 330)

Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado neste aspecto, no procedimento de trocar os percursos sem a intervenção de PNC, o transmissor / receptor, por exemplo, a estação 120, pode enviar um comando de troca de percurso para o receptor / transmissor (por exemplo, a estação 130) indicando uma intenção de troca de percurso quando o critério de qualidade é atendido (bloco 340). A estação 130 pode enviar uma mensagem de confirmação (bloco 345) e as estações 120 e 130 podem trocar para um percurso diferente (bloco 350). Em modalidades da invenção, por exemplo, antes de uma comunicação de dados real entre as estações, o transmissor e o receptor podem ainda precisar validar o percurso, por exemplo, trocando uma pluralidade de pacotes (por exemplo, pacotes nulos).

O procedimento de trocar os percursos sem a intervenção de PNC (blocos 340-350) pode prover uma rápida recuperação de conexão quando o percurso existente é interrompido. No entanto, como a troca de percurso pode não precisar da permissão de PNC, esta pode criar uma interferência com alguma(s) conexão(ões) existente(s). Para reduzir uma possível interferência, o dispositivo pode indicar para o PNC a intenção de utilizar ambos os percursos quando este inicialmente solicita uma reserva de canal e o PNC pode evitar programar conexões simultâneas com esta conexão para reduzir uma possível interferência.

De acordo com outra modalidade da invenção, o transmissor ou o receptor pode não ser capaz de trocar o comando de troca de canal antes da conexão ser interrompida, assim tornando a comunicação infactível. Neste caso, a troca de percurso precisa a facilitação do PNC ou pode estar baseada em tempo decorrido.

Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este exemplo, o procedimento de troca de percurso com a. intervenção de PNC pode ser facilitado e concedido pelo PNC em um modo coordenado. Por exemplo, para permitir o PNC coordenar o processo de troca, um ou mais tempos dedicados para a comunicação entre as estações 120 e 130 e o PNC 110 podem precisar ser acomodados (bloco 355). Isto pode ser feito, por exemplo, ou sobre o período de CAP tradicional e/ou sobre as fendas reservadas dentro de uma reserva de canal real entre as estações 120 e 130.

Em uma modalidade, um único período de tempo pode ser reservado sobre o período de CAP tradicional para ser utilizado pelo transmis sor (Tx), pelo receptor (Rx) ou pelo PNC 110 para enviar uma solicitação / resposta de troca de canal. Em outra modalidade, reservas separadas podem ser alocadas para as comunicações de Tx-PNC e Rx-PNC, respectivamente. Na reserva única, uma solicitação retardada pode ser utilizada ou pelo transmissor (Tx) ou pelo receptor (Rx) para evitar uma solicitação simultânea tanto de Tx quanto de Rx, se desejado. Se a solicitação retardada for utilizada por Tx/Rx, então pode precisar esperar por um tempo predeterminado após a estação detectar a conexão interrompida e antes da estação enviar a solicitação de troca de canal para o PNC 110, se desejado.

De acordo com este procedimento de troca, o transmissor (por exemplo, a estação 120) e o receptor (por exemplo, a estação 130) podem escutar o PNC 110 durante as fendas de tempo reservadas (bloco 360). O PNC 110 pode mudar para o modo de recepção durante este tempo reservado no caso de uma das estações poderem solicitar o PNC 110 para facilitar o processo de troca.

Por exemplo a estação 120 pode disparar o processo de troca enviando uma Req de troca de percurso para o PNC 110 durante as fendas de tempo reservadas (bloco 365). O PNC 110 pode informar a estação 130 durante o tempo reservado sobre a Req de troca de percurso (bloco 375). O comando de troca de percurso pode incluir um tempo de troca real e o número de percurso de troca para ambas as direções (por exemplo, da estação 120 para a estação 130 e vice versa). Por exemplo, o dispositivo de estação 120 pode indicar para o PNC 110 que este pretende utilizar o percurso primário 140 na direção da estação 120 para a estação 130 e o percurso secundário 150 na direção da estação 130 para a estação 120. A estação 130 pode responder para o PNC 110 para confirmar a troca, e o PNC 110 pode enviar uma resposta para a estação 120 para confirmar o procedimento de troca (bloco 380). O PNC 110 pode negar o processo de troca com base em certos critérios tais como, por exemplo, uma possível interferência com outras conexões e similares. Em modalidades da invenção, por exemplo, antes que uma comunicação de dados real entre as estações, o transmissor e o receptor podem ainda precisar validar o percurso, por exem pio, trocando uma pluralidade de pacotes (por exemplo, pacotes nulos). Se o percurso for válido as estações 120 e 130 podem trocar os percursos (bloco 285).

Em outra modalidade da invenção, outro procedimento de percursos de troca com a intervenção de PNC pode ser empregado, por exemplo, em que as mensagens de protocolo entre as estações 120 e 130 e o PMC 110 pode ser trocado pelo CAP com pouca ou nenhuma modificação para o procedimento acima descrito. A decisão sobre se utilizar a troca de percurso pelo CAP ou pelo tempo de reserva pode estar baseada em uma latência de troca de percurso, uma complexidade da troca de percurso e uma eficiência da troca de percurso, apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este exemplo.

Observando a Figura 4, uma ilustração esquemática de um diagrama de blocos de um dispositivo de comunicação sem fio 400, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção está mostrada. Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a esta modalidade, o dispositivo de comunicação sem fio 400 pode ser capaz de operar como um cliente de WPA e/ou como um PNC.

De acordo com as modalidades da presente invenção, o dispositivo de comunicação sem fio 400 pode incluir uma antena 410, um receptor (RX) 420, um transmissor (TX) 430, um módulo de medição 440, um controlador 450, uma memória 460 que pode armazenar, por exemplo, uma tabela de modos 465 (e/ou outros dados) e um módulo de troca 470.

O dispositivo de comunicação sem fio 400 pode ser qualquer uma das estações 120 e 130 da rede pessoal sem fio (WPAN) 100 a qual pode empregar uma comunicação de mmWave em uma banda de frequência de 60 GHz e de acordo com o padrão IEEE 802.11.15c, se desejado. A WPAN 100 pode também incluir uma piconet, se desejado. De acordo com algumas outras modalidades, o dispositivo de comunicação sem fio 400 pode incluir um PNC.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, a antena 410 pode incluir uma antena direcional, por exemplo, uma antena fixa, uma antena de formação de feixe adaptável, uma antena setorizada e similares. A antena 410 pode ser utilizada para criar uma conexão de comunicação de mmWave.

A antena 410 pode receber sinais de uma ou mais estações ( por exemplo, estações 120 e 130) de WPAN 100. O receptor (RX) 420 pode demodular dois ou mais sinais de sequência de treino recebidos e determinar o melhor modo de transmissão e melhor modo de recebimento de um percurso primário e um percurso secundário baseado em duas ou mais sequências de treinamento de acordo com um critério de qualidade por exemplo, SNR.

O módulo de medição 440 pode ser um módulo de software do controlador 450 e pode medir um parâmetro de qualidade de conexão de comunicação, por exemplo, SNR, sem mensagem de resposta e similares. O módulo de medição 440 pode transferir as medições do percurso primário e do percurso secundário para o controlador 450 para serem gravadas na tabela de modos 465 (por exemplo, a Tabela 1) armazenada na memória 460.

Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado neste aspecto, as medições podem incluir as informações de percurso primário e as informações de percurso secundário. As informações de percurso primário podem incluir o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do percurso primário, e as informações de percurso secundário podem incluir o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do percurso secundário.

De acordo com uma modalidade exemplar da invenção, o controlador 450 pode incluir um controlador de acesso de meio (MAC) e pode gerar um relatório para as estações da WPAN que inclui as informações de percurso primário e as informações de percurso secundário. Mais ainda, o controlador 450 pode operar um processo de treinamento de antena para descobrir o percurso primário e o percurso secundário. O controlador 450 pode classificar de acordo com o critério de qualidade os modos / direções de transmissão e de recepção da antena 410. O controlador 450 pode reportar o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção e pode es tabelecer uma conexão de comunicação sobre um percurso de comunicação selecionado do percurso primário e do percurso secundário, com base no critério de qualidade do dito modo de transmissão e do dito modo de recepção. Os modos de transmissão e recepção também podem se referidos de acordo com as modalidades da invenção, como a direção de antena de antena direcional 410 enquanto a antena está no modo de transmissão e no modo de recepção, respectivamente.

Mais ainda, o controlador 450 pode periodicamente monitorar os percursos de comunicação primário e secundário e pode atualizar o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção de ambos os percursos, se desejado. O controlador 450 pode também atribuir um primeiro número de setor de antena para o modo de transmissão do percurso primário, um segundo número de setor de antena para o modo de recepção do percurso primário, um terceiro número de setor de antena para o modo de transmissão do percurso secundário, e um quarto número de setor de antena para o modo de recepção do percurso secundário.

De acordo com algumas modalidades da invenção, de modo a permitir que outra estação da WPAN determine o seu melhor modo de recepção, o transmissor (TX) 430 pode transmitir duas ou mais sequências de treinamento para uma direção predeterminada de acordo com os modos de transmissão e recepção de um percurso ativo dos percursos primário e secundário.

O módulo de troca 470 pode testar se um parâmetro de qualidade de conexão de comunicação atende um limite e/ou se o percurso de comunicação ativo está interrompido e/ou o percurso de comunicação ativo está rompido e pode comandar o controlador 450 para trocar para outro percurso de comunicação de modo a restabelecer a conexão de comunicação no outro percurso de comunicação. Por exemplo, o controlador 450 pode negociar um tempo de teste para as, pelo menos duas, estações. Por exemplo, após entrar em acordo sobre o tempo de teste, o controlador 450 pode inserir o tempo de teste em um intervalo de tempo de canal reservado para a comunicação com as estações e pode enviar um sinal de teste periódico uti15 lizando uma mensagem, por exemplo, uma mensagem de path-Req/Res.

Apesar de certas características da invenção terem sido aqui ilustradas e descritas, muitas modificações, substituições, mudanças, e equivalentes agora ocorrerão àqueles versados na técnica. Deve, portanto, ser 5 compreendido que as reivindicações anexas pretendem cobrir todas tais modificações e mudanças que caiem dentro do verdadeiro espírito da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para comunicação em uma rede de área pessoal sem fio (WPAN), que compreende:

operar um processo de treinamento de antena para descobrir um primeiro e um segundo percursos de comunicação entre pelo menos duas estações;

classificar de acordo com um critério de qualidade os modos de transmissão e de recepção;

reportar para as, pelo menos duas, estações um melhor modo de transmissão e um melhor modo de recepção para transmitir e receber os sinais sobre os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação; e estabelecer uma conexão de comunicação entre as, pelo menos duas, estações sobre um percurso de comunicação selecionado com base na qualidade do dito modo de transmissão e do dito modo de recepção.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, que compreende:

monitorar periodicamente o primeiro e o segundo percursos de comunicação; e atualizar o status do melhor modo de transmissão e do melhor modo de recepção de ambos os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação das, pelo menos duas, estações.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, que compreende: trocar para outro percurso de comunicação quando a conexão de comunicação é interrompida; e restabelecer a conexão de comunicação sobre o outro percurso de comunicação.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, em que operar compreende:

enviar duas ou mais sequências de treinamento de dois ou mais modos de transmissão e recepção; e atribuir aos dois ou mais modos de transmissão e de recepção um número de setor de antena.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, em que reportar compreende:

receber por uma primeira estação das, pelo menos, duas ou mais estações duas ou mais sequências de treinamento;

determinar o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do primeiro e do segundo percursos com base nas ditas duas ou mais sequências de treinamento de acordo com o dito critério de qualidade; e gravar informações de primeiro percurso e as informações de segundo percurso na primeira estação, em que as informações de primeiro percurso incluem o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do primeiro percurso de comunicação e as informações de segundo percurso incluem o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do segundo percurso de comunicação.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, que compreende: reportar para a segunda estação as informações de primeiro percurso e as informações de segundo percurso.
7. Método de acordo com a reivindicação 2, em que monitorar compreende:

negociar um tempo de teste;

inserir o tempo de teste em um intervalo de tempo de canal reservado para as duas ou mais estações; e enviar um sinal de teste periódico utilizando uma mensagem.
8. Método de acordo com a reivindicação 3, em que trocar compreende:

medir um parâmetro de qualidade de conexão de comunicação; e trocar para o outro percurso de comunicação se o parâmetro de qualidade de conexão de comunicação estiver abaixo de um limite.
9. Dispositivo de comunicação sem fio, que compreende:

um controlador para operar um processo de treinamento de antena para descobrir um primeiro e um segundo percursos de comunicação para uma estação de uma rede de área pessoal, para classificar de acordo com um critério de qualidade os modos de transmissão e de recepção de uma antena, para reportar um melhor modo de transmissão e um melhor modo de recepção para transmitir e receber os sinais sobre os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação e estabelecer uma conexão de comunicação sobre um percurso de comunicação selecionado com base no critério de qualidade do dito modo de transmissão e do dito modo de recepção.
10. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 9, em que o controlador deve monitorar periodicamente o primeiro e o segundo percursos de comunicação e atualizar um status do melhor modo de transmissão e do melhor modo de recepção de ambos os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação.
11. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 9, em que o controlador é capaz de trocar para outro percurso de comunicação quando a conexão de comunicação é interrompida e restabelecer a conexão de comunicação sobre o outro percurso de comunicação.
12. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 9, que compreende:

uma memória para armazenar um modo de transmissão e de recepção relativos aos percursos primário e secundário; e um transmissor para transmitir duas ou mais sequências de treinamento para uma direção predeterminada de acordo com os modos de transmissão e recepção de um percurso ativo dos percursos primário e secundário.
13. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 12, em que o controlador deve atribuir um número de setor de antena aos dois ou mais modos de transmissão e de recepção.
14. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 9, que compreende:

um receptor para receber duas ou mais sequências de treinamento; e em que o dito controlador deve determinar o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do primeiro e do segundo percur sos com base nas ditas duas ou mais sequências de treinamento de acordo com o dito critério de qualidade e gravar em uma memória as informações de primeiro percurso e as informações de segundo percurso, em que as informações de primeiro percurso incluem o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do primeiro percurso de comunicação e as informações de segundo percurso incluem o melhor modo de transmissão e o melhor modo de recepção do segundo percurso de comunicação.
15. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 14, em que o controlador deve reportar para a dita estação as informações de primeiro percurso e as informações de segundo percurso.
16. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 10, em que o controlador deve negociar um tempo de teste, para inserir o tempo de teste em um intervalo de tempo de canal reservado para a comunicação com a dita estação e enviar um sinal de teste periódico utilizando uma mensagem.
17. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 11, que compreende:

um módulo de medição para medir um parâmetro de qualidade de conexão de comunicação, e um módulo de troca para trocar para o outro percurso de comunicação se o parâmetro de qualidade de conexão de comunicação atender um limite.
18. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 9, em que o controlador compreende um controlador de acesso de meio (MAC).
19. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 9, em que o dispositivo compreende uma estação de uma rede de área pessoal sem fio (WPAN).
20. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 19, em que a rede de área pessoal sem fio inclui uma piconet e o dispositivo de comunicação sem fio inclui um coordenador de piconet (PNC).
21. Dispositivo de comunicação sem fio, que compreende:

um controlador para operar um processo de treinamento de an tena para descobrir um primeiro e um segundo percursos de comunicação para uma estação de uma rede de área pessoal, para classificar de acordo com um critério de qualidade os modos de transmissão e de recepção de uma antena, para reportar um melhor modo de transmissão e um melhor modo de recepção para transmitir e receber os sinais sobre os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação e estabelecer uma conexão de comunicação sobre um percurso de comunicação selecionado com base no critério de qualidade do dito modo de transmissão e do dito modo de recepção; e uma antena de formação de feixe adaptável para transmitir sobre uma conexão de comunicação de mmWave.
22. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 21, em que o controlador deve monitorar periodicamente o primeiro e o segundo percursos de comunicação e atualizar um status do melhor modo de transmissão e do melhor modo de recepção de ambos os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação.
23. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 21, em que o controlador deve trocar para outro percurso de comunicação quando a conexão de comunicação é interrompida e restabelecer a conexão de comunicação sobre o outro percurso de comunicação.
24. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 21, que compreende:

uma memória para armazenar um modo de transmissão e de recepção relativos aos percursos primário e secundário; e um transmissor para transmitir duas ou mais sequências de treinamento para uma direção predeterminada de acordo com os modos de transmissão e recepção de um percurso ativo dos percursos primário e secundário.
25. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 24, em que o controlador deve atribuir um número de setor de antena aos dois ou mais modos de transmissão e de recepção.
26. Sistema de comunicação sem fio, que compreende:

um dispositivo de comunicação sem fio que inclui pelo menos um controlador para operar um processo de treinamento de antena para descobrir um primeiro e um segundo percursos de comunicação para uma estação de uma rede de área pessoal, para classificar de acordo com um critério de qualidade os modos de transmissão e de recepção de uma antena, para reportar um melhor modo de transmissão e um melhor modo de recepção para transmitir e receber os sinais sobre os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação e estabelecer uma conexão de comunicação sobre um percurso de comunicação selecionado com base no critério de qualidade do dito modo de transmissão e do dito modo de recepção.
27. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 26, em que o controlador deve monitorar periodicamente o primeiro e o segundo percursos de comunicação e atualizar um status do melhor modo de transmissão e do melhor modo de recepção de ambos os ditos primeiro e segundo percursos de comunicação.
28. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 26, em que o controlador deve trocar para outro percurso de comunicação quando a conexão de comunicação é interrompida e restabelecer a conexão de comunicação sobre o outro percurso de comunicação.
29. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 26, que compreende uma estação de uma rede de área pessoal sem fio (WPAN).
30. Dispositivo de comunicação sem fio de acordo com a reivindicação 19, que inclui uma piconet e o dispositivo de comunicação sem fio inclui um coordenador de piconet (PNC).