ES2335666T3 - Procedimiento para accesos aleatorios en una red local. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para regular accesos aleatorios en una red local apoyada por radio, que incluye al menos un punto de acceso (AP), una primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) dentro de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, al menos una estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2) fuera de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, y a la vez dentro de la zona de cobertura por radio de la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3), así como dado el caso otras estaciones de radio (QSTA1; QSTA4) dentro de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, asignando el punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, temporalmente a estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4) dentro de su zona de cobertura por radio recursos de radio (RPOLLQSTA2, RPOLLQSTA3, RPOLLQSTA4) para el envío de informaciones, y practicando estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4, RQSTA1, RQSTA2, RQSTA3) temporalmente un acceso aleatorio a recursos de radio para el envío de informaciones, caracterizado porque la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) envía una señal a la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2) de las que al menos hay una, que contiene informaciones sobre la admisibilidad de un acceso aleatorio de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, significando el acceso aleatorio un acceso a recursos de radio para el envío de informaciones sin asignación de recursos de radio, prohibiendo la señal (POLLDUMMY; RTSDUMMY; IBCQSTA2, TXOP=0, IBCQSTA3, TXOP=0; END2, END3) un acceso aleatorio de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una.
Description
Procedimiento para accesos aleatorios en una red
local.
La invención se refiere a un procedimiento para
regular accesos aleatorios en una red local apoyada por radio según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Bajo redes locales (LANs, Local Area Networks)
se entienden por lo general redes de comunicación con una extensión
de entre varias decenas de metros hasta 10 kilómetros. Las redes
locales apoyadas por radio se denominan WLANs (Wireless LANs; LANs
inalámbricas). No obstante, la mayoría de las LANs se extiende sólo
sobre algunos centenares de metros dentro de edificios o de una
organización (redes Inhouse o internas).
Las WLANs posibilitan la comunicación entre una
infraestructura de red ligada a líneas y ordenadores móviles u
otras estaciones del lado de los abonados. A menudo se utilizan
WLANs como complemento para LANs apoyadas por cable en determinados
entornos de trabajo. Por lo general incluyen las WLANs diversos
puntos de acceso (Access Points, APs), que están unidos entre sí
mediante una LAN apoyada por línea y en la cuales el transporte de
datos desde un emisor móvil se realiza a través de una sección de
radio hasta el AP y a continuación se retransmite a través de la
LAN. Las células cubiertas por las WLANs son, con un diámetro de
hasta varios centenares de metros, tan pequeñas en comparación con
las células de telefonía móvil usuales que se denominan
microcélulas.
Ejemplos de diversos estándares para WLANs son
HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth y WATM. Como redes locales
apoyadas por radio parecen imponerse no obstante actualmente, sobre
todo en USA y Europa, casi exclusivamente productos sobre la base
de la familia IEEE 802.11, poniéndose ya a disposición de manera
estándar las correspondientes conexiones Ethernet en muchos
ordenadores y ordenadores portátiles (p. e. Laptop, Notebook, PDA).
La interfaz de radio definida según el estándar IEEE 802.11b para
el acceso a redes locales corresponde funcionalmente a una conexión
cableada a redes locales (LANs), que hoy en día se han desarrollado
hasta constituir el estándar en oficinas. Las tarjetas de interfaz
para accesos apoyados por radio a redes locales, que se denominan
también NICs (Network Interface Cards, tarjetas de interfaz de red)
están fabricadas desde el punto de vista arquitectónico por lo
general como tarjetas de Internet estandarizadas y han de utilizarse
con los sistemas operativos actuales según el llamado Plug &
Play (enchufar y listo). Los ordenadores portátiles pueden
reequiparse con las correspondientes tarjetas de interfaz sin
problemas, si no se han suministrado ya desde fábrica con una
conexión integrada para un acceso cableado o apoyado por radio a
redes locales. En las siguientes generaciones de sistemas operativos
(por ejemplo
Windows XP de Microsoft), se pone a disposición un apoyo totalmente integrado de redes de radio locales (WLANs).
Windows XP de Microsoft), se pone a disposición un apoyo totalmente integrado de redes de radio locales (WLANs).
En general se utiliza para WLANs apoyadas por
radio la gama de frecuencias no concedida por licencia alrededor
de 2,4 GHz. Las velocidades de transmisión de datos se encuentran
en hasta 11 MBit/s. Las futuras WLANs podrían operar en la gama de
5 GHz y alcanzar velocidades de datos superiores a 50 MBit/s. Con
velocidades de datos de actualmente 11 MBit/s y en el futuro de 50
MBit/s, disponen los abonados de las WLANs de velocidades de datos
bastante superiores a las velocidades de datos que puede ofrecer la
siguiente, tercera generación de telefonía móvil (por ejemplo
UMTS). Con ello ha de preferirse para la transmisión de grandes
cantidades de datos, en particular en relación
con accesos a Internet, el acceso a redes locales apoyadas por radio (WLANs) para enlaces de alta velocidad de bits.
con accesos a Internet, el acceso a redes locales apoyadas por radio (WLANs) para enlaces de alta velocidad de bits.
El estándar presentado en 1999 para redes
locales apoyadas por radio IEEE 802.11 apoya tanto la adjudicación
de recursos de radio a estaciones de radio para el envío de
informaciones en situación de competencia, como también una
adjudicación sin competencia. La adjudicación de recursos de radio
sin competencia se utiliza también en los sistemas celulares WCDMA.
El documento US 2002/0089957 A1 describe al respecto un
procedimiento en el que la estación de base comunica a las
estaciones móviles en qué momentos tienen permiso para enviar un
código sobre el Random Access Channel (canal de acceso aleatorio),
para poder solicitar recursos de radio a través de la estación de
base. La adjudicación de recursos de radio sin competencia significa
que el punto de acceso asigna recursos de radio a estaciones de
radio, mientras que en la adjudicación con competencia las
estaciones de radio practican con un acceso aleatorio a los recursos
de radio. No obstante, en el marco de este estándar se tratan las
diversas demandas de recursos para el envío de informaciones
independientemente de la clase de utilización de que se trata. Así,
el estándar IEEE 802.11 no está en condiciones de garantizar una
calidad de servicio (QoS, Quality of Service). Para eliminar esta
deficiencia entre otras, se propone en el marco del futuro estándar
IEEE 802.11e un desarrollo más avanzado de la capa del control del
acceso a medios (MAC layer, Medium Access Control). En el documento
WO 03/026221 A1 se describen los procedimientos de acceso a medios
según IEEE 802.11. A continuación se describen algunos rasgos
básicos del futuro estándar IEEE 802.11e:
- \bullet
- El intervalo de tiempo entre las señales de baliza (beacons) de los puntos de acceso está fijado. Una estación de radio no está por lo tanto ya en condiciones de forzar al punto de acceso a un envío retardado de la señal de baliza.
- \bullet
- Bajo datos de una categoría de servicios (Traffic Category, TC) se entienden datos de la capa MAC con una determinada prioridad.
- \bullet
- Un punto de acceso puede asignar recursos de radio a una estación de radio. Este proceso se denomina "polling" (sondeo). Además, puede enviar una estación de radio por acceso aleatorio informaciones, utilizándose entonces el EDCF (Enhanced Distributed Coordination Function, función de coordinación distribuida mejorada). Esto se basa en el procedimiento CSMA (Carrier Sense Multiple Access, acceso múltiple por detección de portadora), intentándose evitar colisiones de señales de radio mediante un mecanismo back-off (retirada). Entonces detecta una estación de radio mediante medición si el medio, es decir, el recurso de radio está ocupado. Si el medio está ocupado, se calcula un tiempo de back-off, transcurrido el cual se inicia un acceso aleatorio a los recursos de radio. En este cálculo intervienen parámetros de la categoría de servicio.
- \bullet
- El punto de acceso controla el intervalo de tiempo máximo a utilizar (Transmisión Opportunity) en el modo EDCF. Cada estación en la zona de cobertura por radio del punto de acceso puede tomar este valor de la señal de baliza enviada periódicamente por el punto de acceso.
- \bullet
- En las fases de tiempo sin competencia (fases libres de competencia) puede asignar el punto de acceso a las estaciones de radio mediante el polling períodos de tiempo de diferente longitud para el envío de informaciones.
- \bullet
- Las estaciones de radio que priorizan las informaciones que las mismas han de enviar según el TC, se denominan estaciones de calidad del servicio (Quality of Service Stations, QSTA). Además de las mismas, pueden existir en la red local apoyada por radio también estaciones de radio que no realizan tal priorización.
- \bullet
- Un punto de acceso que realiza la asignación de recursos de radio a estaciones de calidad del servicio y a otras estaciones, así como la regulación relativa a la adjudicación de recursos de radio en competencia, se denomina coordinador híbrido (Hybrid Coordinator, HC). Cada estación de calidad de servicio dispone de las capacidades necesarias para realizar estas tareas.
- \bullet
- Con el concepto de la oportunidad de transmisión (Transmisión Opportunity) TXOP se designa por un lado el máximo espacio de tiempo a utilizar para un acceso aleatorio durante la fase de competencia en el modo EDCF. Es decir, en el caso de que el medio esté disponible según las reglas del EDCF para una estación de radio, puede utilizar esta estación de radio la TXOP para enviar informaciones. Por otro lado, designa la TXOP también aquel espacio de tiempo del que dispone una estación de radio para enviar informaciones una vez que a esta estación de radio le han sido asignados recursos por un punto de acceso. La longitud de la TXOP se comunica con miras a la fase de competencia en la señal de baliza del control de acceso y con miras a la fase sin competencia contiene la señal que indica la asignación de recursos de radio a una estación de radio informaciones sobre la longitud de la correspondiente TXOP.
La zona de cobertura por radio de una WLAN es
típicamente de entre 50 y 200 metros. Si se mantiene una estación
de radio más alejada de un punto de acceso, es decir, fuera de la
zona de cobertura por radio del punto de acceso, se trata de una
estación de radio alejada, con la que no es posible ningún contacto
directo con el punto de acceso. Para aumentar la zona de cobertura
por radio de una WLAN, puede por lo tanto hacerse posible un
puenteo de la señal de radio entre una estación alejada y un punto
de acceso a través de estaciones que se encuentran simultáneamente
en las zonas de cobertura por radio del punto de acceso y de la
estación alejada. Tales conceptos multi-hop
(multisalto) aumentan la rentabilidad de las WLANs, ya que en este
caso puede utilizarse la costosa infraestructura de una WLAN de
manera más eficiente.
Por supuesto resultan cuando se incluyen
estaciones de radio alejadas en WLANs también una serie de
problemas. Así, existe el peligro de que las estaciones alejadas,
debido a sus accesos aleatorios, generen indeseadas señales
perturbadoras para señales de otras estaciones de radio, como por
ejemplo para las importantes señales de baliza. Tales efectos han
de evitarse. Por otro lado, debe posibilitarse con la mayor
frecuencia posible a las estaciones alejadas un acceso aleatorio
con miras a una buena utilización de los escasos recursos de radio.
De especial importancia es una interacción adecuada entre
prohibición y permiso para un acceso aleatorio.
Por lo tanto, la invención tiene como tarea
básica mostrar un procedimiento eficiente del tipo citado al
principio para regular accesos aleatorios en una red local apoyada
por radio cuando existan estaciones de radio alejadas.
Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento
con las características de la reivindicación 1.
En la red local apoyada por radio asigna un
punto de acceso, de los que al menos hay uno, temporalmente recursos
de radio para el envío de informaciones a estaciones de radio
dentro de su zona de cobertura y temporalmente practican estaciones
de radio un acceso aleatorio a recursos de radio para el envío de
informaciones. En el marco de la invención, envía la primera
estación de radio una señal a una estación de radio alejada, de las
que al menos hay una, que contiene informaciones sobre el permiso
para un acceso aleatorio de una estación de radio alejada, de las
que al menos hay una. Aquí significa acceso aleatorio un acceso a
recursos de radio para el envío de informaciones sin asignación de
recursos de radio. La señal prohíbe un acceso aleatorio de una
estación de radio alejada, de las que al menos hay una.
Si se asignan a una estación de radio recursos
de radio, o puede obtener la estación de radio recursos de radio
para sí misma mediante un acceso aleatorio con éxito, entonces puede
esta estación de radio asignar recursos de radio a estaciones de
radio alejadas dentro de su zona de cobertura por radio. La estación
de radio puede dejar practicar a sus estaciones de radio alejadas
también accesos aleatorios a los recursos de radio. De manera
ventajosa, tiene lugar una información a las estaciones de radio
alejadas sobre la admisibilidad de un acceso aleatorio al principio
y/o al final de un tal espacio de tiempo para el que a su estación
de radio le fueron asignados recursos o que pudo obtenerlos para sí
misma por acceso aleatorio.
El procedimiento correspondiente a la invención
permite un manejo flexible de los derechos de acceso aleatorio de
estaciones de radio alejadas en una red local apoyada por radio.
Mediante la prohibición de un acceso aleatorio, pueden reducirse
indeseadas colisiones de señales o bien síntomas de interferencias y
mediante el permiso para un acceso aleatorio se aprovechan mejor
los escasos recursos de radio.
Diversas mejoras y perfeccionamientos son objeto
de las reivindicaciones subordinadas.
La señal puede prohibir un acceso aleatorio de
la estación de radio alejada, de las que al menos hay una, en
particular durante un determinado período de tiempo. Una prohibición
de un acceso aleatorio limitada en el tiempo, o también ilimitada
en el tiempo, evita que las correspondientes estaciones de radio
alejadas intenten realizar un acceso aleatorio. Así se
"silencian" las estaciones de radio alejadas, salvo que se les
asignen recursos de radio o que se levante la prohibición, o bien
que haya transcurrido el espacio de tiempo de la prohibición.
En un perfeccionamiento de la invención, incluye
la señal una asignación de recursos de radio a otra distinta a la
estación de radio alejada, de las que al menos hay una, en
particular a la primera estación de radio. Una asignación de
recursos de radio a una estación de radio impide que otras
estaciones de radio realicen accesos aleatorios en ese periodo de
tiempo. La primera estación de radio puede por lo tanto por ejemplo
asignar a sí misma, o a otra cualquiera estación de radio, a
excepción de sus estaciones de radio alejadas, recursos de radio,
para así evitar un acceso aleatorio de sus estaciones de radio no
alejadas. Esta señal de la asignación de recursos de radio no
significa en realidad ninguna asignación real de recursos de radio,
ya que la primera estación de radio no está autorizada frente a
otras estaciones de radio con la excepción de sus estaciones de
radio alejadas por lo general para asignar recursos. Más bien se
trata al respecto de una señal "dummy" (postiza), que incluye
la prohibición de un acceso aleatorio para las estaciones de radio
alejadas afectadas.
En otro perfeccionamiento de la invención indica
la señal la disponibilidad de recursos de radio para otra estación
distinta a la estación de radio alejada, de las que al menos hay
una, en particular para la primera estación de radio, una vez que
el acceso aleatorio ha tenido éxito. Un acceso aleatorio con éxito
de una estación de radio impide que otras estaciones de radio
realicen accesos aleatorios en el espacio de tiempo disponible para
el acceso aleatorio que ha tenido éxito. La primera estación de
radio indica previamente en base a la señal que la misma, u otra
cualquiera estación de radio a excepción de sus estaciones de radio
alejadas, ha realizado un acceso aleatorio con éxito, para con ello
impedir un acceso aleatorio a sus estaciones de radio alejadas.
También esta señal es una señal "dummy". Por ejemplo puede
indicar la señal un envío de informaciones a otra estación distinta
de la estación de radio alejada, de las que al menos hay una, en
particular a la primera estación de radio. La primera estación de
radio puede por lo tanto indicar previamente el deseo de enviar a
sí misma informaciones tras tener éxito el acceso aleatorio.
Finalmente, en otro perfeccionamiento de la
invención incluye la señal la fijación del máximo espacio de tiempo
a utilizar para un acceso aleatorio en el valor cero. Bajo el máximo
espacio de tiempo a utilizar para un acceso aleatorio se entiende
aquí el valor del espacio de tiempo del que dispone una estación de
radio para la comunicación, cuando la misma ha realizado con éxito
un acceso aleatorio. En este espacio de tiempo puede estar incluido
el espacio de tiempo utilizado para la señal de acceso aleatorio o
no estarlo. Ventajosamente la señal es una señal de baliza. Puede
tratarse también de una señal correspondiente a una señal de baliza,
siempre que la tarea de la señal, al igual que la tarea de la señal
de baliza, sea entre otros fijar el valor del espacio de tiempo
máximo a utilizar para un acceso aleatorio. Tras una tal señal ya no
disponen las estaciones alejadas afectadas de más tiempo para un
acceso aleatorio.
Según un perfeccionamiento ventajoso de la
invención, permite otra señal un acceso aleatorio de la estación de
radio alejada, de las que al menos hay una. A menudo tiene sentido
incluir una tal señal para el permiso para un acceso aleatorio una
vez que previamente ha tenido lugar una prohibición ilimitada en el
tiempo de un acceso aleatorio, o bien ha de cancelarse una
prohibición limitada en el tiempo antes de que transcurra el
correspondiente espacio de tiempo. En estos casos se utiliza así el
procedimiento correspondiente a la invención en diversas
configuraciones. Favorablemente se adapta el tipo de la señal de
permiso al tipo de la señal de prohibición.
En un perfeccionamiento de la invención indica
la otra señal la finalización de una ocupación de recursos de
radio. Las estaciones de radio alejadas detectan en base a esta otra
señal que una prohibición del acceso aleatorio, en base al hecho de
que están ocupados recursos debido a la asignación de recursos de
radio a otras estaciones de radio o debido a un acceso aleatorio
con éxito por parte de otras estaciones, ya no tiene vigencia y por
lo tanto un acceso aleatorio está permitido hasta nuevas
indicaciones.
En otro perfeccionamiento de la invención,
incluye la otra señal una fijación del máximo espacio de tiempo a
utilizar para un acceso aleatorio en un valor mayor que cero. Este
tipo de señal de permiso es especialmente adecuado tras una señal
de prohibición que ha transmitido una fijación del máximo espacio de
tiempo a utilizar para un acceso aleatorio en el valor cero.
Ventajosamente depende el valor del espacio de tiempo a utilizar
para un acceso aleatorio de la cantidad de estaciones de radio
alejadas fuera de la zona de cobertura por radio del punto de
acceso, de los que al menos hay uno, y a la vez dentro de la zona de
cobertura por radio de la primera estación de radio. Esto permite
una distribución eficiente de recursos de radio mediante el
procedimiento de acceso aleatorio. La otra señal puede ser en
particular una señal de baliza o una señal correspondiente a una
señal de baliza.
Como consecuencia de una configuración mejorada
de la invención, incluye la otra señal informaciones sobre un
espacio de tiempo utilizable por todas las estaciones de radio de la
red local apoyada por radio para un acceso aleatorio a recursos de
radio. Este espacio de tiempo está disponible así para accesos
aleatorios de las estaciones de radio dentro de la zona de
cobertura por radio del punto de acceso y de las estaciones de
radio alejadas fuera de la zona de cobertura por radio del punto de
acceso. Un tal espacio de tiempo repercute de manera especialmente
positiva sobre el aprovechamiento de los recursos de radio. La otra
señal indica así un espacio de tiempo que pueden utilizar con
seguridad las estaciones de radio alejadas para accesos aleatorios.
Es posible tanto que éste sea el único espacio de tiempo para los
accesos aleatorios de las estaciones de radio alejadas como también
que puedan existir uno o varios espacios de tiempo adicionales para
accesos aleatorios para todas o para algunas estaciones de radio
alejadas. La correspondiente señal para indicar un espacio de
tiempo para un acceso aleatorio común, la transmite también el punto
acceso a las estaciones de radio dentro de la zona de cobertura por
radio del punto de acceso.
Ventajosamente las informaciones son la longitud
del espacio de tiempo utilizable por todas las estaciones de radio
de la red local apoyada por radio para un acceso aleatorio a
recursos de radio y/o el instante inicial de este espacio de
tiempo. La simple comunicación de la longitud del espacio de tiempo
es posible entonces cuando el instante inicial puede ser averiguado
de otra manera por las estaciones alejadas. La sola comunicación de
un instante inicial es ventajosa juntamente con una señal que dado
el caso indica en un instante posterior el final del espacio de
tiempo.
En un perfeccionamiento de la invención asigna,
fuera del espacio de tiempo, exclusivamente un punto de acceso, de
los que al menos hay uno, recursos de radio a estaciones de radio
dentro de su zona de cobertura por radio. Un acceso aleatorio por
parte de estaciones de radio dentro de la zona de cobertura por
radio del punto de acceso no está permitido por lo tanto fuera del
espacio de tiempo para el acceso aleatorio común. Los recursos de
radio se distribuyen en estos instantes exclusivamente centralmente
mediante el punto de acceso. También las estaciones de radio
alejadas tienen prohibido básicamente el acceso aleatorio. No
obstante, si se asignan a una estación de radio recursos de radio,
entonces ésta tiene libertad para permitir a sus estaciones de
radio alejadas accesos aleatorios a los recursos de radio durante el
espacio de tiempo que las mismas tienen disponible. Este proceder
evita indeseadas colisiones de las señales de acceso aleatorio de
estaciones de radio alejadas con otras señales fuera del espacio de
tiempo utilizable por todas las estaciones de radio para un acceso
aleatorio.
En una configuración mejorada de la invención,
se encuentran las informaciones en el campo
Duration-ID de una trama MAC. En este caso pueden
seleccionar todas las estaciones de radio de la red local apoyada
por radio los correspondientes bits del campo
Duaration-ID para obtener las informaciones
necesarias sobre el espacio de tiempo para el acceso aleatorio
común.
Ventajosamente puede ser la otra señal una señal
de baliza o una señal para la asignación de recursos de radio o una
señal que indica la disponibilidad de recursos de radio tras un
acceso aleatorio con éxito.
Ventajosamente se envía la señal o también la
otra señal desde la primera estación de radio durante un espacio de
tiempo en el que están asignados recursos de radio a la primera
estación por parte del punto de acceso, de los que al menos hay
uno, o durante el cual la primera estación de radio tiene
disponibles recursos tras un acceso aleatorio con éxito.
Particularidades y detalles de la invención se
describirán a continuación en base a un ejemplo de ejecución. Al
respecto muestran
figura 1: un detalle de una red local apoyada
por radio,
figura 2: una distribución de recursos a modo de
ejemplo,
figura 3: un asignación de recursos a modo de
ejemplo cuando existen estaciones alejadas Quality of Service (de
calidad del servicio),
figura 4: un procedimiento correspondiente a la
invención para la distribución de recursos cuando existen estaciones
Quality of Service alejadas, utilizando mensajes POLLDUMMY,
figura 5: un procedimiento correspondiente a la
invención para la distribución de recursos cuando existen estaciones
Quality of Service alejadas utilizando mensajes RTSDUMMY,
figura 6: un procedimiento correspondiente a la
invención para la distribución de recursos cuando existen estaciones
Quality of Service alejadas utilizando señales de baliza
adicionales,
figura 7: la utilización correspondiente a la
invención de señales de baliza adicionales,
figura 8: un procedimiento correspondiente a la
invención para la distribución de recursos cuando existen
estaciones Quality of Service alejadas utilizando una fase de
competencia común,
figura 9: una trama MAC dentro del estándar IEEE
802.11e,
figura 10: un campo Duration ID correspondiente
a la invención de una trama MAC.
El ejemplo de ejecución se refiere a una red
local apoyada por radio según el modo del estándar IEEE 802.11e. La
figura 1 muestra un detalle de una tal red, compuesta por el
coordinador híbrido (Hybrid Coordinator) HC, que está unido con la
funcionalidad de un punto de acceso AP. El punto de acceso a radio
AP está unido con la red local LAN. En la zona de cobertura por
radio del Hybrid Coordinator HC, se encuentran cuatro estaciones
Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4.
Si tiene la intención tanto la estación Quality
of Service QSTA3 como también la estación Quality of Service QSTA4
de enviar datos con un retardo lo menor posible y una elevada
categoría de tráfico o de servicios (Traffic Category), realizará
el Hybrid Coordinator HC una asignación de recursos de radio a estas
estaciones de radio según los valores correspondientes de la
Traffic Category.
Es posible que el Hybrid Coordinator HC defina
espacios de tiempo durante los cuales las estaciones Quality of
Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4 realicen, en competencia entre
sí, accesos aleatorios a los recursos de radio, para así obtener
para sí mismas recursos de radio para el envío de informaciones. En
espacios de tiempo definidos para las fases de competencia, puede
enviar el punto de acceso un mensaje que indica el final de la fase
libre de competencia. Una segunda posibilidad como alternativa a
fases de competencia definidas, es que esté permitido el acceso
aleatorio a las estaciones Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y
QSTA4 siempre que en ese momento no tenga asignado ningún recurso
de radio el Hybrid Coordinator HC a una de las estaciones Quality
of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4. En ambos casos practican las
estaciones Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4 en las
correspondientes fases de competencia accesos aleatorios a los
recursos de radio, para enviar datos con valores bajos de la Traffic
Category.
La figura 2 muestra a modo de ejemplo una
distribución de recursos de radio. A la derecha se representa el
tiempo. El Hybrid Coordinator HC o bien el punto de acceso AP envían
al principio una señal de baliza BCAP (BeaCon Access Point, punto
de acceso de baliza). La señal de baliza BCAP del punto de acceso AP
sirve entre otros para la sincronización en el tiempo y contiene la
distancia en el tiempo hasta la siguiente señal de baliza (no
representado), la longitud de la Transmission Opportunity para el
acceso aleatorio según el procedimiento EDCF y parámetros QoS.
Además, permite la señal de baliza a las estaciones de radio
encontrar el punto de acceso adecuado. Tras el envío de la señal de
baliza, asigna el Hybrid Coordinator HC a la estación Quality of
Service QSTA3 recursos de radio con una señal POLLQSTA3. Esta señal
POLLQSTA3 contiene informaciones sobre qué espacio de tiempo
RPOLLQSTA3 tiene la estación Quality of Service QSTA3 para enviar
informaciones. A continuación del espacio de tiempo RPOLLQSTA3
asigna el Hybrid Coordinator HC a la estación Quality of Service
QSTA4 recursos de radio con una señal POLLQSTA4. Esta señal
POLLQSTA4 contiene informaciones sobre qué espacio del tiempo
RPOLLQSTA4 puede utilizar la estación Quality of Service QSTA4 para
enviar informaciones. Ambos espacios de tiempo RPOLLQSTA3 y
RPOLLQSTA4 pueden ser igual de largos o distintos. Estos dos
espacios de tiempo corresponden a respectivas Transmission
Opportunities para la asignación de recursos.
Todas las estaciones de radio en la zona de
cobertura por radio del punto de acceso AP, es decir, las estaciones
Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4, reciben las señales
POLLQSTA3 y POLLQSTA4. Puesto que las señales POLLQSTA3 y POLLQSTA4
contienen informaciones sobre los espacios de tiempo RPOLLQSTA3 y
RPOLLQSTA4, conocen las estaciones de radio a las que no se ha
asignado ningún recurso durante qué espacio de tiempo está
prohibido el acceso aleatorio. En el caso de la asignación de
recursos a la estación Quality of Service QSTA3, consideran las
estaciones de radio que el recurso de radio está reservado durante
el espacio de tiempo RPOLLQSTA3 para la estación Quality of Service
QSTA3 y por lo tanto no intentan durante este tiempo obtener para sí
recursos mediante acceso aleatorio. Esta reserva de recursos de
radio se realiza en las estaciones de radio mediante el vector de
ubicación de red (Network Allocation Vector, NAV), al que tras la
recepción de la señal RPOLLQSTA3 se le asigna el valor del espacio
de tiempo reservado RPOLLQSTA3. Se alterna así la adjudicación de
recursos de radio mediante una asignación por parte del punto de
acceso por un lado y mediante el acceso aleatorio por otro
lado.
A continuación del espacio de tiempo RPOLLQSTA4,
pueden practicar las estaciones Quality of Service QSTA1, QSTA2,
QSTA3 y QSTA4 en competencia el acceso aleatorio a los recursos de
radio. En la figura 2 podría imponerse con éxito en competencia la
estación Quality of Service QSTA3. La misma dispone entonces de
recursos de radio durante el espacio de tiempo RCONTQSTA3. La misma
envía un mensaje Ready to Send (listo para enviar) RTS QSTA3 TO
QSTA2 a la estación Quality of Service QSTA2, que indica que está
dispuesta a enviar informaciones para la estación Quality of
Service QSTA2. La estación Quality of Service QSTA2 contesta con un
mensaje Clear to Send (permiso para emisión) CTS QSTA2 TO QSTA3. A
continuación envía la estación Quality of Service QSTA3 las
informaciones DATA, a continuación de lo cual la estación Quality of
Service QSTA2 contesta con una confirmación de recepción ACK. El
espacio de tiempo RCONTQSTA3 corresponde a la Transmission
Opportunity que ha podido obtener para sí en competencia la
estación Quality of Service QSTA3. La longitud del espacio de tiempo
RCONTQSTA3 se comunicó a las estaciones Quality of Service QSTA1,
QSTA2, QSTA3 y QSTA4 en la señal de baliza BCAP enviada por el
Hybrid Coordinator HC.
La figura 1 muestra, además de las estaciones
Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4, tres estaciones
Quality of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3. Estas
estaciones Quality of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 se
encuentran fuera de la zona de cobertura por radio del punto de
acceso AP. Las estaciones Quality of Service alejadas RQSTA1 y
RQSTA2 se encuentran dentro de la zona de cobertura por radio de la
estación Quality of Service QSTA3, mientras que la estación Quality
of Service alejada RQSTA3 se encuentra en ese momento en la zona de
cobertura por radio de la estación Quality of Service QSTA2. La zona
de cobertura por radio de la red local apoyada por radio debe ahora
ampliarse tal que las estaciones Quality of Service QSTA2 y QSTA3
establezcan el enlace por radio entre las correspondientes
estaciones Quality of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 en
su zona de acceso por radio y el punto de acceso AP. Tales
estaciones Quality of Service QSTA2 y QSTA3, que posibilitan una
transmisión de datos Multi-Hop (multisalto), se
denominan también Wireless Routers (enrutadores inalámbricos).
Para ello envían ambas estaciones Quality of
Service QSTA2 y QSTA3 periódicamente señales de baliza a las
estaciones Quality of Service RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 en su
correspondiente zona de cobertura por radio. Allí se comunica a las
estaciones Quality of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 la
Transmission Opportunity disponible para el acceso aleatorio, con
lo que las mismas pueden obtener para sí recursos de radio en
competencia según el procedimiento EDCF.
La figura 3 muestra un ejemplo de la
distribución de recursos cuando existen estaciones Quality of
Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3. A la derecha se indica el
tiempo. La barra superior corresponde a las señales emitidas a lo
largo del tiempo por el punto de acceso AP, la barra central a las
señales emitidas por la estación Quality of Service QSTA2 y la
barra inferior a las señales emitidas por la estación Quality of
Service QSTA3. Inicialmente envía el punto de acceso AP una señal
de baliza BCAP. A continuación asigna el punto de acceso AP
recursos a la estación Quality of Service QSTA2 utilizando la señal
POLLQSTA2. El siguiente espacio de tiempo RPOLLQSTA2 está
disponible para la estación Quality of Service QSTA2. Ésta puede
enviar dentro del espacio de tiempo RPOLLQSTA2 informaciones al
punto de acceso AP o a estaciones de radio. Además, puede asignar
la estación Quality of Service QSTA2 dentro del espacio del tiempo
RPOLLQSTA2 recursos a la estación Quality of Service alejada QSTA3
o permitir a la estación Quality of Service alejada RQSTA3 un acceso
aleatorio. Para las fases de competencia para el acceso aleatorio
de estaciones Quality of Service alejadas, rigen las
correspondientes indicaciones relativas al acceso aleatorio de las
estaciones Quality of Service dentro de la zona de cobertura por
radio del punto el acceso AP. Al comienzo envía la estación Quality
of Service QSTA2 una señal de baliza BCQSTA2, en la cual comunica a
la estación Quality of Service alejada RQSTA3 dentro de su zona de
cobertura por radio, entre otros, la longitud de la Transmission
Opportunity para el acceso aleatorio.
Tras transcurrir el espacio de tiempo
RPOLLQSTA2, asigna el punto de acceso AP recursos a la estación
Quality of Service QSTA3 utilizando la señal POLLQSTA3. El
siguiente espacio de tiempo RPOLLQSTA3 está disponible para la
estación Quality of Service QSTA3, que puede utilizar el espacio
RPOLLQSTA3 para enviar informaciones. Además, puede asignar la
estación Quality of Service QSTA3 durante el espacio de tiempo
RPOLLQSTA3 recursos de radio a las estaciones Quality of Service
alejadas RQSTA1 y RQSTA2 dentro de su zona de cobertura por radio o
permitir a éstas en competencia realizar accesos aleatorios a los
recursos de radio. Al comienzo envía también la estación Quality of
Service QSTA3 una señal de baliza BCQSTA3, en la que se comunica a
las estaciones Quality of Service alejadas RQSTA1 y RQSTA2 dentro
de su zona de cobertura por radio, entre otros, la longitud de la
Transmission Opportunity para el acceso aleatorio.
Cuando para las estaciones Quality of Service
alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 no esté fijado en ningún espacio
de tiempo definido para la fase de competencia, pueden realizar las
mismas según el procedimiento EDCF accesos aleatorios cuando las
mismas detecten que el medio de radio no está ocupado. En la figura
3 se representa el caso de que la estación Quality of Service
alejada RQSTA3 envía un mensaje Ready to Send RTS RQSTA3 en el
acceso aleatorio. Tal como se observa en la figura 3, colisiona este
mensaje Ready to Send RTS RQSTA3 de la estación Quality of Service
alejada QSTA3 en el tiempo con la señal de baliza BCQSTA3 de la
estación Quality of Service QSTA3. Una tal colisión tiene por lo
general como consecuencia que ninguna de las señales llegue sin
daño a un receptor. Tales colisiones de señales de acceso aleatorio
de estaciones Quality of Service alejadas con señales de estaciones
Quality of Service, en particular con las señales de baliza,
significan un obstáculo para la comunicación dentro de las redes
locales apoyadas por radio con estaciones Quality of Service
alejadas.
La figura 4 representa una posibilidad
correspondiente a la invención de comunicar a las estaciones Quality
of Service alejadas que en el futuro no tienen permiso para
practicar ningún acceso aleatorio. Para ello envía la estación
Quality of Service QSTA2 al final del espacio del tiempo RPOLLQSTA2
que le había sido asignado por el punto de acceso AP con la señal
POLLQSTA2, una señal POLLDUMMY. Con esta señal asigna la estación
Quality of Service QSTA2 recursos a una estación de radio que no se
encuentra dentro de su zona de cobertura por radio. Puede tratarse
al respecto de una estación de radio que se encuentra fuera de la
zona de cobertura de la estación Quality of Service QSTA2, o
también de una estación de radio que no existe dentro de la red
local apoyada por radio. Otra posibilidad adicional es la
asignación de recursos de radio a sí misma. Cada una de estas
señales POLLDUMMY da lugar a que la estación Quality of Service
alejada RQSTA3 considere que el recurso de radio está reservado
para un espacio de tiempo contenido dado el caso en la señal
POLLDUMMY, y con ello no ejercita ningún acceso aleatorio. La
estación Quality of Service alejada RQSTA3 coloca por lo tanto su
Network Allocation Vector (vector de ubicación de red) en el valor
del espacio de tiempo que dado en caso se le ha comunicado con la
señal POLLDUMMY.
Puesto que las señales de baliza deben ser
enviadas dentro del estándar IEEE 802.11e a intervalos fijos, puede
calcular la estación Quality of Service QSTA2 la longitud del
espacio de tiempo en la señal POLLDUMMY a partir de la distancia en
tiempo desde el final del espacio de tiempo RPOLLQSTA2 hasta la
siguiente señal de baliza a enviar por la estación Quality of
Service QSTA2. Mediante este proceder queda asegurado que la
estación Quality of Service alejada RQSTA3 no realiza ningún acceso
aleatorio durante el espacio de tiempo RPOLLQSTA3 que se asigna en
la figura 4 a la estación Quality of Service QSTA3.
Las señales BCQSTA3 y POLLDUMMY, que son
enviadas por la estación Quality of Service QSTA3, corresponden a
las de la estación Quality of Service QSTA2. El contenido de las
correspondientes señales puede naturalmente ser diferente del de
las señales de la estación Quality of Service QSTA2.
La estación Quality of Service QSTA2 comunica a
la estación Quality of Service alejada RQSTA3 mediante su señal de
baliza BCQSTA2 la longitud de la Transmission Opportunity para el
acceso aleatorio. Al respecto hay que observar que esta longitud no
debe sobrepasar la duración de RPOLLQSTA2 menos la longitud de las
señales BCQSTA2 y POLLDUMMY y eventualmente sustrayendo además
determinados tiempos de protección. Como tiempo de protección se
utiliza aquí por ejemplo el PIFS (Point Coordination Function
Interframe Spacing, espacio entre tramas de la función de
coordinación de puntos).
En la figura 4 se representa el caso de que la
estación Quality of Service QSTA2 a continuación del espacio de
tiempo RPOLLQSTA3 puede obtener para sí recursos de radio mediante
acceso aleatorio. El correspondiente espacio de tiempo RCONTQSTA2
puede tomarse de la señal de baliza BCAP del punto de acceso AP. Si
la estación Quality of Service QSTA2 tiene la intención de utilizar
el recurso obtenido en competencia para el envío de informaciones a
la estación Quality of Service alejada RQSTA3, entonces puede la
misma enviar al comienzo del espacio de tiempo RCONTQSTA2 una señal
QoSNULL. Esta señal indica a la estación Quality of Service alejada
RQSTA3 que el recurso de radio ya no está ocupado. Cuando se utiliza
el Network Allocation Vector, provoca la señal QoSNULL una puesta a
cero del Network Allocation Vector. Dentro del espacio de tiempo
RCONTQSTA2 puede asignar la estación Quality of Service QSTA2
recursos a la estación Quality of Service alejada RQSTA3 o dejar
que ésta pactique accesos aleatorios. Al final del espacio de tiempo
RCONTQSTA2 envía la estación Quality of Service QSTA2 de nuevo una
señal POLLDUMMY, para evitar que la estación Quality of Service
alejada RQSTA3 practique en el futuro un acceso aleatorio. El
espacio de tiempo contenido en la señal POLLDUMMY, durante el que
se prohíbe a la estación Quality of Service alejada RQSTA3 un acceso
aleatorio, puede determinarse de nuevo mediante la distancia en el
tiempo hasta la siguiente señal de baliza BCQSTA2 a enviar por la
estación Quality of Service QSTA2.
La correspondiente utilización de una señal
QoSNULL es posible también en el caso de que la estación Quality of
Service QSTA2 tenga de nuevo una asignación de recursos dentro del
mismo periodo de señal de baliza del punto de acceso AP.
En la figura 4 se representa a modo de ejemplo
el caso de que la estación Quality of Service QSTA3, a continuación
del espacio de tiempo RCONTQSTA2, puede obtener para sí recursos por
acceso aleatorio. Para las señales QoSNULL y POLLDUMMY enviadas por
la estación Quality of Service QSTA3, rigen correspondientemente las
anteriores explicaciones.
Alternativamente al envío de una señal POLLDUMMY
por parte de las estaciones Quality of Service QSTA 2 y QSTA3,
pueden enviar las mismas también una señal RTSDUMMY a las estaciones
Quality of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 en su
respectiva zona de cobertura por radio. Esta posibilidad se
representa en la figura 5. La señal RTSDUMMY contiene un mensaje
Ready to Send a una estación de radio que no se encuentra dentro de
la zona de cobertura por radio de la correspondiente estación
Quality of Service QSTA2 o QSTA3. Tal como se ha descrito para la
utilización de mensajes POLLDUMMY, pueden ser los destinatarios del
mensaje Ready to Send RTSDUMMY una estación de radio que se
encuentra fuera de la zona de cobertura por radio de la
correspondiente estación Quality of Service QSTA2 o QSTA3, o
también una estación de radio que no existe dentro de la red local
apoyada por radio. Otra posibilidad es de nuevo el envío del
mensaje Ready to Send RTSDUMMY a sí misma. En el caso del envío de
un mensaje Ready to Send RTSDUMMY, consideran las estaciones Quality
of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 que el medio de radio
está ocupado para accesos aleatorios durante el espacio de tiempo de
la Transmission Opportunity que les ha sido comunicado en la señal
de baliza de la correspondiente estación Quality of Service QSTA2 o
QSTA3.
Las estaciones Quality of Service QSTA2 y QSTA3
pueden decidir en función de la situación si para prohibir un
futuro acceso aleatorio a las correspondientes estaciones Quality of
Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 ha de utilizarse una señal
POLLDUMMY o una señal RTSDUMMY.
Otra posibilidad adicional de impedir que las
estaciones Quality of Service alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3
inicien un acceso aleatorio, consiste en una manipulación de las
señales de baliza de las correspondientes estaciones Quality of
Service QSTA2 y QSTA3. Las señales de baliza deben enviarse a
intervalos regulares desde el punto de acceso AP según el estándar
IEEE 802.11e, siendo conocido el periodo de las señales de baliza
de las estaciones Quality of Service. La distancia entre dos señales
de baliza, es decir, el periodo de las señales de baliza es
típicamente de unos 100 ms. Igualmente deberían enviarse a
intervalos regulares las señales de baliza de las estaciones
Quality of Service que funcionan como puente para estaciones Quality
of Service alejadas. No obstante, es compatible con este principio
el envío de una señal de baliza adicional (intermediate beacon)
entre dos señales de baliza. Estas señales de baliza adicionales
pueden enviarse a intervalos arbitrarios. En las señales de baliza
se comunica a las estaciones Quality of Service o bien a las
estaciones Quality of Service alejadas la Transmission Opportunity
como la duración del intervalo del que disponen las mismas para la
comunicación tras un acceso aleatorio con éxito. La longitud de la
Transmission Opportunity es así un valor fijo hasta el envío de la
siguiente señal de baliza, que comunica de nuevo el valor de la
Transmission Opportunity para el siguiente periodo de la señal de
baliza. Otras señales de baliza adicionales permiten modificar el
valor de la Transmission Opportunity incluso dentro de un periodo de
la señal de baliza.
La figura 6 muestra un proceso a modo de ejemplo
utilizando señales de baliza adicionales. Una vez que el punto de
acceso AP ha asignado con la señal POLLQSTA2 recursos para el
espacio de tiempo RPOLLQSTA2 a la estación Quality of Service
QSTA2, envía la estación Quality of Service QSTA2 una señal de
baliza RCQSTA2, XOP que fija la Transmission Opportunity para la
estación Quality of Service alejada RQSTA3 en su zona de cobertura
por radio. Al final del espacio de tiempo RPOLLQSTA2, envía la
estación Quality of Service QSTA2 una señal de baliza adicional
BCQSTA2, TXOP = 0, que asigna a la Transmission Opportunity el valor
cero. Con ello ya no tiene disponible la estación Quality of
Service alejada RQSTA3 en el futuro ningún espacio de tiempo para
accesos aleatorios.
El valor de la Transmission Opportunity que ha
sido comunicado a la estación Quality of Service alejada RQSTA3 con
la señal de baliza BCQSTA2, TXOP no debería ser más largo que el
espacio de tiempo RPOLLQSTA2 menos la longitud de la señal de
baliza BCQSTA2, TXOP y la longitud de la señal de baliza adicional
BCQSTA2, TXOP = 0, así como eventuales tiempos de protección. Esto
rige para el caso de que la estación Quality of Service QSTA2 desee
posibilitar dentro del espacio de tiempo RPOLLQSTA2 a la estación
Quality of Service alejada RQSTA3 un acceso aleatorio. Por lo
general coinciden las longitudes de las señales de baliza
adicionales con las de las señales de baliza.
El correspondiente procedimiento de utilizar una
señal de baliza adicional ha de utilizarse análogamente en la
estación Quality of Service QSTA3 dentro del espacio de tiempo
RPOLLQSTA3 que le ha sido asignado por el punto de acceso AP con la
señal POLLQSTA3, tal como se representa en la figura 6.
En la figura 6 la estación Quality of Service
QSTA2 puede, tras transcurrir el espacio de tiempo RPOLLQSTA3,
obtener para sí recursos de radio para el espacio de tiempo
RCONTQSTA2 en el acceso aleatorio. Con la señal de baliza adicional
BCQSTA2, TXOP > 0 comunica la misma a la estación Quality of
Service alejada RQSTA3 un valor positivo que no desaparece para la
Transmission Opportunity. Así es posible de nuevo en el futuro para
la estación Quality of Service alejada RQSTA3 un acceso aleatorio.
Al final del espacio de tiempo RCONTQSTA2 envía la estación Quality
of Service QSTA2 de nuevo una señal de baliza adicional BCQSTA2,
TXOP=0, que mediante la puesta a cero de la Transmission
Opportunity de la estación Quality of Service alejada RQSTA3 hace
imposible en el futuro un acceso aleatorio. Esto rige hasta el
siguiente envío de una eventual señal de baliza adicional en el
caso de que a la estación Quality of Service QSTA2 se le asignen de
nuevo recursos de radio desde el punto de acceso AP o en el caso de
que la estación Quality of Service QSTA2 pueda obtener de nuevos
recursos de radio para sí misma en competencia. Si no se envía
ninguna señal de baliza adicional desde la estación Quality of
Service QSTA2, rige la puesta a cero de la Transmission Opportunity
hasta la siguiente señal de baliza de la estación Quality of
Service QSTA2. Para el cálculo de la longitud de la Transmission
Opportunity, que se comunica con la señal de baliza adicional
BCQSTA2, TXOP>0, rige correspondientemente la explicación
relativa a la longitud de la Transmission Opportunity de la señal de
baliza BCQSTA2, TXOP.
En la figura 6 la estación Quality of Service
QSTA3 puede obtener para sí por acceso aleatorio con éxito y
durante el espacio de tiempo RCONTQSTA3 recursos de radio a
continuación del espacio de tiempo RCONTQSTA2. La estación Quality
of Service QSTA3 utiliza el procedimiento en relación con las
señales de baliza adicionales BCQSTA3, TXOP>0 y BCQSTA3, TXOP=0
según las anteriores explicaciones.
Las señales de baliza adicionales sirven también
para la gestión efectiva de recursos de radio por parte de un
punto de acceso o bien por parte de estaciones de radio que
establecen el enlace de radio entre estaciones de radio alejadas y
un punto de acceso. La figura 7 muestra un tal proceso en base a las
señales enviadas por el punto de acceso AP. Al comienzo envía éste
una señal de baliza BCAP, TXOP_{A} en la que el mismo comunica a
las estaciones Quality of Service en su zona de cobertura por radio
un valor TXOP_{A} para la Transmission Opportunity del acceso
aleatorio. A continuación comunica una de las estaciones Quality of
Service tras un acceso aleatorio con éxito con otra estación
Quality of Service dentro de la zona de cobertura por radio del
punto de acceso AP. Entonces se utilizan las señales RTS, CTS, DATA
y ACK observando el espacio de tiempo TXOP_{A} máximo disponible.
A continuación envía el punto de acceso AP una señal de baliza
adicional BCAP, TXOP_{B} en la que el mismo comunica a las
estaciones Quality of Service en su zona de cobertura por radio un
nuevo valor TXOP_{B} para la Transmission Opportunity del acceso
aleatorio. Una estación Quality of Service que a continuación puede
obtener para sí misma recursos de radio durante el espacio de tiempo
TXOP_{B} en el acceso aleatorio, comunica mediante las señales
RTS, CTS, DATA y ACK, observando el espacio de tiempo máximo
disponible de TXOP_{B}. Tras finalizar el período de la señal de
baliza, envía el punto de acceso AP la siguiente señal de baliza
BCAP, TXOP_{C}, en la cual el mismo comunica a las estaciones
Quality of Service dentro de su zona de cobertura un nuevo valor
TXOP_{C} para la Transmission Opportunity del acceso aleatorio
para el siguiente período de señal de baliza.
El correspondiente proceder es posible también
para las estaciones de radio que establecen el enlace por radio
entre estaciones de radio alejadas y un punto de acceso.
La Transmission Opportunity para el acceso
aleatorio puede así controlarse de manera flexible. La longitud de
la Transmission Opportunity que puede prescribirse puede adaptarse a
las condiciones de tráfico dentro de la red de radio, que se
modifican dinámicamente. Así, cuando la cantidad de estaciones
Quality of Service es baja en una zona de cobertura por radio, es
razonable un valor alto para la Transmission Opportunity, para
permitir a las estaciones Quality of Service que obtienen para sí en
situación de competencia recursos de radio, enviar grandes
cantidades de datos. Por el contrario, cuando hay muchas estaciones
Quality of Service en una zona de cobertura por radio, un valor
demasiado grande para la Transmission Opportunity el acceso
aleatorio dificulta considerablemente, con lo que sólo un pequeño
valor para la Transmission Opportunity concede a todas las
estaciones Quality of Service una oportunidad realista de éxito en
un acceso aleatorio.
Si se encuentran en una red local apoyada por
radio según el estándar IEEE 802.11e estaciones Quality of Service
alejadas que sólo indirectamente pueden estar en contacto con el
punto de acceso a través de otras estaciones Quality of Service,
entonces hay distintas posibilidades de permitir que éstas realicen
según el procedimiento ECDF accesos aleatorios a los recursos de
radio. Una primera posibilidad es permitir a las estaciones Quality
of Service alejadas accesos aleatorios sólo cuando a la
correspondiente estación Quality of Service en cuya zona de
cobertura por radio se encuentran las estaciones Quality of Service
alejadas, le hayan sido asignados recursos o bien la estación
Quality of Service haya podido obtener recursos para sí misma
mediante un acceso aleatorio. Esto significa que las estaciones
Quality of Service alejadas sólo pueden realizar un acceso aleatorio
cuando la correspondiente estación Quality of Service considera que
el medio de radio no está reservado. La ventaja de este proceder
consiste en que las estaciones Quality of Service alejadas no pueden
perturbar con su acceso aleatorio ninguna señal de radio de otras
estaciones de radio, como por ejemplo señales de baliza de
estaciones de radio Quality of Service. No obstante, resulta un
inconveniente que en este caso los recursos de radio no se
aprovechen óptimamente. Si se considera la constelación de
estaciones Quality of Service y de estaciones Quality of Service
alejadas de la figura 1, entonces es posible que pueda tener éxito
un acceso aleatorio de la estación Quality of Service QSTA4 y de la
estación Quality of Service alejada RQSTA3 simultáneamente, ya que
ambas estaciones de radio están muy distanciadas entre sí y sus
señales de radio no se perturban mutuamente.
Por lo tanto, en el marco de la invención se
introduce un espacio de tiempo durante el cual todas las estaciones
de la red local apoyada por radio tienen permiso para realizar un
acceso aleatorio, es decir, una fase común de competencia. La
figura 8 muestra un tal reparto en el tiempo en una fase libre de
competencia y en una fase común de competencia. Al comienzo envía
el punto de acceso AP una señal de baliza BCAP, que comunica a las
estaciones Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4 dentro de
su zona de cobertura por radio entre otros la longitud de la
Transmission Opportunity para accesos aleatorios dentro del
siguiente período de señal de baliza. A continuación asigna el
punto de acceso AP a la estación Quality of Service QSTA2 con la
señal POLLQSTA2 recursos de radio durante el espacio de tiempo
RPOLLQSTA2. La estación Quality of Service QSTA2 envía al comienzo
del espacio de tiempo RPOLLQSTA2 una señal de baliza BCQSTA2, en la
que la misma comunica a la estación Quality of Service alejada
RQSTA3 la longitud de la Transmission Opportunity para accesos
aleatorios. Durante el espacio de tiempo RPOLLQSTA2 la estación
Quality of Service QSTA2 puede bien asignar a la estación Quality
of Service alejada RQSTA3 recursos de radio o bien dejar que ésta
acceda a los recursos por acceso aleatorio. Al final del espacio de
tiempo RPOLLQSTA2 envía la estación Quality of Service QSTA2 una
señal END2. Esta señal indica a la estación Quality of Service
alejada RQSTA3 en su zona de cobertura por radio que en el futuro
no está permitido un acceso aleatorio. Esta señal END2 puede por
ejemplo estar compuesta por una asignación de recursos de radio a
otra estación de radio distinta a la estación de radio Quality of
Service alejada RQSTA3, o también por una señal que indica un acceso
aleatorio con éxito de otra estación distinta a la estación Quality
of Service alejada RQSTA3. Además, puede estar compuesta la señal
END2 por una señal de baliza adicional de la estación Quality of
Service QSTA2 que coloca la Transmission Opportunity para accesos
aleatorios en el valor cero. En cada uno de los tres casos descritos
no le es posible a la estación Quality of Service alejada RQSTA3
realizar en el futuro - al menos durante un determinado espacio de
tiempo - un acceso aleatorio. El envío de la señal END2 de la
estación Quality of Service QSTA2 puede no obstante también
suprimirse, pero en este caso existe el peligro de que los accesos
aleatorios de la estación Quality of Service alejada RQSTA3
colisionen con las señales de otras estaciones de radio.
A continuación del espacio de tiempo RPOLLQSTA2
se realiza una asignación de recursos de radio por parte del punto
de acceso AP a la estación Quality of Service QSTA3 mediante la
señal POLLQSTA3 para el espacio de tiempo RPOLLQSTA3. Para las
señales BCQSTA3 y END3 enviadas por la estación Quality of Service
QSTA3 dentro del espacio de tiempo RPOLLQSTA3, rigen
correspondientemente las explicaciones anteriores relativas a la
estación Quality of Service QSTA2.
El espacio de tiempo para las asignaciones de
recursos de radio a las estaciones Quality of Service por parte
del punto de acceso AP es la fase libre de competencia
WF-PHASE. Dentro de esta fase libre de competencia
WF-PHASE no les está permitido a las estaciones
Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4 ningún acceso
aleatorio. Por el contrario, a las estaciones Quality of Service
alejadas RQSTA1, RQSTA2 y RQSTA3 les está permitido un acceso
aleatorio cuando han sido asignados recursos de radio a la
correspondiente estación Quality of Service QSTA2 o QSTA3 y éstas
permiten un acceso aleatorio a sus estaciones Quality of Service
alejadas RQSTA1 y RQSTA2 o RQSTA3. Al final de la fase libre de
competencia WF-PHASE puede enviar el punto de acceso
un aviso que indica el final de la fase de libre competencia
WF-PHASE.
A la fase de libre competencia
WF-PHASE le sigue la fase de competencia
W-PHASE de la longitud RCONT. Durante la fase de
competencia W-PHASE le es permitido a todas las
estaciones de radio realizar accesos aleatorios. Para ello debe
comunicarse a las estaciones de radio cuándo comienza la fase de
competencia W-PHASE, y cuánto dura. El punto de
acceso AP puede comunicar estas informaciones a las estaciones
Quality of Service QSTA1, QSTA2, QSTA3 y QSTA4 utilizando una señal
enviada por el mismo, como por ejemplo la señal de baliza BCAP o
las señales POLLQSTA2, POLLQSTA3. Igualmente envía la
correspondiente estación Quality of Service QSTA2 o bien QSTA3
estas informaciones por ejemplo mediante las señales BCQSTA2 o bien
BCQSTA3 o END2 o bien END3 a las correspondientes estaciones
Quality of Service alejadas RQSTA1 y RQSTA2 o bien RQSTA3. Las
estaciones de Quality of Service que deben transmitir las
informaciones de sus estaciones Quality of Service alejadas, pueden
tomar estas informaciones directamente de las señales del punto de
acceso.
La figura 9 muestra la estructura de una trama
MAC MAC-FRAME para el estándar IEEE 802.11e. Los
números de la fila superior significan la cantidad de octetos de
bits, es decir, bytes, disponibles para el correspondiente campo de
la fila inferior. El primer campo FRAME CONTROL se utiliza para
fines diversos. Así se encuentran aquí por ejemplo la versión del
protocolo, el tipo de trama, indicaciones relativas a la
fragmentación, información de codificación y bits que fijan el
significado de los cuatro campos de direcciones. En el siguiente
campo DURATION ID se encuentra por ejemplo información sobre el
mecanismo virtual de reserva con ayuda de mensajes RTS y CTS y
sobre la duración de la ocupación del medio de radio. Los cuatro
campos de direcciones ADRESS 1, ADRESS 2, ADRESS 3 y ADRESS 4
contienen direcciones IEEE 802.11e MAC como direcciones de emisión,
recepción y red, tal como las que son conocidas también por otras
redes IEEE 802.x. La interpretación de las direcciones depende de
los valores del control de la trama. El campo con el número
secuencial SEQUENCE CONTROL se utiliza para poder identificar
inequívocamente tramas. El siguiente campo QoS CONTROL contiene los
parámetros QoS relevantes. El campo de datos DATA de una longitud de
n bytes puede contener cualesquiera datos que son transportados por
el emisor al o a los receptores. El cierre lo constituye el campo
CRC de la suma de comprobación para proteger la trama, tal como se
utiliza también en otras redes 802.x.
La figura 10 muestra la estructura del campo
DURATION ID. En la primera columna se muestran los posibles
significados de los bits 0 a 13 y en la segunda y tercera columnas
los valores de los bits 14 y 15 respectivamente. En la columna
derecha puede verse la utilización de las correspondientes
combinaciones de bits. Las combinaciones de bits representadas en
las filas 2, 3 y 6 están ocupadas según el estándar IEEE 802.11e con
informaciones, mientras que las combinaciones de bits representadas
en las filas 5 y 7 están reservadas. Las combinaciones de bits de
la cuarta fila pueden utilizarse para indicar la posición y la
longitud de la fase de competencia W-PHASE.
Así pueden deducir tanto las estaciones Quality
of Service como también las estaciones Quality of Service alejadas
en base a la correspondiente ocupación del campo DURATION ID cuándo
y durante cuánto tiempo está prevista una fase común de competencia
para todas las estaciones de radio. La fase común de competencia
para todas las estaciones de radio da como resultado una
utilización más efectiva de los escasos recursos de radio en el
caso de que existan estaciones Quality of Service alejadas en una
red local apoyada por radio.
Claims (18)
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1. Procedimiento para regular accesos aleatorios en una red local apoyada por radio,que incluye al menos un punto de acceso (AP), una primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) dentro de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, al menos una estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2) fuera de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, y a la vez dentro de la zona de cobertura por radio de la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3), así como dado el caso otras estaciones de radio (QSTA1; QSTA4) dentro de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno,asignando el punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, temporalmente a estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4) dentro de su zona de cobertura por radio recursos de radio (RPOLLQSTA2, RPOLLQSTA3, RPOLLQSTA4) para el envío de informaciones,y practicando estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4, RQSTA1, RQSTA2, RQSTA3) temporalmente un acceso aleatorio a recursos de radio para el envío de informaciones,caracterizado porque la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) envía una señal a la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2) de las que al menos hay una, que contiene informaciones sobre la admisibilidad de un acceso aleatorio de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, significando el acceso aleatorio un acceso a recursos de radio para el envío de informaciones sin asignación de recursos de radio,prohibiendo la señal (POLLDUMMY; RTSDUMMY; IBCQSTA2, TXOP=0, IBCQSTA3, TXOP=0; END2,
END3) un acceso aleatorio de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una. - 2. Procedimiento según la reivindicación 1,caracterizado porque la señal prohíbe un acceso aleatorio de la estación alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, durante un determinado espacio de tiempo.
- 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2,caracterizado porque la señal (POLLDUMMY) contiene una asignación de recursos de radio a otra estación de radio diferente a la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, en particular a la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3).
- 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2,caracterizado porque la señal (RTSDUMMY) indica una disponibilidad de recursos de radio para otra estación de radio diferente a la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, en particular para la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3), tras un acceso aleatorio con éxito.
- 5. Procedimiento según la reivindicación 4,caracterizado porque la señal (RTSDUMMY) indica un envío de información a otra estación diferente de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, en particular a la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3).
- 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2,caracterizado porque la señal (IBCQSTA2, TXOP=0, IBCQSTA3, TXOP=0) contiene una fijación del máximo espacio de tiempo a utilizar para un acceso aleatorio en el valor cero.
- 7. Procedimiento según la reivindicación 6,caracterizado porque la señal es una señal de baliza (IBCQSTA2, TXOP=0, IBCQSTA3, TXOP=0).
- 8. Procedimiento según la reivindicación 1,caracterizado porque tras la señal (POLLDUMMY; RTSDUMMY; IBCQSTA2,TXOP=0, IBCQSTA3,TXOP=0, END2, END3) que prohíbe un acceso aleatorio de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, envía otra señal (QoSNULL; IBCQSTA2,TXOP>0, IBCQSTA3,TXOP>0) la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) a la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una, que permite un acceso aleatorio de la estación de radio alejada (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2), de las que al menos hay una.
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- 9. Procedimiento según la reivindicación 8,caracterizado porque la otra señal (QoSNULL) indica la finalización de una ocupación de recursos de radio.
- 10. Procedimiento según la reivindicación 8,caracterizado porque la otra señal (IBCQSTA2, TXOP>0, IBCQSTA3, TXOP>0) contiene una fijación del espacio del tiempo máximo a utilizar para un acceso aleatorio en un valor mayor que cero.
- 11. Procedimiento según la reivindicación 10,caracterizado porque el valor del espacio de tiempo máximo a utilizar para un acceso aleatorio depende de la cantidad de estaciones de radio alejadas (RQSTA3; RQSTA1, RQSTA2) fuera de la zona de cobertura por radio del punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, y a la vez dentro de la zona de cobertura de la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3).
- 12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11,caracterizado porque la otra señal es una señal de baliza (IBCQSTA2, TXOP>0, IBCQSTA3, TXOP>0).
- 13. Procedimiento según la reivindicación 8,caracterizado porque la otra señal contiene informaciones sobre un espacio de tiempo (W-PHASE) utilizable por todas las estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4, RQSTA1, RQSTA2, RQSTA3) de la red local apoyada por radio para un acceso aleatorio a recursos de radio.
- 14. Procedimiento según la reivindicación 13,caracterizado porque las informaciones son la longitud (RCONT) del espacio de tiempo (W-PHASE) utilizable por todas las estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4, RQSTA1, RQSTA2, RQSTA3) de la red local apoyada por radio para un acceso aleatorio a recursos de radio y/o el instante inicial de este espacio del tiempo (W-PHASE).
- 15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14,caracterizado porque fuera del espacio del tiempo (W-PHASE) exclusivamente el punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, asigna recursos de radio (RPOLLQSTA2, RPOLLQSTA3) a estaciones de radio (QSTA1, QSTA2, QSTA3, QSTA4) dentro de su zona de cobertura por radio.
- 16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15,caracterizado porque las informaciones se encuentran en el campo Duration ID (DURATION ID) de una trama MAC (MAC-FRAME).
- 17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 16,caracterizado porque la señal es una señal de baliza (BCQSTA2, BCQSTA3) o una señal (POLLDUMMY; END2, END3) para la asignación de recursos de radio o una señal (RTSDUMMY; END2, END3) que indica la disponibilidad de recursos de radio tras un acceso aleatorio con éxito.
- 18. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 1 a 17,caracterizado porque la señal y/o dado el caso la otra señal se envía desde la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) durante un espacio de tiempo en el que están asignados recursos de radio (RPOLLQSTA2; RPOLLQSTA3) a la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) por el punto de acceso (AP), de los que al menos hay uno, o en el que la primera estación de radio (QSTA2; QSTA3) dispone de recursos de radio (RCONTQSTA2; RCONTQSTA3) tras un acceso aleatorio con éxito.
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