ES2346696T3 - Procedimiento y aparato para descubrimiento de vecinos asistido por nodo de extremo. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de operación de un terminal (810) inalámbrico, comprendiendo el procedimiento: recibir una señal desde un primer nodo (840) de acceso que indica que no está disponible información de encaminamiento para dicho primer nodo (840) de acceso para encaminar un primer mensaje usando un identificador de destino incluido en dichos primeros mensajes; y transmitir una notificación de vecino a un segundo nodo (850) de acceso correspondiente a dicho identificador de destino, incluyendo dicha notificación de vecino información de identificación correspondiente a dicho primer nodo (840) de acceso.
Description
Procedimiento y aparato para descubrimiento de
vecinos asistido por nodo de extremo.
La presente invención se refiere a un sistema de
comunicaciones y, más particularmente, a procedimientos y a un
aparato para encaminar mensajes basándose en información de capa
física en redes de comunicaciones inalámbricas, por ejemplo,
celulares.
El modelo de referencia de interconexión de
sistemas abiertos (OSI) es útil para explicar diversas operaciones
de encaminamiento y comunicaciones. El modelo de referencia OSI
incluye 7 capas siendo la capa de aplicación la capa más alta y
siendo la capa física la capa más baja. La capa física es la capa
que se encarga de las conexiones físicas reales y los atributos de
las conexiones físicas en el sistema. Encima de la capa física está
una capa de enlace de datos, denominada en ocasiones la capa de
enlace. La capa de enlace (capa 2 en el modelo OSI) se describe en
ocasiones como capa de transferencia de tecnología específica.
Encima de la capa de enlace está la capa de red (capa 3 OSI) en la
que se soporta el encaminamiento y retransmisión de red. La capa de
red se denomina en ocasiones la capa de paquete. Es en la capa de
red donde se realiza el encaminamiento de mensajes/paquetes a
través de la red, por ejemplo, en uno o más trayectos. Puede usarse
un direccionamiento diferente para dirigir mensajes y señales a
diferentes niveles. Por ejemplo, puede usarse una dirección de red
tal como una dirección IP, para encaminar mensajes/paquetes a nivel
de capa de red. Pueden usarse direcciones MAC para controlar el
encaminamiento de mensajes a nivel de capa de enlace de datos. En
el nivel más bajo del modelo OSI, el nivel físico, uno o más
identificadores físicos tienen una relación con una característica
o atributo físico real de un dispositivo de origen o de destino. La
comprensión de las diferentes capas de comunicación y las
diferentes técnicas de direccionamiento usadas para cada una de las
capas facilitará la comprensión de la presente
\hbox{invención.}
Los sistemas de comunicaciones incluyen con
frecuencia una pluralidad de nodos de red que están acoplados a
nodos de acceso a través de los que los nodos de extremo, por
ejemplo, dispositivos móviles, están acoplados a la red. Los nodos
de red pueden estar dispuestos en una jerarquía. Normalmente los
nodos de extremo se comunican con los nodos de acceso directamente
a través de conexiones que se han establecido con dichos nodos de
acceso. Tales sistemas se basan habitualmente en la existencia de
un enlace de comunicaciones bidireccional entre un nodo de acceso y
un nodo de extremo para soportar comunicaciones en dos direcciones
entre un nodo de extremo y un nodo de acceso. Obsérvese que en
tales sistemas el nodo de extremo normalmente no conoce la dirección
de capa de red de un nodo de acceso de destino objetivo pero puede
tener conocimiento de información que puede recibir por canales de
difusión que normalmente pueden incluir un identificador de capa
física que normalmente no se usan en tales sistemas para el
encaminamiento de mensajes. Este enfoque da como resultado retardos
de traspaso y pérdida de paquetes cuando el nodo de extremo sólo
puede mantener un único enlace de comunicaciones bidireccional en
ese momento.
Debe apreciarse entonces que existe la necesidad
de procedimientos y de un aparato que permitan a un nodo de extremo
que no tiene ningún enlace de comunicaciones de enlace ascendente
actual a un nodo de acceso objetivo comunicarse con dicho nodo de
acceso objetivo a través de otro nodo de acceso con el que el nodo
de extremo tiene un enlace de comunicaciones de enlace ascendente
actual incluso cuando dicho nodo de extremo no conoce la dirección
de red del nodo de acceso objetivo.
En algunos sistemas, los nodos de extremo pueden
mantener múltiples enlaces de comunicaciones bidireccionales con
diferentes nodos de acceso al mismo tiempo. Sin embargo, tales
sistemas normalmente requieren que los nodos de extremo envíen
mensajes previstos para un nodo de acceso específico, con el que un
nodo de extremo tiene una conexión, por el enlace que está
conectado directamente a ese nodo de acceso específico. Este
enfoque, en algunos casos, es ineficaz puesto que los enlaces,
especialmente cuando son enlaces inalámbricos, tienden a fluctuar
en cuanto a la calidad (por ejemplo, características de retardo y
pérdida). Como resultado, el enlace al nodo de acceso de destino
objetivo puede no ser el mejor enlace disponible para el nodo de
extremo en el momento en el que es necesario enviar un mensaje a
dicho nodo de acceso de destino objetivo. Normalmente esta
limitación se supera recurriendo a comunicaciones de capa de red que
pueden encaminarse a través de múltiples saltos debido al uso de
direcciones de capa de red (por ejemplo, direcciones IP). Este
enfoque de usar direcciones de capa de red también es ineficaz
especialmente cuando la mensajería está relacionada con funciones
específicas de capa de enlace, puesto que los mensajes de capa de
red tienden a ser mucho más grandes que los mensajes de capa de
enlace en algunos sistemas. Tal señalización ineficaz no es muy
adecuada para comunicaciones por enlaces aéreos de recursos
restringidos.
Los nodos de acceso que dan servicio a células
geográficas vecinas se conocen normalmente entre sí a través de una
configuración manual. Durante tal configuración, se configuran
diversos parámetros en un nodo de acceso correspondiente a varios
de sus vecinos. Tal configuración requiere normalmente mucho trabajo
y es propensa a errores no sólo debido a un posible error humano,
sino también debido al hecho de que el diseño de red de una red
inalámbrica a menudo cambia por la expansión de la red o incluso
debido a condiciones ambientales. Esto es particularmente relevante
para una implementación en fases gradual de un sistema de
comunicaciones inalámbrico. Debe apreciarse entonces que existe la
necesidad de procesos de descubrimiento de vecinos asistidos por
nodo de extremo de modo que los nodos de acceso puedan intercambiar
información de vecino en respuesta a señalización de nodo de
extremo, a medida que los nodos de extremo se mueven por el sistema
y encuentran nodos implementados recientemente, en vez de mediante
técnicas de configuración manual.
Se presta atención adicional al documento
US2004/0166857, que se refiere a mecanismos de seguridad que
protegen la integridad de los procedimientos de descubrimiento de
nodos de acceso candidatos en una red de comunicación móvil. Un
nodo de acceso almacena información sobre nodos de acceso candidatos
en la red de comunicación móvil y actualiza la información sólo
tras verificar la información proporcionada por un terminal móvil
tras un traspaso de un nodo de acceso a otro nodo de acceso. La
información sobre nodos de acceso candidatos en la red de
comunicación móvil también puede asociarse con un terminal móvil
particular y almacenarse en el terminal móvil en una lista de nodos
de acceso candidatos.
Según la presente invención, se proporciona un
procedimiento de operación de un terminal inalámbrico, tal como se
expone en la reivindicación 1, y un terminal inalámbrico, tal como
se expone en la reivindicación 14. Realizaciones adicionales se
reivindican en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención se refiere a, entre otras
cosas, un procedimiento de uso de nodos de extremo, por ejemplo,
terminales inalámbricos, para descubrir estaciones base y comunicar
información acerca de nodos de acceso descubiertos, por ejemplo,
estaciones base, a otros nodos de acceso en un sistema. Por tanto,
diversas realizaciones de la presente invención se refieren a
procedimientos, basados en terminales inalámbricos, de soporte de
descubrimiento de vecinos en un sistema de comunicaciones que
incluye una pluralidad de nodos de acceso. A medida que el terminal
inalámbrico itinera en el sistema y se encuentran nuevos nodos de
acceso, se informará a uno o más nodos de acceso físicamente
adyacentes de la presencia del nuevo nodo de acceso como resultado
de las comunicaciones con el terminal inalámbrico.
En algunas, pero no necesariamente en todas las
implementaciones, se usa un fallo de un nodo de acceso para
encaminar un mensaje desde un nodo de extremo hasta otro nodo de
acceso para activar diversas señales usadas para proporcionar
información actualizada de encaminamiento al nodo de acceso que no
pudo completar la operación de encaminamiento. De esta manera, un
nodo de acceso puede actualizar su información de encaminamiento
para incluir información de encaminamiento correspondiente a nodos
de acceso que se encontraron por un nodo de extremo pero de los que
el nodo de acceso no era consciente previamente o carecía de
información de encaminamiento adecuada.
Automatizando todo o una parte del proceso de
descubrimiento de nodos de acceso, los procedimientos y el aparato
de la presente invención hacen que la implementación en fases de
nodos de acceso sea más sencilla que en los sistemas en los que los
nodos de acceso deben programarse manualmente y/o suministrarse con
información acerca de sus vecinos como parte del proceso de
implementar una nueva estación base. Además, puesto que el proceso
de descubrimiento y actualización de vecinos tiene lugar con poca o
ninguna implicación directa del administrador, los procedimientos y
el aparato de la presente invención son particularmente muy
adecuados para sistemas en los que toda la red puede no estar bajo
el control de un único administrador y los individuos pueden añadir
libremente nodos de acceso, por ejemplo, estaciones base, a
voluntad, sin notificar primero a otros administradores de estación
base de la introducción de una nueva estación base en el
sistema.
Por tanto, diversas características de la
invención se refieren a procedimientos de nodo de extremo de
recepción de señales desde nodos de acceso que indican un
identificador para un fallo de resolución de la dirección de nodo
de acceso y hacen que dicho nodo de extremo envíe mensajes de
notificación de vecino para el establecimiento de nuevos vecinos de
nodo de acceso.
Aunque algunas características se refieren a
procedimientos y un aparato de terminal inalámbrico, así como a
mensajes novedosos de la invención almacenados en un terminal
inalámbrico, otras características se refieren a procedimientos y
un aparato de nodos de acceso novedosos. La invención también se
refiere a dispositivos de almacenamiento de datos, por ejemplo,
dispositivos de memoria, que almacenan uno o más de los mensajes
novedosos de la presente invención.
Aunque se han tratado diversas realizaciones en
el sumario anterior, debe apreciarse que no necesariamente todas
las realizaciones incluyen las mismas características y algunas de
las características descritas anteriormente no son necesarias sino
que pueden ser deseables en algunas realizaciones. Numerosas
características, realizaciones y beneficios adicionales de la
presente invención se tratan en la descripción detallada a
continuación.
La figura 1 ilustra un diagrama de red de un
sistema de comunicaciones ejemplar implementado según la presente
invención.
La figura 2 ilustra un nodo de extremo ejemplar
implementado según la presente invención.
La figura 3 ilustra un nodo de acceso ejemplar
implementado según la presente invención.
La figura 4 ilustra un identificador de conexión
ejemplar implementado según la presente invención.
La figura 5 ilustra un mensaje ejemplar que usa
el identificador de conexión de la figura 4 implementado según la
presente invención.
La figura 6 ilustra una señalización de diseño
ejemplar realizada cuando un nodo de extremo mantiene una conexión
bidireccional con un nodo de acceso y quiere comunicarse con otro
nodo de acceso.
La figura 7 ilustra una señalización de diseño
ejemplar realizada cuando un nodo de extremo mantiene conexiones
bidireccionales con múltiples nodos de acceso.
La figura 8 ilustra una señalización ejemplar
realizada según la presente invención cuando un nodo de extremo
activa un proceso de descubrimiento de vecinos entre dos nodos de
acceso.
La figura 9 ilustra un PID ejemplar para una
tabla de resolución de direcciones de nivel superior que puede
usarse para realizar una correlación entre (hasta/desde) PID y
direcciones de nivel superior correspondientes.
Los procedimientos y el aparato de la presente
invención para encaminar mensajes basándose en información de capa
física, por ejemplo, identificadores de capa física, que pueden
usarse para soportar sesiones de comunicaciones con uno o más nodos
de extremo, por ejemplo, dispositivos móviles. El procedimiento y el
aparato de la invención pueden usarse con una amplia gama de
sistemas de comunicaciones. Por ejemplo, la invención puede usarse
con sistemas que soportan dispositivos de comunicaciones móviles
tales como ordenadores portátiles equipados con módems, PDA y una
amplia variedad de otros dispositivos que soportan interfaces
inalámbricas para una mejor movilidad del dispositivo.
La figura 1 ilustra un sistema 100 de
comunicación ejemplar implementado según la presente invención, por
ejemplo, una red de comunicación celular, que comprende una
pluralidad de nodos interconectados mediante enlaces de
comunicaciones. El sistema 100 de comunicaciones ejemplar es, por
ejemplo, un sistema de comunicaciones inalámbrico de multiplexación
por división de frecuencia ortogonal (OFDM) de acceso múltiple de
espectro ensanchado. Los nodos en el sistema 100 de comunicación
ejemplar intercambian información usando señales, por ejemplo,
mensajes, basándose en protocolos de comunicación, por ejemplo, el
protocolo de Internet (IP). Los enlaces de comunicaciones del
sistema 100 pueden implementarse, por ejemplo, usando hilos, cables
de fibra óptica y/o técnicas de comunicaciones inalámbricas. El
sistema 100 de comunicación ejemplar incluye una pluralidad de
nodos 144, 146, 144', 146', 144'', 146'' de extremo, que acceden al
sistema de comunicación a través de una pluralidad de nodos 140,
140', 140'' de acceso. Los nodos 144, 146, 144', 146', 144'', 146''
de extremo pueden ser, por ejemplo, terminales o dispositivos de
comunicación inalámbricos, y los nodos 140, 140', 140'' de acceso
pueden ser, por ejemplo, estaciones base. Las estaciones base pueden
implementarse como encaminadores de acceso inalámbricos. El sistema
100 de comunicación ejemplar incluye también una serie de otros
nodos 104, 106, 110 y 112, usados para proporcionar
interconectividad o para proporcionar servicios o funciones
específicos. Específicamente, el sistema 100 de comunicación
ejemplar incluye un servidor 104, usado para soportar la
transferencia y el almacenamiento del estado perteneciente a los
nodos de extremo. El nodo 104 de servidor puede ser, por ejemplo,
un servidor AAA, o puede ser un servidor de transferencia de
contexto, o puede ser un servidor que incluya tanto una
funcionalidad de servidor AAA como una funcionalidad de servidor de
transferencia de contexto.
El sistema 100 ejemplar de la figura 1
representa una red 102 que incluye el servidor 104 y el nodo 106,
que están conectados a un nodo 110 de red intermedio mediante un
enlace 105 y 107 de red correspondiente, respectivamente. El nodo
110 de red intermedio en la red 102 proporciona también
interconectividad a nodos de red que son externos desde la
perspectiva de la red 102 a través del enlace 111 de red. El enlace
111 de red está conectado a otro nodo 112 de red intermedio, que
proporciona conectividad adicional a una pluralidad de nodos 140,
140', 140'' de acceso a través de los enlaces 141, 141', 141'' de
red, respectivamente.
Cada nodo 140, 140', 140'' de acceso se
representa proporcionando conectividad a una pluralidad de N nodos
(144, 146), (144', 146'), (144'', 146'') de extremo,
respectivamente, a través de los enlaces (145, 147), (145', 147'),
(145'', 147'') de acceso correspondientes, respectivamente. En el
sistema 100 de comunicación ejemplar, cada nodo 140, 140', 140'' de
acceso se representa usando tecnología inalámbrica, por ejemplo,
enlaces de acceso inalámbricos, para proporcionar acceso. Un área
148, 148', 148'' de cobertura de radio, por ejemplo, una célula de
comunicaciones, de cada nodo 140, 140', 140'' de acceso,
respectivamente, se ilustra como un círculo que rodea al nodo de
acceso correspondiente.
El sistema 100 de comunicación ejemplar se usa
posteriormente como base para la descripción de diversas
realizaciones de la invención. Las realizaciones alternativas de la
invención incluyen diversas topologías de red, en las que el número
y tipo de nodos de red, el número y tipo de nodos de acceso, el
número y tipo de nodos de extremo, el número y tipo de servidores y
otros agentes, el número y tipo de enlaces, y la interconectividad
entre los nodos puede diferir de los del sistema 100 de comunicación
ejemplar representado en la figura 1.
En diversas realizaciones de la presente
invención algunas de las entidades funcionales representadas en la
figura 1 pueden omitirse o combinarse. La ubicación o colocación de
estas entidades funcionales en la red también puede variarse.
La figura 2 proporciona una ilustración
detallada de un nodo 200 de extremo ejemplar, por ejemplo, un
terminal inalámbrico tal como un nodo móvil, implementado según la
presente invención. El nodo 200 de extremo ejemplar, representado
en la figura 2, es una representación detallada de un aparato que
puede usarse como uno cualquiera de los nodos 144, 146, 144', 146',
144'', 146'' de extremo, representados en la figura 1. En la
realización de la figura 2, el nodo 200 de extremo incluye un
procesador 204, una interfaz 230 de comunicación inalámbrica, una
interfaz 240 de entrada/salida de usuario y una memoria 210
acoplados entre sí mediante un bus 206. Por consiguiente, a través
del bus 206 los diversos componentes del nodo 200 de extremo pueden
intercambiar información, señales y datos. Los componentes 204,
206, 210, 230, 240 del nodo 200 de extremo están ubicados dentro de
un alojamiento 202.
La interfaz 230 de comunicación inalámbrica
proporciona un mecanismo mediante el que los componentes internos
del nodo 200 de extremo pueden enviar y recibir señales a/desde
dispositivos externos y nodos de red, por ejemplo, nodos de acceso.
La interfaz 230 de comunicación inalámbrica incluye, por ejemplo, un
módulo 232 receptor con una antena 236 de recepción correspondiente
y un módulo 234 transmisor con una antena 238 de transmisión
correspondiente usados para acoplar el nodo 200 de extremo a otros
nodos de red, por ejemplo, a través de canales de comunicaciones
inalámbricos. En algunas realizaciones, el módulo 234 transmisor
incluye un transmisor de multiplexación por división de frecuencia
ortogonal (OFDM).
El nodo 200 de extremo ejemplar incluye también
un dispositivo 242 de entrada de usuario, por ejemplo, un teclado
numérico, y un dispositivo 244 de salida de usuario, por ejemplo,
una pantalla, que están acoplados al bus 206 a través de la
interfaz 240 de entrada/salida de usuario. Por tanto, los
dispositivos 242, 244 de entrada/salida de usuario pueden
intercambiar información, señales y datos con otros componentes del
nodo 200 de extremo a través de la interfaz 240 de entrada/salida
de usuario y el bus 206. La interfaz 240 de entrada/salida de
usuario y los dispositivos 242, 244 asociados proporcionan un
mecanismo mediante el que un usuario puede operar el nodo 200 de
extremo para llevar a cabo diversas tareas. En particular, el
dispositivo 242 de entrada de usuario y el dispositivo 244 de
salida de usuario proporcionan la funcionalidad que permite a un
usuario controlar el nodo 200 de extremo y aplicaciones, por
ejemplo, módulos, programas, rutinas y/o funciones, que se ejecutan
en la memoria 210 del nodo 200 de extremo.
El procesador 204 bajo el control de diversos
módulos, por ejemplo, rutinas, incluidos en la memoria 210 controla
la operación del nodo 200 de extremo para realizar diversas
señalizaciones y procesamientos tal como se trata más adelante. Los
módulos incluidos en la memoria 210 se ejecutan en el arranque o
cuando los llaman otros módulos. Los módulos pueden intercambiar
datos, información y señales cuando se ejecutan. Los módulos también
pueden compartir datos e información cuando se ejecutan. En la
realización de la figura 2, la memoria 210 del nodo 200 de extremo
de la presente invención incluye un módulo 212 de
señalización/control y datos 214 de señalización/control.
El módulo 212 de señalización/control controla
el procesamiento relacionado con la recepción y el envío de
señales, por ejemplo, mensajes, para la gestión del almacenamiento,
la recuperación y el procesamiento de información de estado. Los
datos 214 de señalización/control incluyen información de estado,
por ejemplo, parámetros, estatus y/u otra información relacionada
con la operación del nodo de extremo. En particular, los datos 214
de señalización/control incluyen información 216 de configuración,
por ejemplo, información de identificación de nodo de extremo, e
información 218 operacional, por ejemplo, información acerca del
estado de procesamiento actual, el estatus de respuestas
pendientes, etc. El módulo 212 accede a y/o modifica los datos 214,
por ejemplo, actualizando la información 216 de configuración y/o la
información 218 operacional.
El módulo 251 de generación de mensajes es
responsable de generar mensajes para diversas operaciones del nodo
200 de extremo. El mensaje 280 de notificación de vecino y el
mensaje 281 de señalización son mensajes ejemplares generados según
la presente invención.
El módulo 213 de selección de enlaces es
responsable de seleccionar un enlace, por ejemplo, el mejor enlace,
de la pluralidad de enlaces disponibles para el nodo 200 de extremo
para la transmisión del siguiente mensaje listo para su transmisión
por el nodo 200 de extremo. El algoritmo de selección de enlaces se
basa en diversos parámetros de calidad de enlace que incluyen al
menos algunos de, pero sin limitarse a, requisitos de potencia de
transmisión de enlace, tasa de errores de enlace, condiciones de
canal de enlace y latencia de enlace.
El módulo 270 de determinación del identificador
de punto (PID) de unión de capa física es responsable de determinar
el PID correspondiente a señales de difusión recibidas desde un nodo
de acceso. El módulo 270 de determinación del PID incluye un módulo
271 de identificación de células, un módulo 272 de identificación
de portadoras y un módulo 273 de identificación de sectores. En
algunas, pero no todas las realizaciones, se usa una combinación de
un identificador de célula, un identificador de portadora y un
identificador de sector como identificadores de punto de unión
físico. Cada uno de estos elementos identificadores corresponde a
información de identificación de capa física. Por ejemplo, el
identificador de célula identifica una célula física o tipo de
célula. El identificador de portadora identifica la portadora
física, por ejemplo, la frecuencia de portadora o el bloque de
tonos mientras que el identificador de sector identifica un sector
en una célula correspondiente. No es necesario usar toda esta
información para implementar un PID y el elemento particular de un
PID puede variar dependiendo de la implementación del sistema. Por
ejemplo, en un sistema que no usa células sectorizadas no habría la
necesidad de un sector 1D. De manera similar, en un sistema de una
única portadora puede no haber la necesidad de una portadora ID. La
realización de una determinación de PID, en un sistema ejemplar,
incluye las etapas de operar el módulo 271 de identificación de
células para la determinación de un identificador de célula, operar
el módulo 272 de identificación de portadoras para la determinación
de un identificador de portadora y operar el módulo 273 de
identificación de sectores para la determinación de un
identificador de sector. Por tanto, debe apreciarse que las
diferentes señales que pasan a través de un único elemento
transmisor físico, por ejemplo, una antena, pueden corresponder a
diferentes puntos de unión de capa física, por ejemplo, en los que
cada uno de los diferentes puntos de unión de capa física pueden
identificarse de manera unívoca al menos dentro de un área local,
mediante una combinación de identificadores físicos. Por ejemplo,
debe apreciarse que puede usarse una combinación de una antena o
identificador de sector en combinación con un primer identificador
de portadora para identificar un primer punto de unión de capa
física mientras que puede usarse un segundo identificador de
portadora en combinación con la misma antena o identificador de
sector para identificar un segundo punto de unión de capa
física.
La información 260 de identificadores de punto
(PID) de unión de capa física es una lista de PID (PID1 261, PID2
262), que son PID determinados usando el módulo 260 de determinación
de PID. Una implementación ejemplar de un identificador de punto
(PID) de unión de capa física puede ser un identificador de conexión
(CID) que puede incluirse en los mensajes cuando se envían y/o
reciben mensajes. CID ejemplares particulares se tratan
adicionalmente más adelante.
La memoria 210 incluye también un módulo 290 de
notificación de vecino, un módulo 292 de control de transmisión de
mensajes y un módulo 294 de establecimiento de enlaces. El módulo
290 de notificación de vecino se usa para transmitir una
notificación de vecino, por ejemplo, un mensaje 280 de notificación
de vecino, a los nodos de acceso. El módulo 292 de control de
transmisión de mensajes se usa para controlar el módulo 234
transmisor. El módulo 294 de establecimiento de enlaces se usa para
establecer enlaces de comunicaciones inalámbricos con nodos de
acceso.
La figura 3 proporciona una ilustración
detallada de un nodo 300 de acceso ejemplar implementado según la
presente invención. El nodo 300 de acceso ejemplar, representado en
la figura 3, es una representación detallada de un aparato que
puede usarse como uno cualquiera de los nodos 140, 140', 140'' de
acceso representados en la figura 1. En la realización de la figura
3, el nodo 300 de acceso incluye un procesador 304, una memoria
310, una interfaz 320 de red/entre redes y una interfaz 330 de
comunicación inalámbrica, acoplados entre sí mediante un bus 306.
Por consiguiente, a través del bus 306 los diversos componentes del
nodo 300 de acceso pueden intercambiar información, señales y
datos. Los componentes 304, 306, 310, 320, 330 del nodo 300 de
acceso están ubicados dentro de un alojamiento 302.
La interfaz 320 de red/entre redes proporciona
un mecanismo mediante el que los componentes internos del nodo 300
de acceso pueden enviar y recibir señales a/desde dispositivos
externos y nodos de red. La interfaz 320 de red/entre redes
incluye, un módulo 322 receptor y un módulo 324 transmisor usados
para acoplar el nodo 300 a otros nodos de red, por ejemplo, a
través de hilos de cobre o líneas de fibra óptica. La interfaz 330
de comunicación inalámbrica proporciona también un mecanismo
mediante el que los componentes internos del nodo 300 de acceso
pueden enviar y recibir señales a/desde dispositivos externos y
nodos de red, por ejemplo, nodos de extremo. La interfaz 330 de
comunicación inalámbrica incluye, por ejemplo, un módulo 332
receptor con una antena 336 de recepción correspondiente y un
módulo 334 transmisor con una antena 338 de transmisión
correspondiente. La interfaz 330 se usa para acoplar el nodo 300 de
acceso a otros nodos de red, por ejemplo, a través de canales de
comunicación inalámbricos.
El procesador 304 bajo el control de diversos
módulos, por ejemplo, rutinas, incluidos en la memoria 310 controla
la operación del nodo 300 de acceso para realizar diversas
señalizaciones y procesamientos. Los módulos incluidos en la
memoria 310 se ejecutan en el arranque o cuando los llaman otros
módulos que pueden estar presentes en la memoria 310. Los módulos
pueden intercambiar datos, información y señales cuando se ejecutan.
Los módulos pueden compartir también datos e información cuando se
ejecutan.
En la realización de la figura 3, la memoria 310
del nodo 300 de acceso de la presente invención incluye un módulo
314 de generación de señales para la generación de señales, un
módulo 350 de encaminamiento de paquetes responsable del
encaminamiento de señales y mensajes, un módulo 312 de correlación
que es responsable de la correlación de PID con direcciones de capa
de red, una tabla 311 de resolución de direcciones que incluye
correlaciones 317 de PID con la dirección IP. La memoria 310 incluye
también un módulo 351 de identificación de nodos de extremo que
identifica nodos de extremo con los que está en comunicación el nodo
300 de acceso, información 340 de asignación de recursos de enlace
ascendente responsable de asignar recursos de enlace ascendente a
nodos de extremo, incluyendo recursos asignados a un nodo X 341 de
extremo, e información 345 de asignación de recursos de enlace
descendente responsable de asignar recursos de enlace descendente a
nodos de extremo, incluyendo recursos asignados a un nodo X 346 de
extremo.
Haciendo referencia ahora brevemente a la figura
9, la figura 9 ilustra una tabla 311' de resolución de direcciones
que puede usarse como la tabla 311 de resolución de direcciones
mostrada en la figura 3. La tabla 311' de resolución de direcciones
incluye PID 902, 904, 906, 908, 910, 912 e información que indica
las direcciones IP 903, 905, 907, 909, 911 y 913 correspondientes,
respectivamente. Los PID son cada uno únicos localmente, por
ejemplo, los PID de células inmediatamente adyacentes son únicos uno
respecto a otro. Obsérvese que el contenido de los PID puede variar
dependiendo de las características físicas del nodo de acceso y el
número de puntos de unión de capa física soportados por el nodo de
acceso al que corresponde el PID. En el ejemplo de la figura 9, los
PID 902, 904 corresponden a un primer nodo de acceso (AN 1) que
soporta dos sectores que usan la misma portadora. Por consiguiente,
en el caso de AN 1, es suficiente que el PID incluya un
identificador de célula y un identificador de tipo de sector para
identificar de manera unívoca los puntos de unión de capa física en
la célula. Los PID 906, 908, 910 corresponden a una célula que
soporta múltiples portadoras y múltiples sectores. Por
consiguiente, los PID para el nodo '2 de acceso se implementan como
CID de la misma manera que se usan en diversas realizaciones
ejemplares tratadas adicionalmente en el presente documento. El PID
912 corresponde a un tercer nodo de acceso que incluye un único
sector y usa una única portadora. Por consiguiente, es suficiente
que el PID 6 que corresponde al tercer nodo de acceso incluya sólo
un identificador de célula a pesar de una identificación de capa
física adicional, por ejemplo, un identificador de sector y/o de
portadora. La inclusión de tal información adicional puede ser
deseable cuando, desde una perspectiva de procesamiento, son
deseables formatos de PID consistentes por múltiples células.
Haciendo referencia ahora a la figura 4, la
figura 4 ilustra un identificador 400 de conexión (CID) ejemplar
implementado según la presente invención. El CID 400 incluye una
pendiente 410, que es un identificador de célula, un sector 420 que
es un identificador de sector y una portadora 430, que es un
identificador de frecuencia de portadora también conocido como
identificador de bloque de tonos.
En un sistema de comunicación ejemplar que usa
tecnología OFDM, en la capa física, el espectro se divide en una
serie de tonos y se reutiliza en células y sectores en áreas
geográficas vecinas. Con el fin de mejorar las características de
interferencia, los tonos usados en cada salto de célula/sector a lo
largo del tiempo, y diferentes células y sectores en áreas
geográficas vecinas usan diferentes secuencias de salto, que
especifican cómo deben saltar los tonos. Las secuencias de salto se
generan usando una función predeterminada controlada con dos
variables de entrada, concretamente, el identificador de célula, por
ejemplo, un valor de pendiente, y un identificador de sector. El
identificador de sector puede implementarse como un identificador de
tipo de sector que indica a cuál de una pluralidad de posibles
tipos de sector corresponde un sector particular. En una
realización, el valor de pendiente es un número entero desde 1 hasta
112, y el valor de identificador de sector es un número entero
desde 0 hasta 5. Los sectores y células vecinos usan diferentes
pares de identificador de pendiente y de sector de modo que las
secuencias de salto generadas son diferentes. En una realización,
todos los sectores en una célula usan el mismo valor de pendiente
pero diferentes identificadores de sector, y las células vecinas,
por ejemplo físicamente adyacentes, usan diferentes valores de
pendiente.
Además, el sistema de comunicación OFDM
ejemplar, en algunas realizaciones, usa múltiples portadoras o
bloques de tonos, de modo que los tonos disponibles se agrupan en
múltiples bloques de tonos. Los tonos en un bloque de tonos son
preferiblemente contiguos. En un sistema ejemplar, el salto de los
tonos en un bloque de tonos dado está limitado a ese bloque de
tonos. Es decir, las secuencias de salto son tales que los tonos
pueden saltar dentro del bloque de tonos pero no pueden saltar a
través de múltiples bloques de tonos. Los bloques de tonos se
indican con un identificador de portadora. En una realización, el
identificador de portadora es un número entero
0, 1 ó 2.
0, 1 ó 2.
Cuando un nodo de extremo establece una conexión
para obtener servicios de conexión en red inalámbricos, la entidad
en el lado de red es un nodo de acceso, por ejemplo, una estación
base en una célula/sector, y la conexión se define con respecto a
un único bloque de tonos. Por tanto, en el sistema de comunicación
OFDM ejemplar anterior, puede usarse una combinación de pendiente,
identificador de sector e identificador de portadora como un
identificador único localmente que identifica la conexión para el
terminal inalámbrico. La combinación es por tanto un identificador
de conexión basado en uno o más identificadores de capa física. En
una realización, múltiples terminales inalámbricos pueden tener
conexiones con el mismo sector/célula de estación base en el mismo
bloque de tonos. Esas conexiones compartirán normalmente el mismo
identificador de conexión puesto que están conectadas al mismo
punto de unión de capa física tal como se define por la combinación
de célula, sector y bloque de tonos. La combinación del
identificador de conexión y un identificador de terminal inalámbrico
puede usarse para indicar una conexión de comunicación con un
terminal inalámbrico particular.
En general, el identificador de conexión es un
número o una combinación de números que localmente identifica de
manera unívoca una conexión. En diversas realizaciones, el número o
los números son parámetros característicos de capa física. En otra
realización, por ejemplo, una realización ejemplar de un sistema de
comunicación CDMA, el identificador de conexión puede ser la
combinación de un desplazamiento de secuencia de pseudorruido (PN) y
otro parámetro, por ejemplo, un identificador de portadora si se
usan múltiples portadoras.
La figura 5 ilustra un mensaje 500 ejemplar,
según la presente invención, que usa el identificador de conexión
de la figura 4: el mensaje 500 ejemplar es un mensaje de capa de
enlace que incluye una dirección de origen/destino CID. La
dirección de origen/destino CID es un campo opcional en mensajes de
capa de enlace según algunas realizaciones de la presente
invención. El mensaje 500 de capa de enlace incluye un campo 510 de
tipo de control de capa de enlace (LLC) que identifica el tipo de
cuerpo 530 de mensaje incluido en el mensaje 500. El CID 520 es un
ID de conexión en forma del ID 400 de conexión de la figura 4. En
una realización de la presente invención el campo 520 de CID
identifica un punto de unión físico de destino cuando se envía desde
un nodo de extremo hasta un nodo de acceso según la invención e
identifica una unión física de origen cuando se envía desde un nodo
de acceso hasta un nodo de extremo según la invención.
La figura 6 ilustra un procedimiento de
comunicaciones ejemplar y una señalización correspondiente realizada
según un primer diseño. En la figura 6 el nodo 630 de extremo se
comunica con el nodo 620 de acceso a través del nodo 610 de acceso
sin un enlace ascendente inalámbrico entre el nodo 630 de extremo y
el nodo 620 de acceso y sin que el nodo de extremo tenga que
conocer una dirección IP del nodo 620 de acceso. La señalización se
ilustra en el contexto del sistema 100 ejemplar ilustrado en la
figura 1. Los nodos 610 y 620 de acceso son similares a los nodos
140, 140' y 140'' de acceso del sistema 100 en la figura 1 y se
implementan según el nodo 300 de acceso de la figura 3. El nodo 630
de extremo es similar al nodo 144, 146, 144', 146', 144'' y 146'' de
extremo del sistema 100 en la figura 1, y se implementa según el
nodo 200 de extremo en la figura 2.
En la figura 6, el nodo 630 de extremo mantiene
un enlace bidireccional con el nodo 610 de acceso, lo que significa
que puede enviar mensajes al y recibir mensajes del nodo 610 de
acceso. El nodo 630 de extremo en la figura 6, aunque está dentro
del alcance de transmisión del nodo 620 de acceso, no tiene un
enlace ascendente con el nodo 620 de acceso. Esto significa que
aunque el nodo 630 de extremo puede recibir y procesar información
de difusión enviada por el nodo 620 de acceso (por ejemplo, mensajes
640 de difusión), el nodo 630 de extremo no puede enviar mensajes
al nodo 620 de acceso por el aire y el nodo 620 de acceso no puede
recibir y procesar mensajes enviados al mismo por el nodo 630 de
extremo por la interfaz aérea. Esto puede ser porque el nodo 630 de
extremo y el nodo 620 de acceso no tengan suficiente sincronización
de tiempo. Debido a ciertas limitaciones, por ejemplo, una
capacidad de hardware limitada, puede ser que el nodo 630 de extremo
no pueda establecer una conexión de enlace ascendente con el nodo
620 de acceso mientras que el nodo 630 de extremo tiene actualmente
una conexión bidireccional con el nodo 610 de acceso. En un diseño,
los enlaces ascendentes usados por el nodo 610 de acceso y el nodo
620 de acceso están en diferentes portadoras, por ejemplo, la banda
de frecuencia del enlace ascendente usado por el nodo 610 de acceso
es diferente de la banda de frecuencia del enlace ascendente usado
por el nodo 620 de acceso. Si el nodo 630 de extremo puede generar
sólo una señal de enlace ascendente en una banda en un tiempo dado,
por ejemplo, porque el nodo 630 de extremo sólo tenga una cadena de
radiofrecuencia (RF) debido a consideraciones de costes, entonces
el nodo 630 de extremo no puede mantener simultáneamente dos
conexiones de enlace ascendente en dos bandas de frecuencia
separadas. En otro diseño en el que los enlaces ascendentes usados
por los nodos 610 y 620 de acceso están en la misma banda, puede ser
que los dos enlaces ascendentes no estén sincronizados en el
tiempo, porque los dos nodos de acceso no estén sincronizados en el
tiempo o debido a la diferencia en el retardo de propagación para
que la señal alcance los nodos 610 y 620 de acceso desde el nodo
630 de extremo. Si el nodo 630 de extremo puede generar sólo una
señal de enlace ascendente según un esquema de sincronización de
tiempo cada vez, por ejemplo, porque el nodo 630 de extremo tenga
una única cadena de procesamiento digital limitada a un esquema de
tiempo cada vez, entonces el nodo 630 de extremo no puede mantener
simultáneamente dos conexiones de enlace ascendente, cuando las
conexiones no están suficientemente sincronizadas en el tiempo entre
sí.
El nodo 630 de extremo recibe (una)
señal(es) 640 de difusión que se transmiten por el nodo 620
de acceso. La(s) señal(es) 640 son suficientes para
determinar el ID de conexión, similar al CID 400 de la figura 4,
correspondiente a la unión física específica del nodo 620 de acceso
que transmite la señal 640 de difusión. Las señales o señales 640
pueden incluir señales de baliza y/o piloto que pueden transmitirse
por uno o más periodos de tiempo de transmisión de símbolos.
El nodo 630 de extremo transmite un mensaje 650
al nodo 610 de acceso. En un diseño ejemplar, dicho mensaje 650 es
igual que, o similar a, el mensaje 500 ejemplar de la figura 5. El
campo de CID, equivalente al CID 520 de la figura 5, de dicho
mensaje 650 se ajusta al identificador de conexión que identifica el
punto de unión físico del nodo 620 de acceso que difundió la señal
640. Dicho mensaje 650 está destinado por tanto para el nodo 620 de
acceso aunque se envía al nodo 610 de acceso. Obsérvese que puesto
que el nodo 630 de extremo, en el ejemplo de la figura 6, no tiene
un enlace ascendente con el nodo 620 de acceso no puede enviar el
mensaje 650 directamente a dicho nodo 620 de acceso.
El nodo 610 de acceso recibe el mensaje 650 y
examina el campo de CID, correspondiente al CID 520 de la figura 5,
del mensaje 650 y se da cuenta, por el CID almacenado respecto a la
información de identificación de capa de enlace que no identifica
uno de sus propios puntos de unión físicos. En tal caso, el nodo 610
de acceso busca en su memoria dicho CID del mensaje 650 para
encontrar una correlación con un identificador de capa más alta
correspondiente para el nodo 620 de acceso (por ejemplo, una
dirección IP).
Por ejemplo, una estación base que incluye
múltiples sectores que operan bajo un único controlador de capa de
enlace y/o múltiples portadoras usadas bajo un único controlador de
capa de enlace puede tener múltiples CID correspondientes a un
identificador de capa de enlace correspondiente a un único
controlador de capa de enlace. En diseños en los que se usan
controladores de capa de enlace separados para cada sector y/o
portadora, pueden usarse diferentes identificadores de capa de
enlace para cada uno de los diferentes sectores y/o portadoras. En
algunos diseños, hay una correlación uno a uno entre puntos de unión
físicos y capas de enlace aunque no es necesario y puede haber
varios puntos de unión físicos que operen bajo una única capa de
enlace. Por tanto, múltiples identificadores de capa física pueden
corresponder al mismo identificador de enlace de capa de enlace
aunque cada identificador de conexión de identificador de capa
física se correlaciona normalmente con, como mucho, un único
identificador de enlace de capa de enlace.
Suponiendo que se encuentra una correlación con
una dirección de capa más alta, el nodo 610 de acceso encapsula al
menos parte del mensaje 65C en un mensaje 660 de capa de red que
incluye una dirección de destino ajustada al identificador del nodo
620 de acceso y transmite dicho mensaje 660 al nodo 620 de acceso.
Según este diseño el mensaje 660 también incluye un identificador
de nodo 630 de extremo, siendo dicho identificador, dependiendo del
diseño, uno de una dirección IP de nodo 630 de extremo, un
identificador de acceso de red (NAI) de nodo 630 de extremo y un
identificador temporal. El nodo 620 de acceso recibe dicho mensaje
660 y extrae la parte encapsulada del mensaje 650 del mismo. El
nodo 620 de acceso inspecciona el campo de CID de la parte
encapsulada extraída del mensaje 650 y reconoce que el campo de CID
identifica uno de sus puntos de uniones
físicos.
físicos.
El nodo 620 de acceso envía el mensaje 670 que
incluye al menos parte del mensaje 650 recibido encapsulado en el
mensaje 660 por el nodo 620 de acceso. Dicho mensaje 670 también
incluye un identificador de nodo 630 de extremo similar al incluido
en el mensaje 660. El nodo 610 de acceso recibe entonces el mensaje
670 y examinando el identificador de nodo de extremo incluido
determina que el mensaje 670 encapsula un mensaje 680 destinado al
nodo 630 de extremo. El nodo 610 de acceso envía entonces el mensaje
680 que incluye al menos parte del mensaje 670. Según la presente
invención el mensaje 680 incluye el CID del punto de unión físico
del nodo 620 de acceso que difunde la señal 640.
El nodo 630 de extremo recibe el mensaje 680
desde el nodo 610 de acceso pero examinando el campo de CID incluido
en dicho mensaje 680, por ejemplo, comparándolo con la información
de CID almacenada, determina que el mensaje 680 se origina desde el
nodo 620 de acceso en respuesta al mensaje 650 enviado antes al
mismo.
La figura 7 ilustra una señalización ejemplar
realizada según un segundo diseño. La señalización se ilustra en el
contexto del sistema 100 ejemplar ilustrado en la figura 1. El nodo
710 de extremo es una representación simplificada del nodo 200 de
extremo de la figura 2 y es el mismo que, o similar a, los nodos
144, 146, 144', 146', 144'', 146'' de extremo del sistema 100 en la
figura 1. Los nodos 740 y 750 de acceso son similares a los nodos
140, 140' y 140'' de acceso del sistema 100 en la figura 1 y se
implementan usando el nodo 300 de acceso de la figura 3. En la
figura 7, el nodo 710 de extremo incluye un módulo 720 de generación
de mensajes y un módulo 730 de selección de enlaces. El módulo 720
de generación de mensajes de la figura 7, puede usarse por
aplicaciones que se ejecuten en el nodo 710 de extremo para generar
mensajes para sus propósitos. Por ejemplo una aplicación de
protocolo de control de conexión puede estar incluida y ser activa
en el nodo 710 de extremo permitiendo al nodo 710 de extremo
comunicarse con los nodos de acceso para los propósitos de crear,
desconectar y/o modificar enlaces entre el nodo 710 de extremo y uno
o ambos nodos 740, 750 de acceso. Otro ejemplo es una aplicación de
calidad de servicio (QoS) que puede incluirse en el nodo 710 de
extremo. La aplicación de QOS cuando está presente puede modificar
características de QoS de los diversos enlaces del nodo 710 de
extremo. El módulo 730 de selección de enlaces de la figura 7 mide
diversas métricas para la calidad de conexiones incluyendo
requisitos de potencia de transmisión de enlace, tasa de errores de
enlace, condiciones de canal de enlace y latencia de enlace para
determinar, por ejemplo, mensaje por mensaje o en un punto
particular en el tiempo, cuál de los enlaces disponibles es el más
apropiado para la transmisión del siguiente mensaje.
La información de calidad de enlace resultante
puede usarse, y en diversos diseños se usa, para determinar a cuál
de la pluralidad de enlaces simultáneos debe transmitirse un mensaje
en un punto particular en el tiempo.
En la figura 7, el nodo 710 de extremo mantiene
enlaces bidireccionales con los nodos 740 y 750 de acceso, lo que
significa que puede enviar mensajes a y recibir mensajes desde los
nodos 740 y 750 de acceso. En este diseño el módulo 720 de
generación de mensajes del nodo 710 de extremo genera el mensaje 759
con el nodo 740 de acceso de destino final. El mensaje 759 se envía
en primer lugar al módulo 730 de selección de enlaces del nodo 710
de extremo. El módulo 730 de selección de enlaces selecciona el
enlace entre los enlaces a los nodos 740 y 750 de acceso por el que
va a transmitirse el siguiente mensaje. La función de determinación
de enlaces se basa en características de enlace que incluyen al
menos uno de requisitos de potencia de transmisión de enlace, tasa
de errores de enlace, condiciones de canal de enlace y latencia de
enlace.
En el diseño representado en la figura 7, el
módulo 730 de selección de enlaces selecciona el enlace al nodo 740
de acceso y transmite el mensaje 760 por el mismo. El mensaje 760
incluye al menos alguna parte del mensaje 759 y, en algunos
diseños, incluye campos adicionales usados para la transmisión de un
mensaje por el enlace entre el nodo 710 de extremo y el nodo 740 de
acceso. Por ejemplo, los campos adicionales son, en algunos
diseños, campos de trama de enlace. Puesto que el destino final de
los mensajes 759 y 760 es el nodo 740 de acceso, el nodo 740 de
acceso recibe el mensaje 760, procesa el mensaje recibido y
responde, por ejemplo, transmitiendo el mensaje 765 al nodo 710 de
extremo. El mensaje 765 lo recibe el nodo 710 de extremo y se
entrega al módulo de generación de mensajes como mensaje 766. El
módulo 720 de generación de mensajes, genera un segundo mensaje 769
siendo el destino final el nodo 740 de acceso. El mensaje 769 se
envía al módulo 730 de selección de enlaces que selecciona el
enlace por el que va a transmitirse el mensaje 769. En este diseño
el enlace al nodo 750 de acceso se selecciona y el mensaje 770 se
transmite al nodo 750 de acceso. El mensaje 770 incluye al menos
una parte del mensaje 769 y en algún diseño incluye campos
adicionales usados para la transmisión del mensaje por el enlace
entre los nodos 710 y 750 de extremo. Por ejemplo, los campos
adicionales son, en algunas realizaciones, campos de trama de
enlace.
En un diseño el módulo 730 de selección de
enlaces añade un identificador, por ejemplo, un identificador de
punto de unión físico, del nodo 740 de acceso junto con al menos una
parte del mensaje 769 que comprende el mensaje 770, porque el
enlace seleccionado por el módulo 730 de selección de enlaces para
la transmisión del mensaje 770 no corresponde al destino final del
mensaje 770, que es el nodo 740 de acceso. En otro diseño el módulo
de selección de enlaces añade el identificador del destino final de
los mensajes 760 y 770 antes de que transmita dichos mensajes 760 y
770, independientemente de qué enlace se seleccione para su
transmisión. En un diseño adicional, los mensajes 759, 769 incluyen
el identificador de su destino final. Por ejemplo en un ejemplo del
diseño ejemplar de la figura 7 el identificador del destino final
corresponde al nodo 740 de acceso.
En un diseño ejemplar, el mensaje 770 se
implementa según el mensaje 500 de la figura 5, en el que el campo
520 de CID identifica el nodo 740 de acceso. El nodo 750 de acceso,
recibe el mensaje 770 y lo procesa. Examinando el destino final del
mensaje 770, por ejemplo, un identificador de punto de unión físico
en el campo 520 de CID del mensaje 500 de la figura 5, el nodo 750
de acceso determina que el mensaje 770 no está previsto para éste
sino para algún otro nodo identificado por los identificadores de
destino final (por ejemplo, un CID en el campo de CID). El nodo 750
de acceso consulta el identificador de punto (PID) de unión físico
incluido en el mensaje 770 en su tabla de resolución de direcciones
(véase la tabla 311 de resolución de direcciones en el nodo 300 de
acceso de la figura 3) para encontrar la dirección de red (por
ejemplo, la dirección IP) correspondiente al PID incluido en el
mensaje 770.
El nodo 750 de acceso encapsula al menos una
parte del mensaje 770 en una cabecera de capa de red apropiada y
transmite el mensaje 775 al nodo 740 de acceso. El mensaje 775
incluye al menos: una parte del mensaje 770, y al menos algo de la
dirección IP del nodo 740 de acceso. Además el mensaje 775 incluye
en diversos diseños algunos o todos de los siguientes: la dirección
IP del nodo 750 de acceso, el PID del nodo 740 de acceso incluido
en el mensaje 770, el PID del nodo 750 de acceso por el que se
recibió el mensaje 770, el identificador de nodo 710 de extremo e
identificadores de sesión para la encapsulación (también denominada
tunelización) de mensajes entre el nodo 750 de acceso y el nodo 740
de acceso. El nodo 740 de acceso recibe el mensaje 775 que reconoce
como mensaje previsto para éste a partir del PID de destino incluido
en el mensaje 775.
En un diseño el nodo 740 de acceso responde
transmitiendo el mensaje 780 que incluye al menos parte del mensaje
775. El nodo 750 de acceso recibe el mensaje 780, que incluye el
identificador de nodo 710 de extremo y envía el mensaje 785 al nodo
710 de extremo. El mensaje 785 incluye al menos parte del mensaje
780. El nodo 710 de extremo recibe el mensaje 785 y reenvía el
mensaje 786 al módulo 720 de generación de mensajes.
En otro diseño el nodo 740 de acceso responde
transmitiendo, al nodo 710 de extremo, el mensaje 780' que incluye
al menos parte del mensaje 775. El mensaje 780' se transmite por el
enlace directo entre el nodo 740 de acceso y el nodo 710 de
extremo.
La figura 8 ilustra una señalización ejemplar
realizada según realizaciones ejemplares de la invención en la que
se usa un nodo de extremo como parte de un proceso de actualización
de información de encaminamiento de CID y descubrimiento de
vecinos. La señalización se ilustra en el contexto de un sistema
ejemplar tal como el sistema 100 ilustrado en la figura 1. El nodo
810 de extremo es una representación simplificada del nodo 200 de
extremo de la figura 2 y es igual que o similar a los nodos 144,
146, 144', 146', 144'', 146'' de extremo del sistema 100 en la
figura 1. Los nodos 840 y 850 de acceso son iguales o similares a
los nodos 140, 140' y 140'' de acceso del sistema 100 en la figura
1 y pueden implementarse, por ejemplo, usando nodos de acceso del
tipo ilustrado en la figura 3. En el ejemplo de la figura 8 el nodo
810 de extremo tiene un enlace de comunicaciones bidireccional con
el nodo 840 de acceso, que le permite enviar mensajes a, y recibir
mensajes desde el nodo 840 de acceso.
En la figura 8, el nodo 810 de extremo genera y
transmite el mensaje 860 al nodo 840 de acceso. El mensaje 860
incluye un identificador que identifica el nodo 850 de acceso como
el destino de dicho mensaje. El nodo 840 de acceso recibe el
mensaje 860 e intenta resolver el identificador de nodo 850 de
acceso incluido en dicho mensaje respecto a una dirección de red,
buscando su tabla de resolución de direcciones, por ejemplo, la
tabla 311 de resolución de direcciones del nodo 300 de acceso de la
figura 3. En el ejemplo de la figura 8 el nodo 840 de acceso no
resuelve dicho identificador. El nodo 840 de acceso transmite
entonces el mensaje 865 al nodo 810 de extremo. El mensaje 865
incluye una indicación de que no fue posible un encaminamiento de un
mensaje debido a un fallo en la resolución.
En una realización de la presente invención el
nodo 810 de extremo establece en este punto un enlace de
comunicaciones bidireccional con el nodo 850 de acceso
intercambiando una variedad de mensajes mostrados como mensaje 870
de doble flecha en la figura 8. Sin embargo, esto no es necesario si
ya existe un enlace bidireccional con el nodo 850 de acceso. En
otro ejemplo en el que se usa la invención, el nodo 810 de extremo
ya tiene un enlace bidireccional con el nodo 850 de acceso además
del enlace con el nodo 840 de acceso.
Usando el enlace con el nodo 850 de acceso, el
nodo 810 de extremo transmite un nuevo mensaje 875 de notificación
de vecino al nodo 850 de acceso. El mensaje 875 incluye al menos un
identificador de nodo 840 de acceso y la dirección de capa de red
del nodo 840 de acceso. De este modo, se suministra al nodo 850 de
acceso tanto un identificador, por ejemplo, el PID del nodo 840 de
acceso como una dirección de capa de enlace correspondiente, por
ejemplo, la dirección MAC que puede direccionar y almacenar el nodo
850 de acceso para la futura resolución de una capa física respecto
al identificador de capa de red. En una realización de la presente
invención el identificador de nodo 840 de acceso es un
identificador de punto de unión físico; en otra realización de la
presente invención es un identificador de capa de enlace. El
identificador de capa de red del nodo 840 de acceso lo conoce el
nodo 810 de extremo a partir de los mensajes 897 de comunicación
comunicados al nodo 810 de extremo durante o después del
establecimiento del enlace con el nodo 840 de acceso.
En una realización alternativa de la presente
invención el nodo 810 de extremo envía el mensaje 875' en lugar del
mensaje 875. El mensaje 875' tiene el mismo o un contenido de
mensaje similar al mensaje 875 pero se envía al nodo 850 de acceso
a través del nodo 840 de acceso, en lugar del nodo 850 de acceso
directamente. El nodo 840 de acceso encamina entonces el mensaje
875' como mensaje 875'' al nodo 850 de acceso. Obsérvese que a
diferencia del mensaje 860, el mensaje 875' es un mensaje de capa
de red que incluye la dirección de red de nodo 850 de acceso como
su destino. La dirección de red del nodo 850 de acceso la conoce el
nodo 810 de extremo a partir de los mensajes 899 de comunicación
comunicados durante o después del establecimiento del enlace con el
nodo 850 de acceso. Por este motivo, el nodo 840 de acceso puede
encaminar el mensaje 875'' al nodo 850 de acceso usando una
dirección de red del nodo 850 de acceso, por ejemplo la dirección
IP, sin tener que realizar una operación de resolución de CID
respecto a la dirección.
El nodo 850 de acceso recibe el mensaje 875 y
envía un nuevo mensaje 880 de creación de vecinos a la dirección de
red del nodo 840 de acceso, recuperada del mensaje 875. El mensaje
880 incluye un identificador de conexión para correlaciones de
dirección de capa de red para el nodo 850 de acceso. En otra
realización de la presente invención, el mensaje 880 incluye
identificadores de capa de enlace para correlaciones de dirección de
capa de red para el nodo 850 de acceso. En otra realización de la
presente invención el mensaje 880 incluye información de vecino
adicional usada para albergar traspasos de nodo de extremo,
incluyendo pero sin limitarse a identificadores de sesión de túnel
y dirección de túnel para redirigir paquetes entre los nodos 840 y
850 de acceso, capacidades del nodo 850 de acceso con respecto a
calidad de servicio, carga, protocolos y aplicaciones soportadas. El
nodo 840 de acceso recibe el mensaje 880 y almacena la información
incluida en el mensaje 880 en su memoria por ejemplo, para su
futuro uso en operaciones de resolución de CID con respecto a
dirección de red. El nodo 840 de acceso responde con un mensaje 882
acusando la recepción de dicha información incluida en el mensaje
880.
En una realización de la presente invención el
nodo 840 de acceso incluye en el mensaje 882 alguno de correlaciones
de identificador de conexión con dirección de capa de red para el
nodo 850 de acceso, correlaciones de identificadores de capa de
enlace con dirección de capa de red para el nodo 850 de acceso,
información de vecino usada para albergar traspasos de nodo de
extremo, incluyendo pero sin limitarse a identificadores de sesión
de túnel y dirección de túnel para redirigir paquetes entre los
nodos 840 y 850 de acceso, y o información que indica capacidades
del nodo 840 de acceso con respecto a la calidad de servicio, carga,
protocolos y aplicaciones soportadas. El nodo 840 de acceso recibe
el mensaje 880 y almacena la información incluida en el mensaje 880
en su memoria, o por ejemplo, para su futuro uso en el
encaminamiento mensajes. En esta realización particular de la
invención no se usan los mensajes 883
y 884.
y 884.
En otra realización de la presente invención el
mensaje 882 del nodo 840 de acceso incluye un acuse de la recepción
de la información incluida en el mensaje 880. En esta realización de
la invención el nodo 840 de acceso envía el mensaje 883 incluyendo
al menos alguno de correlaciones de identificador de conexión con
dirección de capa de red para el nodo 850 de acceso, correlaciones
de identificadores de capa de enlace con dirección de capa de red
para el nodo 850 de acceso, información de vecino usada para
albergar traspasos de nodo de extremo, incluyendo pero sin
limitarse a identificadores de sesión de túnel y dirección de túnel
para redirigir paquetes entre los nodos 840 y 850 de acceso,
capacidades del nodo 840 de acceso con respecto a la calidad de
servicio, carga, protocolos y aplicaciones soportadas. El nodo 850
de acceso recibe el mensaje 883 y almacena la información incluida
en el mensaje 883 en su memoria, por ejemplo, para su futuro uso. El
nodo 850 de acceso responde con el mensaje 884 acusando la recepción
de dicha información.
Tras los intercambios de información de vecino y
correlaciones de identificador con dirección entre los nodos 840 y
850 de acceso a través de los mensajes 880, 882 y opcionalmente 883
y 884, el nodo 810 de extremo envía el mensaje 890 al nodo 840 de
acceso. Como el mensaje 860, en una realización de la invención el
mensaje 890 es también igual o similar al mensaje 500 de la figura
5. El mensaje 890 identifica como su destino final el nodo 850 de
acceso. El nodo 840 de acceso, recibe el mensaje 890, busca en su
memoria una correlación entre el identificador de nodo 850 de
acceso y una dirección de red para dicho nodo 850 y encuentra dicha
dirección de red en su tabla de resolución de direcciones que
anteriormente estaba ocupada por el mensaje 880. El nodo 840 de
acceso encapsula el mensaje 890 según la información en la tabla de
resolución y lo envía al nodo 850 de acceso en forma del mensaje
891. El nodo 850 de acceso responde con el mensaje 892 de nuevo
usando la información en su tabla de resolución de direcciones y el
mensaje 891. El nodo 840 de acceso envía el mensaje 893 al nodo 810
de extremo incluyendo al menos parte del mensaje 892 recibido desde
el nodo 850 de acceso completando el intercambio de comunicación
entre el nodo 810 de extremo y el nodo 850 de acceso a través del
nodo 840 de acceso.
De la manera anteriormente descrita, a través
del uso de mensajes desde el nodo 810 de extremo, se proporciona a
los nodos 840 y 850 de acceso información de PID y/o dirección uno
acerca de otro que puede usarse en encaminar mensajes recibidos
posteriormente. Por consiguiente, a medida que se añaden nodos de
acceso a la red, los nodos de extremo pueden servir para descubrir
su presencia a partir de señales de difusión y notificar a los
nodos de acceso de nuevos vecinos. Como parte del proceso de
notificación se distribuye suficiente información de dirección para
facilitar el encaminamiento basado en PID de red de mensajes tras
haberse completado el proceso de notificación.
En diversas realizaciones los nodos descritos en
el presente documento se implementan usando uno o más módulos para
realizar las etapas correspondientes a uno o más procedimientos de
la presente invención, por ejemplo, etapas de procesamiento de
señales, generación de mensajes y/o transmisión. Por tanto, en
algunas realizaciones se implementan diversas características de la
presente invención usando módulos. Tales módulos pueden
implementarse usando software, hardware o una combinación de
software y hardware. Muchos de los procedimientos o etapas de
procedimiento descritos anteriormente pueden implementarse usando
instrucciones ejecutables por máquina, tales como software,
incluido en un medio legible por máquina tal como un dispositivo de
memoria, por ejemplo, RAM, un disco flexible, etc. para controlar
una máquina, por ejemplo, un ordenador de propósito general con o
sin hardware adicional, para implementar todos o partes de los
procedimientos descritos anteriormente, por ejemplo, en uno o más
nodos. Por consiguiente, entre otras cosas, la presente invención se
refiere a un medio legible por máquina que incluye instrucciones
ejecutables por máquina para hacer que una máquina, por ejemplo, un
procesador y un hardware asociado, realice una o más de las
etapas
del(de los) procedimiento(s) descrito(s) anteriormente.
del(de los) procedimiento(s) descrito(s) anteriormente.
Para los expertos en la técnica serán evidentes
numerosas variaciones adicionales de los procedimientos y el
aparato de la presente invención descritos anteriormente en vista de
la descripción anterior de la invención. Tales variaciones deben
considerarse dentro del alcance de la invención. Los procedimientos
y el aparato de la presente invención pueden usarse, y en diversas
realizaciones se usan, con CDMA, multiplexación por división de
frecuencia ortogonal (OFDM) o diversos otros tipos de técnicas de
comunicaciones que pueden usarse para proporcionar enlaces de
comunicaciones inalámbricos entre nodos de acceso y nodos móviles.
En algunas realizaciones los nodos de acceso se implementan como
estaciones base que establecen enlaces de comunicaciones con nodos
móviles usando OFDM y/o CDMA. En diversas realizaciones los nodos
móviles se implementan como ordenadores portátiles, asistentes de
datos personales (PDA) u otros dispositivos portátiles incluyendo
circuitos de receptor/transmisor y lógica y/o rutinas, para
implementar los procedimientos de la presente invención.
Claims (26)
1. Un procedimiento de operación de un terminal
(810) inalámbrico, comprendiendo el procedimiento:
- recibir una señal desde un primer nodo (840) de acceso que indica que no está disponible información de encaminamiento para dicho primer nodo (840) de acceso para encaminar un primer mensaje usando un identificador de destino incluido en dichos primeros mensajes; y
- transmitir una notificación de vecino a un segundo nodo (850) de acceso correspondiente a dicho identificador de destino, incluyendo dicha notificación de vecino información de identificación correspondiente a dicho primer nodo (840) de acceso.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- antes de recibir dicha señal desde el primer nodo (840) de acceso, transmitir dicho primer mensaje al primer nodo (840) de acceso por un enlace de comunicaciones inalámbrico.
3. El procedimiento según la reivindicación 2,
que comprende además:
- después de recibir dicha señal y antes de transmitir dicho mensaje de notificación de vecino, establecer dicho enlace de comunicaciones inalámbrico con dicho segundo nodo (850) de acceso.
4. El procedimiento según la reivindicación 3,
que comprende además:
- después de transmitir dicho mensaje de notificación de vecino, transmitir un segundo mensaje a dicho primer nodo (840) de acceso, incluyendo el segundo mensaje dicho identificador de destino.
5. El procedimiento según la reivindicación 4,
que comprende además:
- recibir una respuesta a dicho segundo mensaje desde dicho segundo nodo (850) de acceso.
6. El procedimiento según la reivindicación 2,
en el que dicho identificador de destino es un identificador de
punto de unión físico que identifica un punto de unión físico en
dicho segundo nodo (850) de acceso.
7. El procedimiento según la reivindicación 6,
en el que dicha información de identificación correspondiente al
primer nodo (840) de acceso incluye al menos uno de: i) un
identificador de punto de unión físico correspondiente al primer
nodo (840) de acceso, ii) un identificador de punto de unión de capa
de enlace correspondiente al primer nodo (840) de acceso; y iii) una
dirección IP de capa de red correspondiente al primer nodo (840) de
acceso.
8. El procedimiento según la reivindicación 7,
en el que transmitir dicho mensaje de notificación de vecino incluye
transmitir dichos mensajes de notificación de vecino a través de
dicho primer nodo (840) de acceso a dicho segundo (850); y
en el que dicho mensaje de notificación de
vecino incluye al menos uno de i) un identificador de punto de unión
de capa de enlace correspondiente a dicho segundo nodo (850) de
acceso y ii) una dirección IP de capa de red correspondiente al
segundo nodo (850) de acceso.
9. El procedimiento según la reivindicación 6,
en el que dicho punto de unión físico es un punto de unión de enlace
inalámbrico.
10. El procedimiento según la reivindicación 9,
en el que dicho identificador de punto de unión físico incluye al
menos dos de: un identificador de célula, un identificador de
portadora y un identificador de sector.
11. El procedimiento según la reivindicación 2,
en el que dicho identificador de destino es un identificador de capa
de enlace que identifica un punto de unión de capa de enlace en
dicho segundo nodo (850) de acceso.
12. El procedimiento según la reivindicación
11, en el que dicha información de identificación correspondiente al
primer nodo (840) de acceso incluye al menos uno de: i) un
identificador de punto de unión físico correspondiente al primer
nodo (840) de acceso, ii) un identificador de punto de unión de capa
de enlace correspondiente al primer nodo (840) de acceso; y iii) una
dirección IP de capa de red correspondiente al primer nodo (840) de
acceso.
13. El procedimiento según la reivindicación
12, en el que transmitir dicho mensaje de notificación de vecino
incluye transmitir dicho mensaje de notificación de vecino a través
de dicho primer nodo (840) de acceso a dicho segundo (850); y
en el que dicho mensaje de notificación de
vecino incluye al menos uno de i) un identificador de punto de unión
de capa de enlace correspondiente a dicho segundo nodo (850) de
acceso y ii) una dirección IP de capa de red correspondiente al
segundo nodo (850) de acceso.
14. Un aparato de terminal inalámbrico que
comprende:
- medios para recibir una señal desde un primer nodo (840) de acceso que indica que no está disponible información de encaminamiento para dicho primer nodo (840) de acceso para encaminar un primer mensaje usando un identificador de destino incluido en dicho primer mensaje; y
- medios para transmitir una notificación de vecino a un segundo nodo (850) de acceso correspondiente a dicho identificador de destino, incluyendo dicha notificación de vecino información de identificación correspondiente a dicho primer nodo (840) de acceso.
15. El aparato según la reivindicación 14, en
el que los medios para transmitir están configurados además
para,
antes de recibir dicha señal desde el primer
nodo (840) de acceso, transmitir dicho primer mensaje al primer nodo
(840) de acceso por un enlace de comunicaciones inalámbrico.
16. El aparato según la reivindicación 15, que
comprende además medios para establecer dicho enlace de
comunicaciones inalámbrico con dicho segundo nodo (850) de acceso
después de recibir dicha señal y antes de transmitir dicho mensaje
de notificación de vecino.
17. El aparato según la reivindicación 16, en
el que los medios para transmitir están configurados además
para,
después de transmitir dicho mensaje de
notificación de vecino, transmitir un segundo mensaje a dicho primer
nodo (840) de acceso, incluyendo el segundo mensaje dicho
identificador de destino.
18. El aparato según la reivindicación 17, en
el que los medios para recibir están configurados además para
recibir una respuesta a dicho segundo mensaje desde dicho segundo
nodo (850) de acceso.
19. El aparato según la reivindicación 15, en
el que dicho identificador de destino es un identificador de punto
de unión físico que está configurado para identificar un punto de
unión físico en dicho segundo nodo (850) de acceso.
20. El aparato según la reivindicación 19, en
el que dicha información de identificación correspondiente al primer
nodo (840) de acceso incluye al menos uno de: i) un identificador de
punto de unión físico correspondiente al primer nodo (840) de
acceso, ii) un identificador de punto de unión de capa de enlace
correspondiente al primer nodo (840) de acceso; y ii) una dirección
IP de capa de red correspondiente al primer nodo (840) de
acceso.
21. El aparato según la reivindicación 20, en
el que los medios para transmitir configurados para transmitir dicho
mensaje de notificación de vecino están configurados además para
transmitir dicho mensaje de notificación de vecino a través de dicho
primer nodo (840) de acceso a dicho segundo (850); y
en el que dicho mensaje de notificación de
vecino incluye al menos uno de i) un identificador de punto de
unión de capa de enlace correspondiente a dicho segundo nodo (850)
de acceso y ii) una dirección IP de capa de red correspondiente al
segundo nodo (850) de acceso.
22. El aparato según la reivindicación 19, en
el que dicho punto de unión físico es un punto de unión de enlace
inalámbrico.
23. El aparato según la reivindicación 22, en
el que dicho identificador de punto de unión físico incluye al menos
dos de: un identificador de célula, un identificador de portadora y
un identificador de sector.
24. El aparato según la reivindicación 15, en
el que dicho identificador de destino es un identificador de capa de
enlace que está configurado para identificar un punto de unión de
capa de enlace en dicho segundo nodo (850) de acceso.
25. El aparato según la reivindicación 24, en
el que dicha información de identificación correspondiente al primer
nodo (840) de acceso incluye al menos uno de: i) un identificador de
punto de unión físico correspondiente al primer nodo (840) de
acceso, ii) un identificador de punto de unión de capa de enlace
correspondiente al primer nodo (840) de acceso; y iii) una dirección
IP de capa de red correspondiente al primer nodo (840) de
acceso.
26. El aparato según la reivindicación 25, en
el que los medios para transmitir dicho mensaje de notificación de
vecino están configurados para transmitir dicho mensaje de
notificación de vecino a través de dicho primer nodo (840) de acceso
a dicho segundo (850); y
en el que dicho mensaje de notificación de
vecino incluye al menos uno de i) un identificador de punto de unión
de capa de enlace correspondiente a dicho segundo nodo (850) de
acceso y ii) una dirección IP de capa de red correspondiente al
segundo nodo (850) de acceso.
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