ES2562685T3 - Utilización de la norma WLAN para una comunicación C2C añadiendo nuevos tipos de paquetes - Google Patents

Utilización de la norma WLAN para una comunicación C2C añadiendo nuevos tipos de paquetes Download PDF

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Abstract

Procedimiento para decidir la retransmisión de tramas de datos (31) transmitidas a través de un enlace WLAN según IEEE 802.11 (30) a un receptor (20) que se encuentra de por sí en un vehículo automóvil (21), caracterizado porque en base a un tipo de trama (16: "2", "3") indicado en una trama de datos recibida, se decide si los datos (13) han de transmitirse a un equipo (22) que procesa datos C2X o a otro equipo (23) que procesa otros datos en el vehículo (21), realizándose para ello una ampliación de la capa MAC de la norma WLAN 802.11 802.11 en un tipo de trama.

Description

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UTILIZACION DE LA NORMA WLAN PARA UNA COMUNICACION C2C ANADIENDO NUEVOS TIPOS
DE PAQUETES
DESCRIPCION
La presente invencion se refiere a procedimientos y dispositivos para seleccionar datos transmitidos a traves de un enlace WLAN.
La comunicacion Car-to-Car (C2C-Communication = comunicacion automovil-a-automovil) que se trata a continuacion es un concepto definido por el Consorcio Car-to-Car Communication (C2C-CC), una agrupacion de varios fabricantes de automoviles. C2C-CC elabora para la comunicacion automovil-a- automovil y para la comunicacion de los automoviles con equipos de infraestructura (semaforos, etc.) una norma industrial abierta.
La base para tales sistemas de radio Car-to-Car pueden ser sistemas de comunicacion inalambricos en forma de WLANs (Wireless Local Area Networks, redes inalambricas de area local) segun por ejemplo la norma definida por la IEEE bajo la denominacion de norma 802.11 (ver por ejemplo: IT-Wissen, Das grosse Onlinelexikon fur Informationstechnologie; Conocimientos de IT. El gran diccionario online de la tecnologfa de la informacion).
La comunicacion C2X incluye comunicacion C2C (comunicacion vetuculo-a-vetuculo) y comunicacion entre un vetuculo y otro equipo que no es un vetuculo, como por ejemplo un equipo de infraestructura (semaforo, etc.).
Para una comunicacion vetuculo-a-X (comunicacion C2X) sena imaginable una implementacion WLAN segun la norma 802.11p, desde luego aun no autorizada. Esta subforma de la norma WLAN 802.11 se caracteriza por la posibilidad de una comunicacion ad hoc y amplias coberturas. La comunicacion ad hoc es un modo en el que al menos dos abonados (equipos de radio por ejemplo en vetuculos) comunican entre sf espontaneamente (ad hoc), pudiendo realizarse una comunicacion tambien desde un abonado a traves de varios abonados que retransmiten la comunicacion como estaciones intermedias hasta un destino final. Ademas de la comunicacion mediante el modo ad hoc, conoce WLAN tambien un modo de infraestructura, que funciona con ayuda de estaciones de base (access-point, punto de acceso).
Los enrutadores (router) WLAN usuales en el mercado tienen con la norma de radio segun IEEE 802.11a/b/g/n actualmente utilizada el inconveniente de que se necesitan tiempos relativamente largos para establecer la comunicacion (tiempos de latencia para establecer el canal), lo cual reduce la posibilidad de utilizacion. No obstante, las citadas normas 802.11 a/b/g/n presentan velocidades de transmision de datos claramente superiores a en 802.11p, lo cual a su vez les hace interesantes para aplicaciones multimedia.
Es objetivo de la presente invencion posibilitar una comunicacion C2X eficiente que evite los citados inconvenientes. El objetivo se logra en cada caso mediante los objetos de las reivindicaciones independientes.
La invencion permite utilizar procedimientos de transmision WLAN 802.11 (en particular 802.11a u 802.11b u 802.11g u 802.11n) utilizando una tecnica de radio WLAN usual en el mercado tanto para una comunicacion C2X como tambien para una comunicacion con otros contenidos (por ejemplo “navegar” en Internet para una comunicacion Internet/http/etc.) utilizando los mismos aparatos de tecnica de radio WLAN en el automovil. Al respecto pueden utilizarse eficientemente las muy amplias coberturas y los relativamente cortos tiempos de establecimiento del enlace de normas WLAn existentes como 802.11a/b/g/n.
Una implementacion importante de la invencion es al respecto la ampliacion de la capa (layer) MAC de la norma WLAN 802.11 (por ejemplo 802.11a/b/g/n) en un tipo de paquetes de datos (utilizable para la comunicacion C2X correspondiente a la invencion), por ejemplo trama (frame) tipo 3 o trama tipo 2 con uno de los subtipos de trama 8 a 15 (MAC-Layer-Header; cabecera de capa MAC), que aun no se utilizan, que se ignora en las implementaciones WLAN existentes, pero que posibilita en implementaciones modificadas la estructura de una comunicacion C2X efectiva en paralelo (es decir, por ejemplo simultaneamente y/o sobre el mismo aparato terminal de comunicacion WLAN) con otra comunicacion WLAN (por ejemplo utilizacion de Internet).
Segun las reivindicaciones, se refiere la invencion a un procedimiento para filtrar datos transmitidos a traves de un enlace WLAN a un receptor en un automovil, decidiendo un equipo de filtro (por ejemplo un controlador de software MAC ampliado) en base a al menos el tipo de trama contenido en una trama de datos (por ejemplo “3”; o “2” con subtipos), a que equipo (equipo de tratamiento de datos C2X o equipo de tratamiento de datos http) se transfiere la correspondiente trama de datos.
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El documento US20070021133 describe un procedimiento para la comunicacion inalambrica y se refiere a la tecnologfa Push-to-Talk (pulsar y hablar). El tipo de datos se detecta en base a un identificador y se envfa al correspondiente abonado.
Al respecto puede decidirse en base al tipo de trama de una trama de datos si la trama de datos se transferira a un equipo C2X o a otro equipo (del lado del vetuculo), por ejemplo equipo de tratamiento de datos http o de Internet, por ejemplo navegador (browser) de Internet.
La decision sobre a que equipo se transmitiran las tramas de datos, puede basarse en un tipo de trama (“3”) o tambien en una combinacion de un tipo de trama y un determinado subtipo de trama (MAC-Layer- Header), para la trama tipo “2” uno de los subtipos “8”, “9”, “10”, “11”, “12”, “13”, “14”, “15” de trama (MAC- Layer-Header).
Los datos pueden transmitirse en particular con una norma 802.11a, o b, o g, o n.
La invencion se refiere, ademas de a un filtrado de datos recibidos, tambien a un procedimiento para enviar tramas de datos a traves de un enlace de datos instalado en un automovil, dotandose de un equipo C2X (por ejemplo un modulo controlador C2X en el vetuculo) con un identificador del tipo de trama (tipo 2 con subtipos 8 a 15 o tipo 3 etc.), mientras que datos a enviar procedentes de otros equipos situados en vetuculos (equipos que procesan datos http/Internet/multimedia) se dotan de otro identificador de tipo de trama.
Ademas se refiere la invencion a un equipo receptor para una implementacion en un vetuculo con un equipo de filtro para decidir sobre la retransmision de tramas de datos recibidas en un equipo C2X (C2X) u otro equipo (http/Internet-Browser/multimedia) en base a tipos (“3”, “2” con determinados subtipos) indicados en la cabecera de capa MAC de la trama de datos.
La invencion se refiere ademas a un equipo emisor para implementarlo en un vetuculo y para enviar tramas de datos, con un equipo para dotar de identificadores (antes del envfo) paquetes de datos procedentes de un equipo C2X con (solo o al menos) un tipo de trama (“2” con subtipo 8 a 15 o “3”) y para dotar de identificadores paquetes de datos procedentes de otro equipo de un vetuculo (Internet/http/multimedia etc.) con otro tipo de trama.
Otras caractensticas y ventajas de la invencion resultan de las reivindicaciones y de la siguiente descripcion de un ejemplo de ejecucion en base al dibujo. Al respecto muestra la
figura 1 esquematicamente el envfo y la recepcion de paquetes de datos por parte de un vetuculo a traves de un enlace WLAN, teniendo en cuenta los tipos de trama.
La norma 802.11 define esencialmente dos capas/layers:
- La capa ffsica (physical layer) define el medio de transporte ffsico (frecuencia, modulacion,...) y el transporte rudimentario de bytes de datos.
- La capa MAC es competente a un nivel algo mas alto para el aseguramiento de datos, control del flujo de datos y gestion de abonados, lo cual se realiza entre otros mediante diversos tipos de paquetes de datos/tramas (una trama de datos puede ser un paquete de datos, por ejemplo un datagrama sobre la capa 2 del modelo OSI). Con ello hace posible la capa MAC, entre otros, el transporte de paquetes de datos con seguridad a traves de la WLAN a estaciones receptoras definidas (por ejemplo en un vehfculo).
Los datos procedentes de capas superiores (del modelo estandar OSI), por ejemplo datos procedentes de aplicaciones basadas en http, son empaquetados por un equipo de capa MAC en una trama, que incluye una cabecera (header), los datos propiamente dichos (datos utiles) y una secuencia de control de trama (frame-check). La cabecera incluye a su vez, entre otros, un campo “Frame Control” (control de la trama) (35), que a su vez contiene el tipo de la trama (por ejemplo trama de datos o trama de control) y el subtipo de la trama. Esta estructura es igual para todas las tramas MAC 802.11.
La norma 802.11 aun no tiene para algunos tipos y subtipos de tramas ninguna aplicacion, por lo que estas estan libres para futuras ampliaciones y tales tipos y subtipos son ignorados por implementaciones actuales (http/Internet-Browser, multimedia, etc.) y las mismas pueden utilizarse en el sentido de la presente invencion. Por ejemplo podna utilizarse el numero de tipo general 3 para caracterizar tramas de datos relativas a comunicacion C2X o bien podnan utilizarse (para una trama con el numero de tipo de trama 2) los subtipos 8 a 15 de una trama de datos para caracterizar tramas de datos relativas a vehfculo- a-X (comunicacion C2X) y con ello para hacer posible una seleccion de estas tramas para aplicaciones/equipos C2X.
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Para la implementacion puede utilizarse un controlador de software MAC. Un tal controlador de software MAC ampliado podna ahora extraer por filtrado tramas o correspondientemente todos los paquetes con el correspondiente identificador de tipo C2X del flujo de paquetes que el mismo recibe de una capa ffsica (Physical Layer) y transmitirlos directamente a un modulo controlador C2X (por ejemplo a traves de una interfaz de software o Ethernet, etc.) y empaquetar paquetes que llegan de un controlador C2X en tramas correspondientemente constituidas y transmitirlos a la Physical Layer para continuar el envfo de los mismos. Con ello se evitana la regulacion normal de acceso MAC o el establecimiento del enlace para tramas C2X, ciertamente seguro, pero en cambio complejo. El modulo controlador C2X podna establecer una comunicacion C2X en base a mecanismos/algoritmos como por ejemplo los desarrollados en NOW (Network On Wheel, red sobre ruedas), con funciones espedficas de c2x como por ejemplo enrutamiento geografico. Otras fuentes para mecanismos/algoritmos son la C2C-CC y la IEEE 1609. No obstante, para funciones sencillas, como por ejemplo el aviso a vehffculos de rescate mediante difusion por radio, no son necesarios estos mecanismos/algoritmos. Utilizando un campo ya existente para identificar el tipo en los paquetes MAC para la ampliacion, seguina siendo posible con un enrutador asf modificado tambien otra comunicacion (por ejemplo comunicacion http/Internet/multimedia). La comunicacion C2X sena un sencillo software Add-On (de extension) para enrutadores WLAN usuales en el mercado. Al incluir tecnica de radio WLAN en vehffculos, podna utilizarse asf el harware entonces existente solo modificando el software tambien ya para la comunicacion C2X.
Como enrutador puede utilizarse entonces hardware tradicional. No obstante, dada la creciente difusion de aparatos moviles con WLAN, es posible tambien acoplar los mismos por ejemplo con Bluetooth a aparatos incluidos en vehffculos y utilizar entonces la WLAN de los aparatos moviles como enrutador.
Los planteamientos realizados hasta ahora de constituir la comunicacion C2X con enrutadores WLAN usuales en el mercado con protocolos de Ethernet usuales en el mercado (UDP) sin otra comunicacion en paralelo (por ejemplo http/Internet/multimedia), o la utilizacion alternativa de enrutadores especificados sobre C2X (por ejemplo en el planteamiento NOW Network On Wheels), no logran las ventajas correspondientes a la invencion.
La figura 1 muestra esquematicamente una trama de datos 31 con una physical layer (capa ffsica) segun 802.11-PHY (referencia 32), una capa MAC segun 802.11-MAC con datos utiles 33 y una cabecera (header) 34, incluyendo la cabecera 34 un bloque de datos de control de trama 35, que contiene el tipo de trama 16 (por ejemplo numero de tipo “2” o numero de tipo “3”) y una indicacion del subtipo (por ejemplo “8” a “15”) con la referencia 17, asf como otras indicaciones (“...”). El bloque de datos (trama etc. “1”) es emitido o recibido por un equipo emisor/receptor 18 (con un emisor 19 y un receptor 20), dispuesto o montado en un vehffculo automovil 21.
Cuando una trama de datos 31 se recibe en un equipo emisor/receptor 18 del lado del vehffculo 21, se decide en base al tipo de datos 16 indicado en la trama de datos 31 solamente - o bien en base al tipo de datos 16 (“2”) indicado en la trama de datos 31 y a un subtipo 17 (“8”, “9”, “10” ... “15”) indicado en la trama de datos 31 - si la trama de datos se transferira a un equipo C2X 22 (que por ejemplo procesa/muestra datos relativos a vehffculos de rescate que llegan o a un semaforo que se encuentra en la direccion de marcha con determinada fase de luces) o a otro equipo de comunicacion 23 (por ejemplo para navegar en Internet). Correspondientemente se dotan los datos que llegan del equipo C2X 22 mediante el emisor 19 de una indicacion 16 de un tipo de trama (“2”) que representa la comunicacion C2X - o de una indicacion 16 de un tipo de trama (“3”) y una indicacion 17 de un subtipo de trama (“8” a “15”) y se transmiten a traves de una interfaz de aire 30 (es decir, a traves del aire por radio) a un receptor 45 (en un vehfculo o en un equipo de infraestructura) y alff se reciben y se continuan procesando.

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para decidir la retransmision de tramas de datos (31) transmitidas a traves de un enlace WLAN segun IEEE 802.11 (30) a un receptor (20) que se encuentra de por sf en un vetuculo automovil (21),
    caracterizado porque en base a un tipo de trama (16: “2”, “3”) indicado en una trama de datos recibida, se decide si los datos (13) han de transmitirse a un equipo (22) que procesa datos C2X o a otro equipo (23) que procesa otros datos en el vetuculo (21), realizandose para ello una ampliacion de la capa MAC de la norma WLAN 802.11 802.11 en un tipo de trama.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1,
    caracterizado porque en base a solo un tipo de trama (16: “3”) indicado en una trama de datos recibida (31) se decide a que equipo (22; 23) se transmite la trama de datos (31).
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1,
    caracterizado porque en base a un tipo de trama (16: “2”) indicado en una trama de datos recibida (31) y a un subtipo de trama (17: “8”-“15”) se decide a que equipo (22; 23) se transmite la trama de datos (31).
  4. 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones precedentes,
    caracterizado porque los datos (13) se transfieren a un equipo C2X (22) u otro equipo (23) a traves de una interfaz de Ethernet o interfaz de software.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones precedentes,
    caracterizado porque se transfiere una trama de datos con un tipo de trama “3” a un equipo C2X (22).
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones precedentes,
    caracterizado porque el receptor (20) recibe los datos a traves de una interfaz de aire segun una norma WLAN- 802.11, en particular 802.11a u 802.11b u 802.11g u 802.11n.
  7. 7. Procedimiento para enviar una trama de datos (31) a traves de un enlace WLAN segun IEEE 802.11 (30) a un receptor (45) en un vetuculo,
    caracterizado porque se dotan tramas de datos (31) de datos (13) desde un equipo (C2X Controller Modul 22; modulo controlador C2X 22) que procesa datos C2X de al menos un identificador de tipo de trama (16) que representa lo indicado,
    mientras tramas de datos (31) con datos (13) procedentes de otro equipo (22) que procesa otros datos (23) distintos de los datos C2X se dotan de otro identificador (16) de tipo de trama diferente del identificador de tipo de trama (16) utilizado para datos procedentes del equipo (22) que procesa datos C2X, antes del envfo de los mismos (a 45).
  8. 8. Equipo receptor (20) en un vetuculo,
    caracterizado porque el equipo receptor incluye un equipo de decision (18) para decidir sobre la retransmision de tramas de datos (31) recibidas por WLAn segun IEEE 802.11 a un equipo (22) que procesa a continuacion datos C2X o a un equipo (23) que continua procesando otros datos basandose en al menos el tipo de trama (16) de las tramas de datos (31).
  9. 9. Equipo receptor (20) segun la reivindicacion 9,
    caracterizado porque el equipo de decision (18) tiene en cuenta, ademas del tipo de trama (16), tambien el subtipo de trama (17) de la trama de datos (31) para la decision.
  10. 10. Equipo emisor (9) en un vetuculo para enviar tramas de datos (31),
    caracterizado porque el equipo emisor incluye un equipo (18) para dotar de identificadores antes del envfo (a 45) de tramas de datos procedentes de un equipo C2X (22) con al menos un tipo de trama (16).
    y para dotar de identificadores tramas de datos (31) procedentes de otro equipo (23) distinto del equipo C2X (22) con otro tipo de trama distinto al tipo de trama (“3”, “2”), con el que se caracterizan paquetes de datos que proceden del equipo C2X.
  11. 11. Equipo emisor segun la reivindicacion 11,
    caracterizado porque el equipo emisor, antes del envfo a un receptor (45) via WLAN, caracteriza en los datos que proceden de un equipo C2X en una trama de datos (31), junto al tipo de trama (16) tambien el subtipo (17) de la trama de datos (31) de manera diferente a datos que proceden de otro equipo (23) distinto del equipo C2X (22).
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