ES2573812T3 - Método y equipo para la transmisión de un protocolo de dirección inversa en una red de área local inalámbrica - Google Patents

Método y equipo para la transmisión de un protocolo de dirección inversa en una red de área local inalámbrica Download PDF

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ES2573812T3 ES12793007.1T ES12793007T ES2573812T3 ES 2573812 T3 ES2573812 T3 ES 2573812T3 ES 12793007 T ES12793007 T ES 12793007T ES 2573812 T3 ES2573812 T3 ES 2573812T3
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Abstract

Un método para transmitir datos multiusuario en un protocolo de dirección inversa, que comprende: dentro de una oportunidad de transmisión, TXOP, de una primera estación, si después de que la primera estación haya terminado de enviarle datos a un punto de acceso, AP, la TXOP no ha expirado, obtener (S101), por parte del AP, la TXOP, en donde la obtención de la TXOP por parte del AP se implementa mediante la cesión al AP de una parte restante de la TXOP por parte de la primera estación como iniciadora del protocolo de dirección inversa; y dentro de la TXOP, enviarles (S103) simultáneamente, por parte del AP, datos a al menos dos estaciones, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estación, en donde el AP es un respondedor del protocolo de dirección inversa.

Description

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DESCRIPCION
Metodo y equipo para la transmision de un protocolo de direccion inversa en una red de area local inalambrica Campo tecnico
Los modos de realizacion de la presente invencion estan relacionados con las tecnologfas de la comunicacion y, en particular, con un metodo y un equipo para la transmision de un protocolo en una red de area local inalambrica.
Antecedentes
En la actualidad, en una red de area local inalambrica se soporta un mecanismo de oportunidad de transmision (TXOP, Transmission Opportunity), en el que cuando una estacion (STA, station) obtiene una oportunidad de transmision, puede reservar un penodo de tiempo durante el cual pueden ser transmitidas de forma continua una o multiples tramas de datos. La estacion que obtiene la oportunidad de transmision recibe el nombre de poseedor de la oportunidad de transmision (TXOP holder). Con el fin de garantizar que una estacion que no posea la oportunidad transmision no compita durante un intervalo de tiempo reservado por el poseedor de la oportunidad de transmision, en una estacion de un receptor de datos se define un NAV (network allocation vector, vector de asignacion de red) enviado por una estacion que no dispone de la oportunidad de transmision.
Sin embargo, en una aplicacion espedfica, en la red de area local inalambrica se produce habitualmente un problema de asimetna del trafico de datos en el enlace ascendente y el enlace descendente, esto es, el trafico de datos en un sentido del enlace es mucho mas intenso que en el otro sentido del enlace. Con el fin de resolver el problema, en un estandar actual se soporta un mecanismo de protocolo de direccion inversa (Reverse Direction Protocol, RD), que consiste en lo siguiente: cuando una estacion (se supone la STA-a) obtiene, mediante competencia, una oportunidad de transmision (TXOP) de una cierta duracion temporal, si despues de que la estacion haya terminado de enviarle datos a otra estacion (se supone la STA-b) aun queda algo de tiempo restante, la primera puede ceder el derecho de uso de un canal a la STA-b; y la STA-b le envfa datos a la STA-a haciendo uso del tiempo restante de la TXOP, y le devuelve la oportunidad de transmision a la STA-a despues de terminar el envfo. La STA-a recibe el nombre de iniciador del protocolo de direccion inversa RD, mientras la STA-b recibe el nombre de respondedor del protocolo de direccion inversa RD.
El documento US 2010/0061342 A1 divulga circuitos, metodos y equipos que proporcionan campos de control de alto rendimiento que, entre otras funciones, proporcionan una transferencia eficiente de la TXOP en redes inalambricas. Se puede realizar una transferencia modificando uno o mas bits en un campo en una trama de QoS, como por ejemplo el control HT u otro campo apropiado. Una estacion cedente puede imponer diversas condiciones sobre una transferencia. Por ejemplo, se pueden imponer condiciones que especifiquen a donde puede enviar datos una estacion que recibe una transferencia de TXOP, que es lo que puede hacer la estacion receptora con cualquier tiempo restante de la TXOP, o que tipos de datos pueden ser transmitidos por la estacion receptora. Estas diversas condiciones se pueden combinar u omitir en cualquier combinacion logica.
El documento US 2007/0248117 A1 divulga un metodo para utilizar el tiempo restante de la TXOP por parte del nodo homologo para reenviar trafico a un destino diferente, un metodo para utilizar el tiempo restante de la TXOP por parte del nodo original para enviar trafico a un destino diferente, un metodo para utilizar el tiempo restante de la TXOP por parte de un nodo vecino para enviar trafico al nodo original, un metodo para utilizar el tiempo restante de la TXOP por parte de un nodo vecino para enviar trafico a otro nodo, un metodo para senalizar las reglas de reutilizacion del tiempo restante de la TXOP, y un metodo para liberar/truncar de forma eficiente una TXOP para reinicializar el NAV para los nodos vecinos.
Con el desarrollo de las tecnologfas, se introduce una tecnologfa de transmision multiusuario (por ejemplo: MultiUsers Multi-input and Multi-output, MU-MIMO), esto es, una estacion les envfa datos simultaneamente a dos o mas de dos estaciones en una misma banda de frecuencia. En la tecnologfa MU-MIMO se utiliza predominantemente la ortogonalidad de canales entre los usuarios, se mejora la utilizacion de los canales y se incrementa el rendimiento del sistema. No obstante, el mecanismo del protocolo de direccion inversa actual no puede transmitir datos MU- MIMO. Por consiguiente, se limita la capacidad de un punto de acceso AP para enviar datos MU-MIMO y se reduce la utilizacion de los canales, lo que resulta contraproducente para mejorar el rendimiento del sistema.
Resumen
Los modos de realizacion de la presente invencion proporcionan un metodo para transmitir datos multiusuario en un protocolo de direccion inversa, el cual puede contribuir a mejorar la utilizacion de los canales cuando en una red se da un caso de trafico de datos asimetrico en el enlace ascendente y el enlace descendente.
Un metodo para transmitir datos multiusuario en un protocolo de direccion inversa de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion incluye:
dentro de una oportunidad de transmision TXOP de una primera estacion, si despues de que la primera estacion haya terminado de enviarle datos a un punto de acceso AP la TXOP no ha expirado, obtener, por parte del AP, la
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TXOP, en donde la obtencion de la TXOP por parte del AP se lleva a cabo mediante la cesion de una parte restante de la TXOP al punto de acceso AP por parte de la primera estacion como iniciadora del protocolo de direccion inversa; y
dentro de la TXOP, enviar, por parte del AP, datos simultaneamente a al menos dos estaciones, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estacion, en donde:
el AP es un respondedor del protocolo de direccion inversa.
Ademas, un modo de realizacion de la presente invencion proporciona un punto de acceso, que incluye:
una unidad de obtencion de una TXOP, configurada para: dentro de una oportunidad de transmision TXOP de una primera estacion, si despues de que la primera estacion haya terminado de enviarle datos a un punto de acceso AP la TXOP no ha expirado, obtener la TXOP, en donde la obtencion de la TXOP por parte del AP se realiza mediante la cesion de una parte restante de la TXOP al punto de acceso AP por parte de la primera estacion como iniciadora del protocolo de direccion inversa; y
una unidad de envfo, configurada para enviarles datos simultaneamente a al menos dos estaciones dentro de la TXOP, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estacion, en donde:
el AP es un respondedor del protocolo de direccion inversa.
En los modos de realizacion de la presente invencion, la TXOP de la STA es transferida al AP mediante el protocolo de direccion inversa dentro del tiempo de la TXOP del enlace ascendente, por lo que los datos pueden ser enviados a multiples estaciones utilizando la capacidad de transmision multiusuario del AP, mejorando de este modo la utilizacion de los canales, incrementando la flexibilidad del protocolo de direccion inversa, proporcionando un nuevo metodo para resolver la situacion de un trafico asimetrico del enlace ascendente y el enlace descendente, y contribuyendo a mejorar el rendimiento global del sistema.
Breve descripcion de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de flujo de un metodo para transmitir datos multiusuario en un protocolo de direccion inversa de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion;
la FIG. 2 es un diagrama esquematico de intervalos de tiempo del envfo para transmitir datos multiusuario en un protocolo de direccion inversa de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion; y
la FIG. 3 es un diagrama esquematico de la estructura de un dispositivo de comunicacion inalambrica de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion.
Descripcion del ejemplo
En una red de area local inalambrica, cada uno de los puntos de acceso AP o estaciones STA compite por un canal; y un AP o una STA que obtiene un canal en competencia es el poseedor de una TXOP, mientras que aquel que no obtiene un canal en competencia es un no poseedor de TXOP. En el ejemplo de la presente invencion, se combina un protocolo de direccion inversa de la capa MAC de la red inalambrica de area local con MU-MIMO para mejorar la utilizacion de los canales.
En una aplicacion espedfica, el ejemplo de la presente invencion se puede implementar bien mediante un AP o bien mediante una STA en la red de area local inalambrica. En un ejemplo de la presente invencion, una primera STA (STA1) obtiene una oportunidad de transmision (TXOP). Dentro de esta TXOP de la STA, despues de que la STA haya terminado de enviarle datos a un AP, la STA1 se utiliza como iniciadora del protocolo de direccion inversa para cederle la TXOP al punto de acceso AP.
La FIG. 1 es un diagrama de flujo de un metodo de acuerdo con un ejemplo de la presente invencion. Un metodo para transmitir datos multiusuario (por ejemplo MU-MIMO) en un protocolo de direccion inversa incluye:
S101: Dentro de una oportunidad de transmision TXOP de una primera estacion, si la TXOP no ha finalizado despues de que la primera estacion haya terminado de enviarle datos a un punto de acceso AP, la primera estacion, como iniciadora del protocolo de direccion inversa, le cede una parte restante de la TXOP al punto de acceso AP.
En este paso, se puede considerar que los primeros datos son todos los datos que la primera estacion necesita enviarle al AP dentro de la TXOP. Cuando la primera estacion termina de enviar los datos, si la TXOP no ha expirado, la TXOP es transferida al AP. Al terminar la transmision, la primera estacion STA1 le asigna a un bit RDG/More (mas) de la PPDU el valor 1 en una ultima trama para indicar que se le cede el remanente de la TXOP a un objeto de la transmision.
S103: Dentro de la TXOP, el AP les envfa unos segundos datos a al menos dos estaciones, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estacion.
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Cuando el AP selecciona un grupo de multiples usuarios para enviarles los segundos datos, el grupo de usuarios tiene que incluir la primera estacion. Cuando en el grupo de usuarios seleccionado se aplica una tecnologfa de multiplexacion de grupo de usuarios, la primera estacion tiene que ser incluida en un modo de multiplexacion del grupo de usuarios seleccionado. En una aplicacion, en este paso, despues de obtener la TXOP el AP les envfa datos a multiples usuarios.
Adicionalmente, despues de recibir los datos multiusuario, una estacion de destino del AP le envfa al AP informacion de confirmacion sobre la recepcion de los datos; el punto de acceso recibe la informacion de confirmacion despues de que la primera estacion haya recibido los segundos datos; y la estacion de destino puede no enviar la informacion de confirmacion a condicion de que el AP asegure el exito del envfo de los datos.
En el ejemplo de la presente invencion, la TXOP de la STA es transferida al AP mediante el protocolo de direccion inversa dentro del tiempo de la TXOP del enlace ascendente, por lo que los datos pueden ser enviados a multiples estaciones utilizando la capacidad de transmision multiusuario del AP, mejorando de este modo la utilizacion de los canales, incrementando la flexibilidad del protocolo de direccion inversa, proporcionando un nuevo metodo para resolver la situacion de un trafico asimetrico en el enlace ascendente y el enlace descendente, y contribuyendo a mejorar el rendimiento global del sistema.
Adicionalmente, haciendo referencia a la FIG. 2, que es un diagrama esquematico de intervalos de tiempo de envfo, se describe otro ejemplo de la presente invencion.
Una primera estacion STA1 de un usuario obtiene una TXOP, y le envfa datos a un AP. Despues de que todos los datos que tienen que ser enviados al AP por la primera estacion STA1 hayan sido completamente enviados, y despues de que la primera estacion STA1 le haya cedido un canal al AP, la TXOP es transferida al AP.
Despues de que la primera estacion STA1 del usuario le haya cedido el canal (oportunidad de transmision) al AP, el AP puede enviarles datos simultaneamente a multiples usuarios (por ejemplo, la STA1 y la STA2) haciendo uso del derecho a utilizar el canal. En este caso, los datos enviados por el Ap tienen que incluir los datos enviados a la primera estacion STA1. Esto es, el AP, como respondedor del protocolo de direccion inversa, tiene que enviar datos al iniciador del protocolo.
Adicionalmente, despues de que el AP haya terminado de enviar los datos multiusuario, si no ha expirado toda la TXOP, el AP debe devolverle el derecho a utilizar el canal a la primera estacion (STA1), la iniciadora del protocolo de direccion inversa. Una forma de devolver el derecho a utilizar el canal consiste en enviarle finalmente a la STA1 una senal de peticion de confirmacion de bloque (BAR); a un bit grant/more (ceder/mas) de la unidad de datos del protocolo de capa ffsica (RDG/More PPDU) de direccion inversa en una peticion de confirmacion de bloque se le asigna el valor 0, indicando que no es necesario enviar mas datos; despues de recibir la senal de peticion de confirmacion de bloque, la STAl responde a la senal de confirmacion y recupera el derecho a utilizar el canal. En una forma de implementacion mas preferida, antes de que el AP devuelva el derecho a utilizar la TXOP, el AP debe confirmar que todas las STA de destino, excepto la STA1, le han enviado al AP una trama de confirmacion, como por ejemplo un ACK o una trama BA de confirmacion de bloque.
Ademas, en el ejemplo anterior, la parte restante de la TXOP puede ser devuelta a la primera estacion STA1, por lo que la TXOP se utiliza completamente, contribuyendo a mejorar de este modo la utilizacion de los canales e incrementando el rendimiento del sistema.
Por otro lado, un ejemplo de la presente invencion proporciona, ademas, un equipo para implementar el metodo anterior. En una aplicacion espedfica, el dispositivo puede ser un AP o una STA en una red de area local inalambrica. Generalmente, en la red de area local inalambrica el AP se considera una STA especial. En el ejemplo, el AP es capaz de implementar y completar todos los procesos y pasos del metodo anterior. El AP dispone de modulos ffsicos o logicos para completar todas las funciones y procesos anteriores.
La FIG. 3 es un diagrama esquematico de la estructura de un dispositivo de comunicacion inalambrica de acuerdo con un ejemplo de la presente invencion. Un punto de acceso 30 incluye:
una unidad 301 de obtencion de una TXOP, configurada para: dentro de una oportunidad de transmision TXOP de una primera estacion, si despues de que la primera estacion haya terminado de enviarle datos al punto de acceso AP la TXOP no ha expirado, obtener la TXOP, en donde la obtencion de la TXOP por parte del AP se realiza mediante la cesion de una parte restante de la TXOP al punto de acceso AP por parte de la primera estacion como iniciadora del protocolo de direccion inversa; y
una unidad 303 de envfo, configurada para enviarles unos segundos datos a al menos dos estaciones dentro de la TXOP, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estacion.
Adicionalmente, si la TXOP no ha expirado despues de que el AP haya terminado de enviar los segundos datos dentro de la TXOP, la unidad de envfo puede enviarle, ademas, a la primera estacion una solicitud de confirmacion de bloque BAR, en donde la solicitud de confirmacion de bloque se utiliza para devolverle la TXOP a la primera estacion. Una forma de implementacion puede consistir en que la solicitud de confirmacion de bloque incluya un bit
more de la unidad de datos de la capa ffsica PPDU con el valor 0. En este modo de realizacion, la TXOP puede ser recuperada sin tener en cuenta una condicion del PIFS de tiempo de inactividad del canal.
En el ejemplo de la presente invencion, la TXOP de la STA es transferida al AP mediante un protocolo de direccion inversa en el tiempo de la TXOP del enlace ascendente, por lo que los datos pueden ser enviados a multiples 5 estaciones haciendo uso de la capacidad de transmision multiusuario del AP, mejorando de este modo la utilizacion de los canales, aumentando la flexibilidad del protocolo de direccion inversa, proporcionando un nuevo metodo para resolver una situacion de trafico asimetrico en el enlace ascendente y el enlace descendente y, ademas, contribuyendo a aumentar el rendimiento global del sistema.
Las personas con un conocimiento normal de la tecnica pueden entender que, la totalidad o parte de los pasos del 10 ejemplo del metodo anterior se pueden implementar mediante un programa que controle un hardware correspondiente; el programa puede estar almacenado en un medio de almacenamiento legible por ordenador, y cuando el programa se ejecuta, se ejecutan los pasos de los modos de realizacion del metodo anterior; y el medio de almacenamiento puede ser cualquier medio capaz de almacenar codigos de programa, como por ejemplo una ROM, una RAM, un disco magnetico, o un disco optico.
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Claims (9)

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    10
    15
    20
    25
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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para transmits datos multiusuario en un protocolo de direccion inversa, que comprende:
    dentro de una oportunidad de transmision, TXOP, de una primera estacion, si despues de que la primera estacion haya terminado de enviarle datos a un punto de acceso, AP, la TXOP no ha expirado, obtener (Sl0l), por parte del AP, la TXOP, en donde la obtencion de la TXOP por parte del AP se implementa mediante la cesion al AP de una parte restante de la TXOP por parte de la primera estacion como iniciadora del protocolo de direccion inversa; y
    dentro de la TXOP, enviarles (S103) simultaneamente, por parte del AP, datos a al menos dos estaciones, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estacion, en donde
    el AP es un respondedor del protocolo de direccion inversa.
  2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende, ademas:
    si despues de que el AP haya terminado de enviarles los datos a las al menos dos estaciones la TXOP no ha expirado, devolverle, por parte del AP, la TXOP a la primera estacion.
  3. 3. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende, ademas:
    si despues de que el AP haya terminado de enviar los datos dentro de la TXOP, la TXOP no ha expirado, enviarle, por parte del AP, una solicitud de confirmacion de bloque, BAR, a la primera estacion, en donde la solicitud de confirmacion de bloque es utilizada por el AP para devolverle la TXOP a la primera estacion.
  4. 4. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 2 o 3, en el que la devolucion de la TXOP a la primera estacion por parte del AP, comprende:
    recibir, por parte del AP, una o mas tramas de confirmacion ACK o de confirmacion de bloque BA,
    confirmar, por parte del AP, que la una o mas tramas ACK o BA han sido enviadas por todas las estaciones excepto la primera estacion de las al menos dos estaciones, y
    devolverle, por parte del AP, la TXOP a la primera estacion.
  5. 5. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la solicitud de confirmacion de bloque comprende un bit grant/more (ceder/mas) de la unidad de datos del protocolo de capa ffsica (RDG/more PPDU) de direccion inversa al que se asigna el valor 0.
  6. 6. Un punto de acceso (30), AP, que comprende:
    una unidad (301) de obtencion de una TXOP, configurada para: dentro de una oportunidad de transmision, TXOP, de una primera estacion, si despues de que la primera estacion haya terminado de enviarle datos al punto de acceso, AP, la TXOP no ha expirado, obtener la TXOp, en donde la obtencion de la TXOP por parte de la AP se implementa mediante la cesion de una parte restante de la TXOP al punto de acceso, AP, por parte de la primera estacion como iniciadora del protocolo de direccion inversa; y
    una unidad (303) de envfo, configurada para enviarles datos simultaneamente a al menos dos estaciones dentro de la TXOP, en donde las al menos dos estaciones incluyen la primera estacion, en donde
    el AP es un respondedor del protocolo de direccion inversa.
  7. 7. El punto de acceso de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que la unidad de envfo esta configurada, ademas, para: si despues de que el AP haya terminado de enviar los datos a las al menos dos estaciones la TXOP no ha expirado, devolverle la TXOP a la primera estacion.
  8. 8. El punto de acceso de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que la unidad de envfo esta configurada, ademas, para: si despues de que el AP haya terminado de enviar los datos dentro de la TXOP, la TXOP no ha expirado, enviarle una solicitud de confirmacion de bloque, BAR, a la primera estacion, en donde la solicitud de confirmacion de bloque es utilizada para devolverle la TXOP a la primera estacion.
  9. 9. El punto de acceso de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que la solicitud de confirmacion de bloque enviada por la unidad de envfo comprende un bit grant/more de la unidad de datos del protocolo de capa ffsica RDG/more PPDU de direccion inversa al que se asigna el valor 0.
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