ES2904494T3

ES2904494T3 - Módulos de comunicación configurables para comunicaciones flexibles en un sistema inalámbrico de energía limitada

Info

Publication number: ES2904494T3
Application number: ES15817539T
Authority: ES
Inventors: Irwin Kennedy; Howard Huang; Chih-Kuang Lin; Vijay Venkateswaran
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: CN107113724B; JP7057670B2; WO2016067091A1; EP3213564A1; PL3213564T3; US20160119865A1; EP3213564B1; US9801126B2; KR20170061157A; CN107113724A; KR101970198B1; JP2018500795A

Abstract

Un nodo inalámbrico de energía limitada (110), que comprende: un módulo de comunicación (111) configurado para conmutar entre un modo de reposo en el que el módulo de comunicación (111) no es operable para comunicarse y un modo activo en el cual el módulo de comunicación es operable para comunicarse; un receptor auxiliar configurable (112) configurado para iniciar la conmutación del módulo de comunicación del modo de reposo al modo activo en base a la detección de una señal de activación, en el que el receptor auxiliar configurable (112) comprende un amplificador de bajo ruido, LNA, configurado para amplificar una señal recibida en el receptor auxiliar configurable (112), un detector configurado para estimar una señal codificada recibida en el receptor auxiliar configurable, y un decodificador configurado para decodificar la señal codificada recibida en el receptor auxiliar configurable (112); y un controlador (113) configurado para controlar la configuración del receptor auxiliar configurable para operar mediante el uso de una configuración de receptor auxiliar, en la que la configuración del receptor auxiliar comprende al menos una de una indicación de configuración para el LNA o una indicación de un algoritmo de detección y decodificación para el detector y el decodificador, en la que, para controlar la configuración del receptor auxiliar configurable para operar mediante el uso de la configuración del receptor auxiliar, el controlador se configura para recibir información de configuración indicativa de la configuración del receptor auxiliar para el receptor auxiliar configurable y proporcionar información de control de configuración para configurar el receptor auxiliar configurable para operar mediante el uso de la configuración del receptor auxiliar.

Description

DESCRIPCIÓN

Módulos de comunicación configurables para comunicaciones flexibles en un sistema inalámbrico de energía limitada

Campo técnico

La divulgación se refiere, en general, a los sistemas de comunicación y, más específicamente, pero no exclusivamente, al soporte de la flexibilidad de las comunicaciones en los sistemas inalámbricos de energía limitada. Antecedentes

En general, la Internet de las cosas (IoT) es un concepto informático en el que los objetos físicos se conectan a la infraestructura de Internet. Los objetos físicos pueden ser dispositivos IoT que se configuran para comunicarse a través de Internet (por ejemplo, sensores, actuadores, monitores, controladores o similares) o pueden ser objetos físicos que se asocian con dispositivos IoT que se configuran para comunicarse a través de Internet. En cualquier caso, los dispositivos IoT admiten comunicaciones y pueden admitir varias otras funciones (por ejemplo, descubrir la existencia de otros dispositivos IoT, proporcionar información, respaldar el control de objetos, negociar acuerdos de servicio, y similares), por lo general con poca o ninguna asistencia o supervisión humana. Se espera que el despliegue y uso de un número cada vez mayor de dispositivos IoT dé lugar a una amplia variedad de aplicaciones que pueden mejorar significativamente la calidad de vida. Por ejemplo, los dispositivos de IoT pueden usarse para soportar aplicaciones de comunicación, aplicaciones de venta minorista, aplicaciones de atención médica, aplicaciones de generación y distribución de energía, aplicaciones de automatización de fábricas, aplicaciones agrícolas, aplicaciones de minería y aplicaciones de ciudades inteligentes, por nombrar solo algunas. Sin embargo, se espera que la realización de tales aplicaciones se vea limitada por el hecho de que se espera que la mayoría de los dispositivos de IoT sean dispositivos de bajo consumo y bajo costo que solo admitan comunicaciones inalámbricas de corto alcance, y evitar así la conectividad ubicua del dispositivo IoT que se espera sea necesaria para realizar plenamente muchas de estas aplicaciones.

Sumario

Varias deficiencias en la técnica anterior pueden abordarse mediante diversas realizaciones para soportar la flexibilidad de las comunicaciones en un sistema inalámbrico de energía limitada.

La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Las enseñanzas en la presente memoria pueden entenderse fácilmente al considerar la siguiente descripción detallada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 representa un sistema inalámbrico de energía limitada de ejemplo que incluye una puerta de enlace inalámbrica configurable, un nodo inalámbrico configurable de energía limitada y un controlador que se configura para controlar la configuración de la puerta de enlace inalámbrica configurable y el nodo inalámbrico configurable de energía limitada;

La Figura 2 representa un sistema inalámbrico de energía limitada de ejemplo que incluye un controlador configurado para controlar la configuración de un receptor auxiliar configurable y un transmisor auxiliar configurable;

La Figura 3 representa un sistema inalámbrico de ejemplo que incluye una única puerta de enlace inalámbrica configurable y múltiples nodos inalámbricos configurables de energía limitada;

La Figura 4 representa un procedimiento de ejemplo mediante el cual un controlador de red facilita el establecimiento de la red para un grupo de nodos;

La Figura 5 representa un procedimiento de ejemplo mediante el cual el controlador de red de una red existente permite que un nuevo nodo se una a la red existente;

La Figura 6 representa una topología de red de salto múltiple de ejemplo dentro del contexto del sistema inalámbrico de ejemplo de la Figura 3;

La Figura 7 representa un procedimiento de ejemplo mediante el cual se configura un módulo de comunicación configurable de un nodo inalámbrico de energía limitada;

La Figura 8 representa un procedimiento de ejemplo mediante el cual un controlador de red controla la configuración de uno o más módulos de comunicación configurables de uno o más nodos inalámbricos de energía limitada;

La Figura 9 representa un procedimiento de ejemplo mediante el cual un nodo inalámbrico de energía limitada funciona como un relé para enviar una señal de activación a uno o más nodos inalámbricos de energía limitada; y La Figura 10 representa un diagrama de bloques de alto nivel de una computadora adecuada para su uso en la realización de las funciones descritas en la presente memoria.

Para facilitar la comprensión, se usan numerales de referencia idénticos, cuando es posible, para designar elementos idénticos que son comunes a las figuras.

Descripción detallada

En general, se proporciona una capacidad para comunicaciones flexibles en un sistema inalámbrico de energía limitada. La capacidad para comunicaciones flexibles en un sistema inalámbrico de energía limitada puede soportar el uso de uno o más módulos de comunicación configurables de uno o más nodos de comunicación para mejorar u optimizar uno o más aspectos de la comunicación entre los nodos de comunicación del sistema inalámbrico de energía limitada. Por ejemplo, en un nodo inalámbrico de energía limitada que incluye un receptor auxiliar configurable y un módulo de comunicación principal (por ejemplo, que incluye solo las funciones del receptor, que incluye solo las funciones del transmisor, o que incluye tanto las funciones del receptor como las funciones del transmisor) donde el receptor auxiliar configurable se configura para controlar un modo operativo del módulo de comunicación principal (por ejemplo, donde el módulo de comunicación principal está normalmente en un modo de suspensión o en un estado en el que el módulo de comunicación principal no está operativo para comunicarse, y el receptor auxiliar configurable se configura para recibir una señal de activación y, en respuesta a la señal de activación, iniciar la transición del módulo de comunicación principal desde el modo o estado de suspensión a un modo o estado activo en el que el módulo de comunicación principal puede comunicarse), el nodo inalámbrico de energía limitada puede incluir un controlador configurado para controlar la configuración del receptor auxiliar configurable de una manera que tiende a mejorar u optimizar varios aspectos relacionados con la comunicación por el nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, el consumo de energía a nivel de nodo o el rendimiento del nodo inalámbrico de energía limitada, el consumo de energía o el rendimiento de todo o parte del sistema inalámbrico de energía limitada, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). Por ejemplo, en un sistema inalámbrico de energía limitada que incluye un par de nodos inalámbricos de energía limitada, un transmisor configurable de un primer nodo inalámbrico de energía limitada del par de nodos inalámbricos de energía limitada (por ejemplo, un transmisor auxiliar configurado para transmitir una señal de activación, un transmisor o módulo de transmisión o función de un módulo de comunicación principal, o similares) y un receptor configurable de un segundo nodo inalámbrico de energía limitada del par de nodos inalámbricos de energía limitada (por ejemplo, un receptor auxiliar configurado para recibir una señal de activación, un receptor o módulo de recepción o función de un módulo de comunicación principal, o similares) puede configurarse dinámicamente para mejorar u optimizar uno o más aspectos relacionados con la comunicación a nivel de enlace desde el primer nodo inalámbrico de energía limitada hasta el segundo nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, uno o más aspectos de la comunicación de una señal de activación desde el transmisor configurable al receptor configurable, uno o más aspectos de la comunicación de datos de t del transmisor configurable al receptor configurable, o similares, así como varias combinaciones de los mismos), para mejorar u optimizar uno o más aspectos relacionados con las comunicaciones dentro del sistema inalámbrico de energía limitada, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Por ejemplo, en un sistema inalámbrico de energía limitada que incluye múltiples nodos inalámbricos de energía limitada que tienen módulos de comunicación configurables, incluidos módulos transmisores configurables (por ejemplo, transmisores auxiliares configurables para transmitir señales de activación, funciones de transmisor principal configurables para transmitir comunicaciones de datos, o el similares) y módulos de receptor configurables (por ejemplo, funciones de receptor auxiliar configurables para recibir señales de activación, funciones de receptor principal configurables para recibir comunicaciones de datos, o similares), los módulos de comunicación configurables de los nodos inalámbricos de energía limitada pueden configurarse para mejorar u optimizar varios aspectos relacionados con la comunicación dentro del sistema inalámbrico de energía limitada. La configuración de los módulos o funciones de comunicación configurables en un sistema inalámbrico de energía limitada puede cambiar dinámicamente en base a varias consideraciones (por ejemplo, el uso de energía de los módulos o funciones de comunicación configurables, el rendimiento de los módulos o funciones de comunicación configurables, requisitos de rendimiento o energía a nivel de enlace u objetivos de rendimiento o energía, requisitos de rendimiento o energía a nivel de red u objetivos de rendimiento o energía, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). La disponibilidad de funciones de comunicación configurables en nodos inalámbricos de energía limitada de un grupo de nodos inalámbricos de energía limitada (por ejemplo, todos los nodos inalámbricos de energía limitada de una red, un subconjunto de nodos inalámbricos de energía limitada de una red, o similares) puede usarse para soportar varias funciones o capacidades (por ejemplo, mejora u optimización de la comunicación entre puertas de enlace inalámbricas y nodos inalámbricos de energía limitada, mejora u optimización de la comunicación por pares entre nodos inalámbricos de energía limitada, mejora u optimización del uso de energía a través de la red o partes de la red, compensaciones de tiempo y recursos energéticos para proporcionar extensión del rango y optimización de energía, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). La disponibilidad de funciones de comunicación configurables en un sistema inalámbrico de energía limitada puede usarse para soportar otras funciones o capacidades diversas, como se describe más adelante. Estas y otras diversas realizaciones y ventajas asociadas con el uso de módulos de comunicación configurables en un sistema inalámbrico de energía limitada pueden entenderse mejor al considerar en primer lugar un sistema de comunicación de ejemplo que se configura para soportar la configuración de un transmisor auxiliar configurable de una puerta de enlace inalámbrica y la configuración de un receptor auxiliar configurable de un nodo inalámbrico de energía limitada, como se representa en la Figura 1.

La Figura 1 representa un sistema inalámbrico de energía limitada de ejemplo que incluye una puerta de enlace inalámbrica configurable, un nodo inalámbrico de energía limitada configurable y un controlador que se configura para controlar la configuración de la puerta de enlace inalámbrica configurable y el nodo inalámbrico de energía limitada configurable.

Como se representa en la Figura 1, el sistema inalámbrico de energía limitada 100 incluye un nodo inalámbrico de energía limitada configurable (CEWN) 110, una puerta de enlace inalámbrica configurable (CWG) 120 y un controlador 130 que se configura para controlar la configuración del CWG 120 y el CEWN 110. El CE^wN 110 puede ser un dispositivo inteligente, un dispositivo de Internet de las cosas (IoT) o cualquier otro dispositivo adecuado que pueda configurarse como se representa y describe en la presente memoria. El CWG 120 puede ser un CEWN (por ejemplo, similar a CEWN 110), un nodo de acceso inalámbrico (por ejemplo, un NodoB, un eNodoB, un nodo de retransmisión inalámbrico con una fuente de energía permanente que se configura para facilitar la comunicación entre los CEWN y los nodos de acceso celular, o similares), o cualquier otro elemento adecuado que pueda configurarse como se representa y describe en la presente memoria. El controlador 130 puede ser un CEWN (por ejemplo, similar a CEWN 110), un nodo de acceso inalámbrico (por ejemplo, un NodoB, un eNodoB, un nodo de retransmisión inalámbrico con una fuente de energía permanente que se configura para facilitar la comunicación entre los CEWN y los nodos de acceso celular, o similares), un servidor en una red inalámbrica central, o cualquier otro elemento adecuado que pueda configurarse como se representa y describe en la presente memoria. Se apreciará que el CWG 120 y el controlador 130 pueden integrarse en el mismo dispositivo.

El CEWN 110 y el CWG 120 cooperan para respaldar la comunicación de datos energéticamente eficiente entre CEWN 110 y CWG 120. El CEWN 110 incluye un módulo de comunicación principal 111, un receptor auxiliar configurable (CAR) 112 y un controlador 113. El CWG 120 incluye un módulo de comunicación principal 121, un transmisor auxiliar configurable (CAT) 122 y un controlador 123. Como se representa en la Figura 1, el CAT 122 se configura para transmitir una señal de activación 141 al CAR 112 para permitir la comunicación de datos 142 entre el módulo de comunicación principal 111 y el módulo de comunicación principal 121 (que puede incluir la transmisión ascendente de datos desde el módulo de comunicación principal 111 al módulo de comunicación principal 121, transmisión descendente de datos desde el módulo de comunicación principal 121 al módulo de comunicación principal 111, o una combinación de los mismos). Se apreciará que, aunque se presenta principalmente con respecto a un ejemplo en el que CEWN 110 incluye el módulo de comunicación principal 111 y el CAR 112 (y estos elementos se implementan como módulos separados), CEWN 110 puede proporcionar tales elementos en otras configuraciones (por ejemplo, mediante el uso de un solo módulo para soportar las funciones del módulo de comunicación principal 111 y el CAR 112), puede soportar menos o más elementos o funciones (por ejemplo, inclusión de un CAT, inclusión de un transceptor auxiliar configurable, exclusión de una función del transmisor principal o exclusión de una función de receptor principal, o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. De manera similar, se apreciará que, aunque se presenta principalmente con respecto a un ejemplo en el que CWG 120 incluye el módulo de comunicación principal 121 y el CAT 122 (y estos elementos se implementan como módulos separados) CWG 120 puede proporcionar tales elementos en otras configuraciones (por ejemplo, usar un solo módulo para soportar funciones del módulo de comunicación principal 121 y el CAT 122), puede admitir menos o más elementos o funciones (por ejemplo, inclusión de un CAR, inclusión de un transceptor auxiliar configurable, exclusión de una función de transmisor principal o exclusión de una función de receptor principal, o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El CEWN 110 puede admitir varias capacidades para proporcionar comunicaciones flexibles en el sistema inalámbrico de energía limitada 100.

El módulo de comunicación principal 111 se configura para admitir comunicaciones de datos 142 para el CEWN 110. El módulo de comunicación principal 111 puede ser un transmisor, un receptor o un transceptor (en función de si la comunicación de datos 142 es ascendente y/o descendente). El módulo de comunicación principal 111 se configura para soportar al menos dos modos operativos, incluido un modo de reposo en el que el módulo de comunicación principal 111 no es operable para comunicarse y un modo activo en el que el módulo de comunicación principal 111 es operable para comunicarse. El modo de suspensión puede ser un modo de energía limitada o un modo de apagado (ambos modos pueden ser compatibles) que generalmente permite la conservación de energía para el CEWN 110. El modo activo permite que el módulo de comunicación principal 111 se comunique de forma inalámbrica a través del CWG 120 (por ejemplo, recibir tráfico de CWG 120, transmitir tráfico a CWG 120 o una combinación de los mismos). En general, dado que CEWN 110 es un nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, un nodo que tiene un suministro de energía limitado, como una batería), es preferible mantener el módulo de comunicación principal 111 en el modo de suspensión, excepto durante los momentos en que el CEWN 110 se comunicará mediante el uso del módulo de comunicación principal 111.

El CAR 112 se configura para controlar la conmutación del módulo de comunicación principal 111 desde el modo de suspensión al modo activo en base a la detección de la señal de activación 141 (y, por lo tanto, también puede denominarse en la presente memoria como una radio de activación configurable). La señal de activación 141 puede ser cualquier tipo adecuado de señal inalámbrica que pueda detectarse por el CAR 112. La señal de activación 141 puede originarse en el CWG 120 o un elemento ascendente del CWG 120 puede activar el CWG 120 para transmitir la señal de activación 141. El CAR 112 puede proporcionar funciones de control y recepción de energía ultrabaja para controlar el modo operativo del módulo de comunicación principal 111. Se espera que el CAR 112 consuma significativamente menos recursos de CEWN 110 que el módulo de comunicación principal 111, y conservar así los recursos de CEWN 110 ya que el módulo de comunicación principal 111 puede permanecer en el modo de suspensión todo el tiempo que sea necesario y luego hacer una transición rápida desde el del modo de suspensión al modo activo para la comunicación de datos según sea necesario o se desee. El CAR 112 puede funcionar en un estado siempre encendido (por ejemplo, de modo que el CAR 112 pueda detectar una señal de activación en cualquier momento para reducir la latencia de la comunicación), ciclo de trabajo (por ejemplo, para reducir aún más el uso de energía de CAR 112 y, por tanto, de CEWN 110), o similares.

El CAR 112 es configurable y puede configurarse de varias formas. La configuración del CAR 112 puede incluir la configuración de una potencia de recepción del CAR 112 (que, se entenderá, proporciona una compensación entre el alcance del CAR 112 y el consumo de energía del CAR 112). La configuración de CAR 112 puede incluir la configuración de uno o más componentes de los que se compone el CAR 112 (por ejemplo, un amplificador de bajo ruido (LNA), un bucle de bloqueo de fase (PLL), un bloque de conmutación, un detector, un decodificador o similares, así como varias combinaciones de los mismos). La configuración de CAR 112 puede incluir la selección de un componente particular o conjunto de componentes de CAR 112 que se utilizarán por los CAR 112. La configuración de CAR 112 puede incluir la selección de un circuito particular o conjunto de circuitos de CAR 112 o uno o más componentes de CAR 112. La configuración de CAR 112 puede incluir la selección de un algoritmo particular o un conjunto de algoritmos de CAR 112 o uno o más componentes de CAR 112. La configuración de CAR 112 puede incluir la selección de un parámetro particular o conjunto de parámetros de CAR 112 o uno o más componentes de CAR 112. La configuración de CAR 112 puede incluir la selección de un valor de parámetro particular o un conjunto de valores de parámetro de CAR 112 o uno o más componentes de CAR 112. La configuración de CAR 112 puede incluir, para uno o más componentes o etapas de componentes de CAR 112, la configuración de uno o más componentes o una o más etapas de componentes (por ejemplo, en términos de uno o más de qué circuito(s) utilizar, qué algoritmo(s) utilizar, qué parámetro(s) o configuración(es) de parámetros utilizar, o similares, así como varias combinaciones de los mismos) de CAR 112. La configuración de CAR 112 puede incluir la selección de varios otros componentes, circuitos, algoritmos, parámetros, valores de parámetros o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El CAR 112 puede configurarse en base a varios objetivos. El CAR 112 puede configurarse en base a los objetivos relacionados con CEWN 110. Los objetivos relacionados con CEWN 110 pueden incluir uno o más de satisfacer una meta de consumo de energía para CAR 112 (por ejemplo, mejorar la vida útil del CEWN 110 al minimizar el consumo de energía de CAR 112, y minimizar el consumo de energía promedio de CAR 112, o similares, así como varias combinaciones de los mismos), y satisfacer un objetivo de rango para el CAR 112 (y, por lo tanto, para el CEWN 110), y satisfacer un objetivo de rendimiento para el CAR 112, y satisfacer un objetivo de latencia CAR 112, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El CAR 112 puede configurarse de manera que se sintonice y optimice varios objetivos para los componentes de los que se compone el CAR 112. El CAR 112 puede configurarse en base a varios objetivos relacionados con una red (o porción de red) dentro de la cual opera el CEWN 110 (discutido más adelante). Se apreciará que la flexibilidad de CAR 112 puede crear diversas eficiencias energéticas y espectrales a nivel de nodo. Se apreciará que la flexibilidad de CAR 112, cuando se aplica en muchos nodos de una red (por ejemplo, cuando los nodos de la red utilizan receptores auxiliares similares a CAR 112), puede admitir diferentes arquitecturas de red (por ejemplo, entrega de datos de salto único o de salto múltiple) que pueden influir en el rendimiento de la red, optimizar o al menos mejorar una o más métricas de consumo de energía a nivel de red (por ejemplo, maximizar la vida útil de la red al maximizar el tiempo hasta la falla del primer nodo, minimizar el consumo total de energía en todos los nodos de la red, o similares), optimizar o al menos mejorar el rendimiento de la red, optimizar o al menos mejorar la latencia de la red, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El CAR 112 de CEWN 110 admite control dinámico sobre varias compensaciones relacionadas con el diseño y uso de receptores auxiliares, ya que los límites de bajo consumo de energía de los receptores auxiliares generalmente tienden a limitar el alcance o el rendimiento de los receptores auxiliares. Por ejemplo, la sensibilidad de los receptores auxiliares es generalmente baja debido a la ausencia de ciertos elementos (por ejemplo, amplificadores de etapas múltiples, bucles de bloqueo de fase (PLL), convertidores descendentes, filtros de etapas múltiples, etc.), que generalmente se omiten ya que la inclusión de tales elementos aumentaría el costo y el consumo de energía de los receptores auxiliares y, por lo tanto, los receptores auxiliares generalmente se limitan a operar a rendimientos muy bajos para detectar señales que usan una sensibilidad tan pobre. De manera similar, por ejemplo, mientras que las técnicas de codificación de señales (por ejemplo, código de repetición) pueden conducir a una sensibilidad de recepción mejorada y, por lo tanto, a un rango mejorado de receptores auxiliares, tales técnicas de codificación de señales pueden reducir el rendimiento (por ejemplo, debido a datos repetidos) y, por lo tanto, impactan el rendimiento de la aplicación. El CAR 112 de CEWN 110, al admitir el control dinámico sobre las compensaciones entre la sensibilidad (y, por lo tanto, el rango) y el consumo de energía de los receptores auxiliares y las compensaciones entre la sensibilidad y el rendimiento de los receptores auxiliares, puede superar (o al menos disminuir el impacto de) muchas de las limitaciones descritas anteriormente de los receptores auxiliares existentes.

El controlador 113 se configura para controlar la configuración del CAR 112 de CEWN 110.

El controlador 113 puede controlar la configuración del CAR 112 al modificar la configuración del CAR 112. El controlador 113 puede controlar la configuración del CAR 112 al hacer que el CAR 112 se configure en base a un perfil de configuración de un conjunto de perfiles de configuración. El controlador 113 puede controlar la configuración del CAR 112 al hacer que el cAr 112 cambie de un primer (o actual) perfil de configuración a un segundo (o nuevo) perfil de configuración. Los perfiles de configuración de acuerdo con los cuales puede configurarse el CAR 112 pueden mantenerse por el controlador 113 (por ejemplo, preinstalarse en el controlador 113 durante la fabricación de CEWN 110 o durante la inicialización de CEWN 110, descargarse en el controlador 113 por el controlador 130 (por ejemplo, durante la inicialización de CEWN 110, en respuesta a una condición, periódicamente o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos), mantenerse en el controlador 130, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Por ejemplo, los perfiles de configuración para CAR 112 pueden mantenerse por el controlador 113 de manera que el controlador 113 pueda aplicar perfiles de configuración para configurar el CAR 112 (por ejemplo, en respuesta a la detección de condiciones localmente por parte del controlador 113, en respuesta a instrucciones del controlador 130, o similares). Por ejemplo, los perfiles de configuración para CAR 112 pueden mantenerse por el controlador 130 y comunicarse desde el controlador 130 al controlador 113 (por ejemplo, en respuesta a la detección de condiciones localmente por parte del controlador 130 o similares) de modo que el controlador 113 puede aplicar perfiles de configuración para configurar el CAR 112. Se apreciará que los perfiles de configuración pueden especificar varios aspectos asociados con la configuración del CAR 112 como se discutió anteriormente (por ejemplo, parámetros que se usarán, circuitos que se usarán, algoritmos que se usarán, elementos configurables que se usarán, o similares, así como varias combinaciones de los mismos).

El controlador 113 puede controlar la configuración del CAR 112 en base a una condición de activación. La condición de activación puede ser la detección de una condición temporal (por ejemplo, la expiración de un temporizador, la detección de una hora particular del día o un día de la semana, o similares), la detección de un evento (por ejemplo, la expiración de un temporizador, la detección de una hora particular del día o día de la semana, un evento detectado, un cambio de topología, recepción de un mensaje, o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. La condición de activación puede detectarse por el controlador 113 de CEWN 110, detectarse por el controlador 130 de manera que el controlador 130 envía al CEWN 110 un mensaje configurado para activar el controlador 113 para configurar el CAR 112, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. La condición de activación puede detectarse por el controlador 113, lo que hace que el controlador 113 reconfigure el CAR 112 (por ejemplo, para reconfigurar el CAR 112 en base a la condición de activación, para seleccionar una configuración para utilizarse por el CAR 112 y para reconfigurar el CAR 112 para usar la configuración seleccionada para utilizarse por el CAR 112, o similares). La condición de activación puede detectarse por el controlador 130, y hacer que el controlador 130 envíe un mensaje adaptado para hacer que el controlador 113 reconfigure el CAR 112 (por ejemplo, un mensaje que incluye una indicación de la condición de activación, un mensaje que incluye la identificación de una configuración para utilizarse por el CAR 112, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). En otras palabras, el controlador 113 puede controlar la configuración del CAR 112 en base a una o más de las funciones de control local del controlador 113, comandos o información recibidos del controlador 130, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El CWG 120 puede admitir varias capacidades para proporcionar comunicaciones flexibles en el sistema inalámbrico de energía limitada 100.

El módulo de comunicación principal 121 se configura para soportar comunicaciones de datos 142 para el CWG 120. El módulo de comunicación principal 121 puede ser un transmisor, un receptor o un transceptor (por ejemplo, en función de si la comunicación de datos 142 es ascendente y/o descendente).

El CAT 122 se configura para controlar la transmisión de la señal de activación 141 al CAR 112 del CEWN 110, para hacer que el CAR 112 del CEWN 110 controle la transición del módulo de comunicación principal 111 del CEWN 110 de un modo de suspensión a un modo activo, como se discutió anteriormente. La señal de activación 141 puede ser cualquier tipo adecuado de señal inalámbrica que pueda detectarse por el CAR 112. La señal de activación 141 puede originarse en el CWG 120 o un elemento ascendente del CWG 120 puede activar el CWG 120 para transmitir la señal de activación 141.

El CAT 122 es configurable y puede configurarse de varias formas. La configuración del CAT 122 puede incluir la configuración de una potencia de transmisión del CAT 122 (que, como se entenderá, proporciona una compensación entre el alcance del CAR 112 del CEWN 110 y el consumo de energía del CAR 112 del CEWN 110). La configuración de CAT 122 puede incluir la configuración de la señal de activación 141 que se transmitirá por el CAT 122. La configuración de CAT 122 puede incluir la configuración de la codificación (por ejemplo, el nivel de repetición o uno o más de otros parámetros de codificación). La configuración de CAT 122 puede incluir la configuración de uno o más componentes de los que se compone el CAT 122. La configuración de CAT 122 puede incluir la selección de un circuito particular o un conjunto de circuitos de CAT 122 que se utilizará por el CAT 122. La configuración de CAT 122 puede incluir la selección de un algoritmo particular o un conjunto de algoritmos de CAT 122 que se utilizarán por el CAT 122. La configuración de CAT 122 puede incluir, para uno o más elementos o etapas de elementos de CAT 122, la configuración de uno o más elementos o una o más etapas (por ejemplo, en términos de uno o más de qué circuitos usar, qué algoritmos usar, qué parámetros o configuraciones de parámetros usar, o similares, así como varias combinaciones de los mismos) de CAT 122. La configuración de CAT 122 puede incluir la selección de varios otros parámetros, circuitos, algoritmos o similares.

El CAT 122 puede configurarse en base a varios objetivos. El CAT 122 puede configurarse en base a los objetivos relacionados con CEWN 110 o CWG 120. Los objetivos relacionados con CEWN 110 pueden incluir uno o más de satisfacer una meta de consumo de energía para CAR 112 (por ejemplo, mejorar la vida útil del CEWN 110 al minimizar el consumo de energía de CAR 112, y minimizar el consumo de energía promedio de CAR 112, o similares, así como varias combinaciones de los mismos), y satisfacer un objetivo de rango para el CAR 112 (y, por lo tanto, para el CEWN 110), y satisfacer un objetivo de rendimiento para el CAR 112, y satisfacer un objetivo de latencia CAR 112, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El CAT 122 puede configurarse de manera que se sintonicen y optimicen varios objetivos para los componentes de los que se compone el CAT 122. El CAT 122 puede configurarse en base a varios objetivos relacionados con una red (o porción de red) servida por CWG 120 (discutido más adelante). Se apreciará que la flexibilidad de CAT 122 puede crear diversas eficiencias energéticas y espectrales para CEWN 110. Se apreciará que la flexibilidad de CAT 122, en combinación con la flexibilidad de CAR 112 como se discutió anteriormente), puede admitir diferentes arquitecturas de red (por ejemplo, entrega de datos de salto único o de salto múltiple) que pueden influir en el rendimiento de la red, optimizar o al menos mejorar una o más métricas de consumo de energía a nivel de red (por ejemplo, maximizar la vida útil de la red al maximizar el tiempo hasta la falla del primer nodo, minimizar el consumo total de energía en todos los nodos de la red, o similares), optimizar o al menos mejorar el rendimiento de la red, optimizar o al menos mejorar la latencia de la red, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El CAT 122 de CWG 120 admite control dinámico sobre varias compensaciones relacionadas con el diseño y uso de receptores auxiliares, ya que los límites de bajo consumo de energía de los receptores auxiliares generalmente tienden a limitar el rango o el rendimiento de los receptores auxiliares. Por ejemplo, mientras que las técnicas de codificación de señales (por ejemplo, código de repetición) pueden conducir a una sensibilidad de recepción mejorada y, por lo tanto, un rango mejorado de receptores auxiliares, tales técnicas de codificación de señales pueden reducir el rendimiento (por ejemplo, debido a datos repetidos) y, por lo tanto, tener un impacto en el rendimiento de la aplicación. De manera similar, por ejemplo, los cambios en la tasa de codificación y la calidad del enlace afectan la latencia (por ejemplo, la tasa de símbolos continúa igual, pero con una tasa de codificación de redundancia alta se requieren más símbolos para transmitir el mensaje y, por lo tanto, se requiere más tiempo para transmitir el mensaje). El CAT 122 de CWG 120, al admitir el control dinámico sobre las compensaciones entre la sensibilidad (y, por lo tanto, el rango) y el consumo de energía de los receptores auxiliares y las compensaciones entre la sensibilidad y el rendimiento de los receptores auxiliares, puede habilitar muchas de las limitaciones descritas anteriormente de los receptores auxiliares existentes a superar (o al menos reducir el impacto de muchas de las limitaciones descritas anteriormente de los receptores auxiliares existentes).

El controlador 123 se configura para controlar la configuración de CAT 122 de CWG 120.

El controlador 123 puede controlar la configuración del CAT 122 al modificar la configuración del CAT 122. El controlador 123 puede controlar la configuración del CAT 122 y hacer que el CAT 122 se configure en base a un perfil de configuración de un conjunto de perfiles de configuración. El controlador 123 puede controlar la configuración del CAT 122 y hacer que el cAt 122 cambie de un primer (o actual) perfil de configuración a un segundo (o nuevo) perfil de configuración. Los perfiles de configuración de acuerdo con los cuales puede configurarse el CAT 122 pueden mantenerse por el controlador 123 (por ejemplo, preinstalarse en el controlador 123 durante la fabricación de CWG 120 o durante la inicialización de CWG 120, descargarse en el controlador 123 por el controlador 130 (por ejemplo, durante la inicialización de CWG 120, en respuesta a una condición, periódicamente, o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos), mantenido en el controlador 130, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Por ejemplo, los perfiles de configuración para CAT 122 pueden mantenerse por el controlador 123 de modo que el controlador 123 pueda aplicar perfiles de configuración para configurar el CAT 122 (por ejemplo, en respuesta a la detección de condiciones localmente por el controlador 123, en respuesta a las instrucciones del controlador 130, o similares). Por ejemplo, los perfiles de configuración para CAT 122 pueden mantenerse por el controlador 130 y comunicarse desde el controlador 130 al controlador 123 (por ejemplo, en respuesta a la detección de condiciones localmente por parte del controlador 130 o similares) de modo que el controlador 123 pueda aplicar perfiles de configuración para configurar el CAT 122. Se apreciará que los perfiles de configuración pueden especificar varios aspectos asociados con la configuración del cAt 122 como se discutió anteriormente (por ejemplo, parámetros que se usarán, circuitos que se usarán, algoritmos que se usarán, elementos configurables que se usarán, o similares, así como varias combinaciones de los mismos).

El controlador 123 puede controlar la configuración de CAT 122 en base a una condición de activación. La condición de activación puede ser una condición temporal (por ejemplo, expiración de un temporizador, detección de una hora particular del día o día de la semana, o similares), detección de un evento (por ejemplo, un evento detectado, un cambio de topología, recepción de un mensaje, o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. La condición de activación puede detectarse por el controlador 123 de CWG 120, detectarse por el controlador 130 de modo que el controlador 130 envíe al CWG 120 un mensaje configurado para activar el controlador 123 para configurar el CAT 122, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. La condición de activación puede detectarse por el controlador 123, lo que hace que el controlador 123 reconfigure el CAT 122 (por ejemplo, para reconfigurar el CAT 122 en base a la condición de activación, para seleccionar una configuración a usar por el CAT 122 y para reconfigurar el CAT 122 para usar la configuración seleccionada para utilizarse por el CAT 122, o similares). La condición de activación puede detectarse por el controlador 130, y hacer que el controlador 130 envíe un mensaje adaptado para hacer que el controlador 123 reconfigure el CAT 122 (por ejemplo, un mensaje que incluye una indicación de la condición de activación, un mensaje que incluye la identificación de una configuración para utilizarse por el CAT 122, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). En otras palabras, el controlador 123 puede controlar la configuración de CAT 122 en base a una o más de las funciones de control local del controlador 123, comandos o información recibidos del controlador 130, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El controlador 130, como se discutió anteriormente, se configura para controlar la configuración de CAR 112 de CEWN 110 y para controlar la configuración de CAT 122 de cWg 120. El controlador 130, como se discutió anteriormente, puede configurarse para controlar la configuración de CAR 112 y CAT 122 independientemente entre sí; sin embargo, el controlador 130 también puede configurarse para controlar la configuración de CAR 112 y CAT 122 en combinación entre sí, y permitir así varias mejoras u optimizaciones asociadas con la comunicación de la señal de activación 141 desde el CAT 122 a CEWN 110. En otras palabras, se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente con respecto al uso de un módulo de comunicación auxiliar configurable de un nodo para mejorar u optimizar el rendimiento del nodo (ilustrativamente, CAR 112 o CAT 122), la transmisión auxiliar configurable y los módulos de recepción de un par de nodos pueden usarse para mejorar u optimizar varios aspectos de la comunicación a nivel de enlace entre el par de nodos. La configuración de CAR 112 y CAT 122 en combinación entre sí para mejorar u optimizar la comunicación entre el CAT 122 y el CAR 112 puede entenderse mejor al considerar el par de CAT/receptor de ejemplo de la Figura 2.

La Figura 2 representa un sistema inalámbrico de energía limitada de ejemplo que incluye un controlador configurado para controlar la configuración de un receptor auxiliar configurable y un transmisor auxiliar configurable. El sistema inalámbrico de energía limitada 200 incluye un CAR 210, un CAT 220 y un controlador 230. El CAR 210 y CAT 220 pueden corresponder al CAR 112 y CAT 122 de la Figura 1. De manera similar, el controlador 230 puede corresponder al controlador 130 de la Figura 1.

El CAR 210 y el CAT 220 incluyen cada uno varios elementos configurables que pueden configurarse bajo el control del controlador 230 (donde la configuración se indica por las líneas de puntos desde el controlador 230 a cada uno de los elementos configurables). El CAT 220 incluye un generador de señales codificadas 222 y una unidad de transmisión 224. El generador de señales codificadas 222 recibe la señal original que se va a transmitir y codifica la señal original que se va a transmitir para su transmisión por aire, y forma así una señal codificada. La unidad de transmisión 224 recibe la señal codificada del generador de señales codificadas 222, prepara la señal codificada para radiarse e irradia la señal codificada para transmisión inalámbrica al CAR 210. El cAr 210 incluye un LNA 212, un bloque conmutador (S) 214, un detector 216 y un descodificador 218. El LNA 212 amplifica la señal y el ruido recibidos, el detector 216 estima la señal codificada y el decodificador 218 estima la señal original enviada por el CAT 220. El bloque S 214 se configura para insertar dinámicamente el LNA 212 en la cadena del receptor o quitar el LNA 212 de la cadena del receptor. Se observa que, aunque se omite por motivos de claridad, puede usarse otro bloque S para seleccionar el detector (ilustrativamente, detector 216) que alimenta el decodificador 218.

El controlador 230 se configura para controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220.

El controlador 230 puede configurarse para controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 en base a compensaciones entre al menos parte del uso de energía, retardo, ancho de banda, velocidad, rendimiento, rango o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El controlador 230 puede configurarse para controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 y obtener información de entrada de configuración, y determinar configuraciones de los elementos configurables de CAR 210 y CAT 220 en base a la información de entrada de configuración, y propagarse, hacia el CAR 210 y el CAT 220, información de control de configuración para controlar la configuración de los elementos configurables de CAR 210 y CAT 220 en base a las configuraciones determinadas de los elementos configurables de CAR 210 y CAT 220.

La información de entrada de configuración puede incluir información indicativa de algunas o todas las compensaciones programables relacionadas con la configuración de los elementos configurables de CAR 210 y CAT 220, que pueden incluir compensaciones a nivel de nodo (por ejemplo, compensaciones específicas de CAR 210, compensaciones específicas de CAT 220, o similares), compensaciones a nivel de par de nodos (por ejemplo, compensaciones específicas para la comunicación entre el CAT 220 y el CAR 210, compensaciones a nivel de red (por ejemplo, relacionadas con el funcionamiento de CAT 220 y cAr 210 en una red que incluye otros nodos inalámbricos limitados), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. La información de entrada de configuración puede incluir información relacionada con características de comunicación de alto nivel, información relacionada con características de implementación a nivel de circuito, o similares, así como varias combinaciones de las mismas. La información de entrada de configuración puede incluir información indicativa de las compensaciones de rendimiento funcional entre los elementos configurables de CAR 210 y CAT 220, compensaciones de consumo de energía entre elementos configurables de CAR 210 y CAT 220, información de ganancia de canal o similares, así como varias combinaciones del mismo.

La información de control de configuración puede incluir cualquier información para configurar elementos configurables de CAR 210 y CAT 220, que puede variar para diferentes tipos de elementos configurables de CAR 210 y CAT 220. Por ejemplo, la información de control de configuración puede especificar elementos configurables que se utilizarán, circuitos que se utilizarán (por ejemplo, qué elementos configurables se utilizarán, qué circuitos se utilizarán para proporcionar las funciones de los elementos configurables, o similares), algoritmos a utilizar, parámetros o valores de parámetros a utilizar, o similares, así como diversas combinaciones de los mismos. Por ejemplo, la información de control de configuración para CAT 220 puede incluir un tipo de codificación de señal para utilizarse por el generador de señal codificada 222, una potencia de transmisión para utilizarse por la unidad de transmisión 224, o similares, así como varias combinaciones de la misma. Por ejemplo, la información de control de configuración para CAR 210 puede incluir un nivel de potencia del LNA 212, un algoritmo de detección y decodificación para utilizarse por el detector 216 y el decodificador 218, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El controlador 230, como se indicó anteriormente, puede configurarse para controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 en base a varias compensaciones. La manera en que el controlador 230 puede controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 en base a tales compensaciones puede entenderse mejor al considerar ejemplos de algunas de dichas compensaciones.

Por ejemplo, el controlador 230 puede controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 de una manera para equilibrar la potencia de transmisión de la unidad de transmisión 224 y la potencia del LNA del LNA 212. Por ejemplo, el uso de una mayor potencia de transmisión por la unidad de transmisión 224 requiere una menor sensibilidad del receptor (por ejemplo, una menor potencia del LNA por el LNA 212) para la misma SNR de recepción. Alternativamente, por ejemplo, el uso de un algoritmo de generación de código particular por el generador de señales codificadas 222 y el uso de un circuito decodificador particular para el decodificador 218 pueden proporcionar una compensación similar entre la potencia de transmisión de la unidad de transmisión 224 y la potencia del LNA del LNA 212.

Por ejemplo, el controlador 230 puede controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 de una manera para equilibrar la potencia del LNA del LNA 212 y el alcance del CAR 210 del CAT 220. Por ejemplo, para una tasa de símbolo dada, una tasa de codificación de señal dada del generador de señales codificadas 222, y una potencia de transmisión dada de la unidad de transmisión 224, el rango máximo del CAR 210 (por ejemplo, rango dentro del cual una configuración dada de CAR 210 puede decodificar correctamente la señal) puede determinarse mediante la configuración del LNA 212 que afecta el nivel de potencia de recepción. Por el contrario, la configuración del LNA 212 también determina la capacidad del enlace. Además, la calidad del enlace determina la comunicación a realizar y el tiempo durante el cual el CAT 220 y el CAR 210 deben operar, los cuales afectan el consumo de energía del circuito.

Se apreciará que, aunque se representan y describen principalmente con respecto a la configuración del CAR 210 y el CAT 220 en base a compensaciones específicas, el CAR 210 y CAT 220 pueden configurarse en base a varias otras compensaciones. Por ejemplo, dado un enlace inalámbrico con alta ganancia de canal, se recibe una señal con alta potencia de recepción con baja tasa de código de redundancia. Por ejemplo, dado un enlace inalámbrico con baja ganancia de canal y baja tasa de código de redundancia, la detección de la señal (sensibilidad del receptor) puede mejorarse mediante el uso de una mayor potencia de transmisión a expensas de la energía del nodo. Nuevamente, se apreciará que estas son solo algunas de las formas en las que pueden analizarse y evaluarse las compensaciones para determinar las configuraciones para CAR 210 y CAT 220.

Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente con respecto a la configuración del CAR 210 y el CAT 220, donde el CAT 220 también es un dispositivo de energía limitada (en cuyo caso, los costos de energía de transmitir a la máxima potencia generalmente no deberían ignorarse), el CAT 220 puede ser parte de un dispositivo que tiene una fuente de alimentación principal (por ejemplo, parte de una puerta de enlace, como un NodoB, eNodoB, o similares), en cuyo caso puede ser posible ignorar el costo de energía de transmitir en potencia máxima (sujeto a consideraciones de interferencia).

El controlador 230, como se indicó anteriormente, puede configurarse para controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 en respuesta a diversas condiciones de activación. El controlador 230 puede configurarse para iniciar la transición de la configuración de CAR 210 y CAT 220 (o quizás uno u otro de CAR 210 y CAT 220) en respuesta a condiciones de activación. Como se describió anteriormente, las configuraciones de CAR 210 y CAT 220 pueden predeterminarse y aplicarse mediante el controlador 230, determinarse dinámicamente y aplicarse mediante el controlador 230, o similares, así como diversas combinaciones de los mismos. Las configuraciones de CAR 210 y CAT 220 pueden ser perfiles de configuración (por ejemplo, admitir cuatro configuraciones posibles y la configuración óptima se selecciona en respuesta a la condición de activación, admitir doce configuraciones posibles y la configuración óptima se selecciona en respuesta a la condición de activación, o similares), pueden generarse de acuerdo con las condiciones en el momento en que se van a aplicar las configuraciones (por ejemplo, optimizadas en base a la información de entrada de configuración sin depender de perfiles de configuración estáticos), o similares, así como varias combinaciones de las mismas. El CAR 210 y CAT 220 pueden operar en una configuración predeterminada (por ejemplo, correspondiente a un estado de baja sensibilidad y potencia relativamente baja), pueden pasar a una configuración diferente (por ejemplo, un estado de mayor potencia y mayor sensibilidad) en respuesta a una condición de activación, y puede pasar de la configuración diferente a la configuración predeterminada cuando la condición de activación pasó o se eliminó. Por ejemplo, la condición de activación puede ser un código especial, un temporizador (por ejemplo, la expiración de un temporizador, un tiempo preestablecido (por ejemplo, relacionado con una señal de difusión común), o similares), un mensaje (por ejemplo, un mensaje recibido por una interfaz aérea auxiliar, un mensaje recibido a través de una interfaz aérea principal, o similares), un evento (por ejemplo, un evento de sensor), un cambio de topología de red (por ejemplo, adición de nodos, eliminación de nodos o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El controlador 230 puede configurar las condiciones de activación (por ejemplo, el controlador 230 puede modificar dinámicamente una o más de las mismas condiciones de activación).

El controlador 230, como se indicó anteriormente, puede configurarse para controlar la configuración de CAR 210 y CAT 220 en respuesta a una condición de activación en forma de un código o códigos especiales. El uso de una tasa de redundancia alta (por ejemplo, múltiples bits de código para cada bit de información) por el generador de señales codificadas 222 puede superar una o ambas pérdidas de ruta grandes y una sensibilidad deficiente del receptor para activar una transición de la configuración de CAR 210 desde una configuración de sensibilidad baja a una configuración de alta sensibilidad (es decir, de baja potencia de recepción a alta potencia de recepción). La aplicación de un cambio de configuración coincidente en el CAT 220 permitiría conmutar de comunicación de bajo rendimiento (tasa de código de redundancia alta) a comunicación de alto rendimiento (tasa de codificación de redundancia baja). Se observa que dichos cambios en la tasa de codificación y la calidad del enlace afectan la latencia (por ejemplo, la tasa de símbolos sigue igual, pero con una tasa de codificación de redundancia alta se requieren más símbolos para transmitir el mensaje y, por lo tanto, se requiere más tiempo para transmitir el mensaje). Se observa además que la baja calidad del enlace (baja SNR) afecta la tasa de datos y la latencia alcanzables. El controlador 230 puede configurarse para considerar y evaluar tales compensaciones, así como la información de entrada de o sobre CAR 210 y CAT 220 que se relaciona con dichas compensaciones, con el fin de alcanzar una aproximación de optimización para configuraciones de CAR 210 y CAT 220.

Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente con respecto a ejemplos en los que el controlador se configura para controlar la configuración de un par de transmisor/receptor auxiliar, como se explica más adelante, el controlador puede configurarse para controlar la configuración de cualquier par de transmisor/receptor adecuado (por ejemplo, un par de transmisor/receptor de comunicaciones principal tal como para la comunicación entre el módulo de comunicación principal 111 y el módulo de comunicación principal 121 de la Figura 1, un par de transmisor/receptor en el que el transmisor admite la transmisión de señales de activación y comunicaciones de datos y el receptor es un cAr (por ejemplo, donde CWG 120 de la Figura 1 incluye solo un módulo de comunicación principal 121 que admite ambos transmisión de la señal de activación 141 y comunicaciones de datos 142 y el receptor es el CAR 112 de CEWN 110), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Se apreciará que se contempla la configuración de otros tipos de pares de transmisor/receptor.

Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente con respecto al uso de un módulo de comunicación auxiliar configurable de un nodo para mejorar u optimizar el rendimiento del nodo (por ejemplo, como se presenta con respecto a la Figura 1) o el uso de transmisión auxiliar configurable y recibir módulos de un par de nodos para mejorar u optimizar varios aspectos de la comunicación a nivel de enlace entre el par de nodos (por ejemplo, como se presenta con respecto a la Figura 2), los módulos de comunicación auxiliares configurables de los nodos de una red pueden usarse para configurar de manera flexible la red de manera que mejore u optimice varios aspectos de la comunicación dentro de la red (por ejemplo, a nivel de nodo individual, para comunicación a nivel de enlace entre pares de nodos, a nivel de red, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). Una red inalámbrica de ejemplo que incluye un único nodo de puerta de enlace inalámbrica que da servicio a múltiples CEWN se representa en la Figura 3.

La Figura 3 representa un sistema inalámbrico de ejemplo que incluye una única puerta de enlace inalámbrica configurable y múltiples nodos inalámbricos configurables de energía limitada.

Como se representa en la Figura 3, el sistema inalámbrico 300 incluye un conjunto de CEWN 3101 - 3107 (colectivamente, CEWN 310 que se representan ilustrativamente como CEWN 310) y un CWG 320. Los CEWN 310 son similares a los CEWN 110 de la Figura 1. Los CEWN 310 incluyen CAR 3121 - 31212 (colectivamente, los CAR 312 que se indican ilustrativamente como CAR 312). Los CEWN 310 (o un subconjunto de los mismos) también pueden incluir CAT (omitidos para mayor claridad). Los CEWN 310 se disponen a distintas distancias del CWG 320. El CWG 320 puede ser similar a una combinación de puerta de enlace inalámbrica 120 y controlador 130 de la Figura 1 (aunque se apreciará que tales funciones pueden distribuirse como se representa y describe con respecto a la Figura 1). El CWG 320 incluye un CAT 321. El CWG 320 se configura para transmitir señales de activación a los CEWN 310.

El CWG 320 se configura para controlar la configuración de CWG 320 y CEWN 310 para comunicaciones de salto único entre CWG 320 y CEWN 310 (es decir, cada uno de los CEWN 310 se comunica con el CWG 320 directamente, en lugar de indirectamente a través de otros CEWN 310). Como se discutió anteriormente, la configuración de los CAR 312 de los CEWN 310 y CAT 321 del Cw G 320 puede ser en base a diversas informaciones, compensaciones o similares. Como se representa en la Figura 3, los CEWN 310 se ubican a diferentes distancias del CWG 320, de modo que los CEWN 310 tienen diferentes ganancias de canal asociadas con ellos (por ejemplo, debido al entorno, propagación de radio o similares). Los CAR 312 de los CEWN 310 pueden usar sensibilidades del receptor que son en base a, al menos en parte, la distancia del CWG 320 (por ejemplo, para que el CAR 312 de un CEWN 310 reciba una señal de activación del CWG 320, la sensibilidad del receptor del Car 312 del CEWN 310 necesita aumentar con aumentos en la distancia desde el CWG 320). La cantidad de energía consumida por un CAR 312 (y, por lo tanto, la energía que consume ese CEWN 310) aumenta con los aumentos en la sensibilidad del receptor y disminuye con las disminuciones en la sensibilidad del receptor. El CWG 320 puede configurarse para determinar la ganancia del canal o la condición del canal de un CEWN 310 (o información indicativa de la ganancia del canal o la condición del canal del CEWN 310) y para controlar la configuración del CAR 312 del CEWN 310 en base a la ganancia del canal o condición del canal (o información indicativa de la ganancia del canal o condición del canal). La ganancia de canal o la condición del canal de CEWN 310 puede ser en base a la distancia, la propagación de radio, el entorno o similares, así como en varias combinaciones de los mismos. Esto permite que las sensibilidades del receptor de los CAR 312 de los CEWN 310 se sintonicen (u optimicen) a las ganancias del canal o las condiciones del canal de los CEWN 310. Por ejemplo, cuando un primer CEWN 310 se ubica más cerca de CWG 320 que un segundo CEWN 310, la configuración del CAR 312 del primer CEWN 310 puede usar menos LNA (para amplificar las señales de activación transmitidas por los CWG 320) que la configuración del CAR 312 del segundo CEWN 310, lo que permite que el primer CEWN 310 utilice menos energía que el segundo CEWN 310. El uso de los CAR 312 evita la necesidad de usar receptores auxiliares fijos que se diseñan en base a nodos inalámbricos de energía limitada ubicados en el borde de la región servida por el CWG 320 (que, aunque es adecuado para nodos inalámbricos de energía limitada ubicados en el borde de la región atendida por el CWG 320, se sobrediseña para nodos inalámbricos de energía limitada ubicados más cerca del CWG 320). La configuración dinámica de los CEWN 310 (en lugar de usar diseños fijos para nodos inalámbricos de energía limitada) reduce significativamente el costo total de energía de la red inalámbrica 300 (por ejemplo, de un costo que es igual a siete veces el uso de energía de la sensibilidad del receptor del nodo inalámbrico de energía limitada más alejado de CWG 320 a un costo que es igual a la suma de los usos de energía individuales de los siete CEWN 310 donde los CEWN 310 se configuran para usar una sensibilidad de receptor más baja y, por lo tanto, menos energía, con disminuciones en la distancia al CWG 320). Se apreciará que, aunque se describe principalmente con respecto a ejemplos en los que la configuración de los CAR 312 es en base a las ganancias del canal o las condiciones del canal de los CEWN 310, se apreciará que la configuración de los CAR 312 y CAT 321 pueden ser en base a varios otros parámetros o información. La configuración de los CAR 312 de los CEWN 310 y los CAT 321 de CWG 320 para mejorar u optimizar uno o más aspectos de la comunicación entre el CWG 320 y el CEWN 310 puede realizarse como se representa y describe con respecto a la Figura 2.

El CWG 320 se configura para controlar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 para comunicaciones de salto único o de salto múltiple entre los CWG 320 y los CEWN 310 (es decir, cada uno de los CEWN 310 se comunica con los CWG 320 directamente o se comunica con el CWG 320 indirectamente a través de uno o más de otros CEWN 310). Por ejemplo, el CWG 320 puede determinar que la comunicación directa desde el CWG 320 al CEWN 310 es más eficiente para algunos CEWN 310 mientras que la comunicación indirecta desde el CWG 320 al CEWN 310 (a través de otros CEWN 310) es más eficiente para algunos CEWN 310. Por ejemplo, para un primer CEWN 310 ubicado a una primera distancia del CWG 320 y un segundo CEWN 310 ubicado a una segunda distancia del CWG 320 (donde la segunda distancia es mayor que la primera distancia), el CWG 320 puede determinar que, para una señal de activación destinada al segundo CEWN 310, la transmisión de la señal de activación del ^cW^g320 al segundo CEWN 310 indirectamente a través del primer CEWN 310 (por ejemplo, el CAR 312 del primer CEWN 310 recibe la señal de activación del CAT 321 del CWG 320 y luego el CAT 311 del CEWN 310 transmite la señal para la recepción por el CAR 312 del segundo CEWN 310) es más eficiente que la transmisión de la señal de activación desde el CWG 320 al segundo CEWN 310 directamente (a saber, el CAR 312 del segundo CEWN 310 recibe la señal de activación del CAT 321 del CWG 320). Como se discutió anteriormente, la eficiencia mejorada puede ser en términos de una o más medidas de eficiencia por nodo (por ejemplo, uso máximo de energía por nodo, latencia máxima por nodo, costo máximo por nodo, o similares), una o más medidas de eficiencia a nivel del sistema (por ejemplo, uso total de energía, rendimiento del sistema, costo del sistema o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Al continuar con el ejemplo descrito anteriormente, se observa que el uso de comunicación indirecta puede usar menos energía total que el uso de comunicación directa (ya que, aunque el CAT 311 del primer CEWN 310 necesita transmitir en el caso de comunicación indirecta, este aumento en el uso de energía es menor que la disminución del uso de energía resultante de que el CAT 321 del CWG 320 se opere a una potencia de transmisión más baja porque solo necesita transmitir al primer CEWN 310 más cercano y se opera el cAr 312 del CEWN 310 a una sensibilidad de recepción más baja, ya que solo necesita poder recibir la señal de activación desde el primer CEWN 310 más cercano en lugar de desde el CWG 320).

El CWG 320 puede controlar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 y obtener información de entrada de configuración, al determinar configuraciones de CWG 320 (por ejemplo, configuraciones de elementos configurables de CWG 320, como elementos configurables de CAT 321) y los CEWN 310 (por ejemplo, configuraciones de elementos configurables de los CEWN 310, como los CAR 312 de los CEWN 310 y, opcionalmente, los CAT 311 de los CEWN 310 que funcionarán como nodos intermediarios para otros CEWN 310) en base a la información de entrada de configuración, e iniciar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 en base a las configuraciones determinadas de los CWG 320 y los CEWN 310. El CWG 320 puede determinar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 en base a las ganancias de canal entre los CEWN 310 y el CWG 320, las ganancias de canal entre pares de CEWN 310 (por ejemplo, para determinar la eficiencia del uso de los CEWN 310 como intermediarios para comunicaciones indirectas), la información de energía disponible asociada con los CEWN 310 (por ejemplo, la cantidad de energía restante en cada uno de los CEWN 310), la información de energía disponible asociada con el CWG 320, las capacidades o características de los CEWN 310 (por ejemplo, algoritmos de codificación disponibles en el CAT 311, los LNA disponibles en CAR los 312, detectar y decodificar algoritmos disponibles en los CAR 312, o similares), las capacidades o características del CWG 320 (por ejemplo, algoritmos de codificación disponibles en el CAT 321, potencia de transmisión disponible en el CAT 321, o similares, así como varias combinaciones del mismo), objetivos a nivel de nodo (por ejemplo, uso de energía mínimo máximo por nodo, uso de energía total del nodo, rendimiento máximo mínimo por nodo (eficiencia espectral), o similares), condiciones de la red, objetivos de la red (por ejemplo, métricas de energía (por ejemplo, maximizar la vida útil de la red al maximizar el tiempo hasta la falla del primer nodo dentro del sistema inalámbrico 300, minimizar el consumo total de energía dentro del sistema inalámbrico 300, o similares), las métricas de rendimiento (por ejemplo, rendimiento multiusuario, rendimiento promedio (eficiencia espectral), o similares), métricas de latencia (por ejemplo, todas las señales recibidas en Y segundos, X porcentaje de retraso de extremo a extremo en Y segundos, o similares), minimizar la sobrecarga de señalización de control, o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El CWG 320 puede determinar la configuración del CWG 320 y los CEWN 310 en base a la división y asignación de los recursos generales de la red inalámbrica 300 para lograr las compensaciones necesarias o deseables entre rendimiento, costos, métricas de eficiencia energética o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El CWG 320 puede determinar la configuración de los CWG 320 y los CEWN 310 en base a la optimización de tales compensaciones mediante el uso de uno o más de un procedimiento de optimización multiobjetivo, programación lineal, programación lineal de enteros mixtos (MILP), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El CWG 320 puede determinar la configuración del CWG 320 y CEWN 310 en base al uso de uno o más algoritmos dinámicos (por ejemplo, inferencia bayesiana, análisis teórico de juego o similares) para analizar las condiciones de la red y controlar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 para cambios de red dinámicos reales o anticipados. El CWG 320 puede determinar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 en base al consumo de energía al enumerar la energía consumida en el nodo para cada configuración (por ejemplo, para una configuración de salto único o una configuración de salto múltiple) y calcular el costo mínimo en un rango de los requisitos de desempeño. El CWG 320 puede determinar la configuración del CWG 320 y los CEWN 310 al parametrizar la sensibilidad del receptor y el rango de transmisión y relacionar la sensibilidad del receptor y el rango de transmisión con el rendimiento alcanzable y optimizar la energía total consumida. Se observa que la consideración de los CEWN 310 para operar como intermediarios de salto múltiple puede hacer que la determinación de la configuración del CWG 320 y los CEWN 310 sea un problema de optimización de NP-completo, por ejemplo, reducir el rango de comunicación de un nodo (por ejemplo, CWG 320 o CEWN 310) hace que se reduzca la potencia del receptor requerida y la entrega de paquetes de extremo a extremo puede lograrse a través de una red de salto múltiple, sin embargo, la implementación de la comunicación inalámbrica de salto múltiple introduce cierta sobrecarga (por ejemplo, al aumentar el número de paquetes de transmisiones y recepciones y su energía relacionada y el costo de latencia), y amortizar eventualmente las ganancias de salto múltiple y, por lo tanto, es necesario comprender los límites fundamentales de la red de salto múltiple con transceptores programables que reducen la complejidad de optimización de derivar una solución específica de una manera eficiente. La configuración del CWG 320 y del CEWN 310 da como resultado una topología que admite la propagación de señales de activación desde el CWG 320 al CEWN 310.

Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente con respecto a ejemplos en los que las configuraciones de los CAR 312 de los CEWN 310 y los CAT 321 del CWG 320 se determinan de manera centralizada (ilustrativamente, determinada por el CWG 320 en base a información del CEWN 310 y comunicados desde CWG 320 al CEWN 310), al menos una porción de las configuraciones de los CAR 312 de los CeWN 310 o la configuración del CAT 321 del CWG 320 pueden determinarse de manera distribuida (por ejemplo, las funciones de control de configuración del CWG 320 pueden distribuirse entre algunos o todos los CEWN (310). Se apreciará que puede haber varias compensaciones asociadas con el uso de implementaciones centralizadas o distribuidas donde generalmente se espera que dichas compensaciones favorezcan un enfoque centralizado en la mayoría de los casos (por ejemplo, ya que será menos costoso para el CWG 320 obtener la información de entrada necesaria y procesar la información para proporcionar varias optimizaciones a nivel de red (por ejemplo, optimizar el rendimiento de la red, minimizar el costo total de energía, minimizar la energía máxima utilizada por cualquier CEWN 310 dado para maximizar el tiempo hasta la falla del primer CEWN 310, o similares, así como varias combinaciones de los mismos).

El CWG 320, como se discutió anteriormente, puede controlar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 al obtener información de entrada de configuración, al determinar configuraciones del CWG 320 y del CEWN 310 en base a la información de entrada de configuración, e iniciar la configuración del CWG 320 y del CEWN 310 en base a las determinadas configuraciones del CWG 320 y del CEWN 310. El CWG 320 puede configurarse para realizar tales funciones dentro del contexto de varias condiciones de activación, como el establecimiento de la red, operaciones de unión a la red (por ejemplo, donde un nuevo CEWN 310 se une a una red existente), operaciones de salida de la red (por ejemplo, donde un CEWN existente 310 abandona una red existente), o similares.

El CWG 320 puede configurarse para facilitar el establecimiento de red para un conjunto de nodos (donde, aquí, los nodos incluyen el CWG 320 y el CEWN 310, es decir, el CWG 320 incluye funcionalidad de puerta de enlace, pero también funciona de manera similar a los CEWN 310). El CWG 320 puede configurarse para ejecutar un procedimiento de inicialización de red para recoger información de red sobre la red, como información de topología de red (por ejemplo, interconectividad de nodos, pérdida de ruta entre nodos, o similares), información de características de nodos para nodos de la red (por ejemplo, especificaciones de nodo, parámetros de nodo o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El CWG 320 puede configurarse para utilizar la información de red recopilada para realizar varias funciones, como determinar las configuraciones de los nodos para los nodos, para determinar los activadores de las transiciones entre las configuraciones de los nodos por parte de los nodos, para determinar los conjuntos óptimos de intermediarios en diversas condiciones, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Se representa y describe un ejemplo de un procedimiento mediante el cual el CWG 320 puede facilitar el establecimiento de red para un CEWN 310 de grupo (donde el CWG 320 también opera como uno de los CEWN 310, por ejemplo, la funcionalidad del controlador de red se implementa dentro de uno de los CEWN 310) con respecto a la Figura 4.

La Figura 4 muestra un ejemplo de un procedimiento mediante el cual un controlador de red facilita el establecimiento de la red para un grupo de nodos. Se supone que el controlador de red se implementa dentro de uno de los nodos. Como se indicó anteriormente, el controlador de red puede ser funciones de controlador de red del CWG 320 y los nodos pueden incluir el CWG 320 y el CEWN 310. También se supone que cada uno de los nodos incluye una tabla vecina. Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente en la presente memoria como realizado en serie, al menos una porción de los pasos del procedimiento 400 puede realizarse al mismo tiempo o en un orden diferente al que se representa en la Figura 4.

El procedimiento 400 comienza en el paso 401.

En el paso 405, los nodos se despliegan físicamente.

En el paso 410, los nodos se inician con ajustes preconfigurados (por ejemplo, ajustes predeterminados del factor o ajustes previos al despliegue) y escuchan cualquier transmisión. Se supone que los ajustes preconfigurados para un nodo dado incluyen el ajuste de sensibilidad del receptor más alto para el nodo dado.

En el paso 415, cada uno de los nodos determina si se detectan "transmisiones normales". Si un nodo dado detecta "transmisiones normales", es una indicación de que la red ya se estableció y el nodo dado puede conmutar a un modo de "unirse a la red" (como se explica con respecto a la Figura 5). Aquí, se supone que ninguno de los nodos detecta "transmisiones normales" y, por tanto, que continúa el establecimiento de la red.

En el paso 420, el controlador de red señala el inicio de las transmisiones para la red al transmitir un paquete de sondeo. El paquete de la sonda puede incluir lo siguiente: (1) Identidad (que puede ser globalmente única), (2) Potencia de transmisión, (3) Capacidades del nodo (por ejemplo, una URL a una descripción funcional legible por máquina de las especificaciones de los nodos), (4) Vecinos descubiertos (el número de vecinos que el nodo eventualmente reportará como que es capaz de decodificar exitosamente el paquete de la sonda), y (5) Indicador de puerta de enlace (por ejemplo, establecido en un primer valor (por ejemplo, "1") si el nodo es la puerta de enlace y se establece en un segundo valor (por ejemplo, "0") si el nodo no es la puerta de enlace). Cabe señalar que el paquete de la sonda puede incluir menos o más, así como diferente información.

En el paso 425 (descrito como un solo paso por motivos de claridad), los nodos reciben paquetes de sondeo y transmiten paquetes de sondeo. Los paquetes de sondeo incluyen información similar a la del paquete de sondeo inicial enviado por el controlador de red. Si un nodo puede decodificar con éxito un paquete de sondeo recibido, el nodo almacena al menos una porción del contenido del paquete de sondeo en su tabla vecina y transmite su propio paquete de sondeo. Se apreciará que pueden usarse capacidades de control de acceso a medios aleatorios distribuidos (por ejemplo, CSMA/CA, Slotted Aloha o similares) para reducir la posibilidad de colisiones de paquetes de sondeo. Entre transmisiones, los nodos escuchan con mayor sensibilidad los paquetes de sondeo de los nodos vecinos. Para aquellos nodos que están fuera del rango del paquete de sondeo inicial del controlador de red, los paquetes de sondeo de otros nodos eventualmente entrarán en cascada de tal manera que todos los nodos eventualmente recibirán paquetes de sondeo. Esta cascada de mensajes de sondeo en toda la red puede continuar hasta que cada uno de los nodos (1) escuche los paquetes de sondeo de sus nodos vecinos repetidos un número umbral de veces sin ningún cambio en la información de "Nodos descubiertos" y (2) no escuche ningún nuevo paquete de sondeo.

En el paso 430, los nodos intercambian tablas vecinas con nodos vecinos. Los nodos reenvían sus tablas vecinas a los nodos vecinos con la siguiente prioridad (de mayor a menor): puerta de enlace, nodo con el recuento de vecinos más alto (donde podría utilizarse la selección aleatoria u otras formas adecuadas de desempate si varios nodos vecinos tienen el mismo recuento de vecinos. Los nodos, al recibir tablas vecinas de nodos vecinos, fusionan las tablas vecinas recibidas con sus propias tablas respectivas. Los nodos pueden continuar el reenvío de sus tablas vecinas a los nodos vecinos. De esta manera, el controlador de red, que se implementa en uno de los nodos, recopila la información necesaria para determinar las configuraciones de nodo de los nodos, como se explica más adelante.

En el paso 435, el controlador de red determina configuraciones de nodo para los nodos en base a la información recopilada de los nodos. Las configuraciones de nodo para los nodos pueden ser el conjunto óptimo de configuraciones de nodo para la red. El controlador de red también puede determinar los activadores que se utilizarán para cambiar las configuraciones de los nodos en base a la información recopilada de los nodos de la red. El controlador de red también puede determinar conjuntos óptimos de nodos intermediarios para comunicaciones de salto múltiple, como se explica más adelante. Como se discutió anteriormente, la información recopilada de los nodos de la red puede ser la información mantenida en la tabla de vecinos del nodo en el que se implementa el controlador de red (por ejemplo, poblado en base al intercambio de los mensajes de sondeo y el intercambio asociado de las tablas vecinas entre nodos vecinos). El controlador de red puede realizar una o más determinaciones de este tipo en base a una o más condiciones de activación (por ejemplo, el intercambio de mensajes de sondeo o tablas vecinas entre los nodos se realiza durante un período de tiempo umbral, el controlador de red no recibe ningún cambio adicional de nodos vecinos durante un período de tiempo umbral, o similares). Las configuraciones de los nodos pueden especificar transmisores auxiliares configurables y configuraciones de receptores auxiliares configurables para los nodos.

En el paso 440, el controlador de red informa a los nodos de las configuraciones de nodos determinadas para los nodos, respectivamente.

En el paso 445, los nodos se configuran en base a las configuraciones de nodo informadas por el controlador de red. Los nodos pueden configurarse por sí mismos o pueden considerarse configurados por el controlador de red. Los nodos operan entonces de acuerdo con las configuraciones de nodo aplicadas, respectivamente.

En el paso 499, finaliza el procedimiento 400. Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente como final (para fines de claridad), el procedimiento 400 (o porciones del mismo de otros procedimientos que implementan porciones del mismo) puede continuar su funcionamiento para intercambiar información de nodo actualizada que el controlador de red puede entonces utilizar para continuar la mejora o incluso optimizar las configuraciones de los nodos y, opcionalmente, uno o más activadores de cambio de configuración de nodos, conjuntos óptimos de nodos intermediarios, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

El CWG 320 puede configurarse para facilitar una operación de unión a la red en la que un nuevo nodo se une a una red o nodos existentes (donde, aquí, el nuevo nodo es un CEWN 310 y la funcionalidad de puerta de enlace del CWG 320 facilita la unión del CEWN 310 a una red existente que incluye uno o más CE^wN 310). El CWG 320 puede configurarse para ejecutar un procedimiento de unión a la red para recoger información sobre el nodo de unión y, opcionalmente, sobre uno o más otros nodos de la red. El CWG 320 puede configurarse para utilizar la información recopilada para realizar varias funciones, como determinar las configuraciones de nodo para el nuevo nodo, para determinar una o más configuraciones de nodo nuevas para uno o más de los nodos existentes (como adicionales de los nuevos nodos a la red puede habilitar o requerir diferentes configuraciones o uno o más nodos existentes, como el uso de una o más rutas de salto múltiple o similares), para determinar los activadores de las transiciones entre las configuraciones de los nodos por parte del nuevo nodo, para determinar los nuevos activadores para transiciones entre configuraciones de nodos por uno o más de los nodos existentes, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Un ejemplo de un procedimiento por el cual el CWG 320 puede facilitar una operación de unión de nodo en la que un nuevo CEWN 310 se une a una red existente que incluye el CWG 320 y CEWN 310 (donde el CWG 320 también opera como uno de los CEWN 310, por ejemplo, la funcionalidad del controlador de red se implementa dentro de uno de los CEWN 310) se representa y describe con respecto a la Figura 5.

La Figura 5 muestra un ejemplo de un procedimiento mediante el cual el controlador de red de una red existente permite que un nuevo nodo se una a la red existente. Se supone que el controlador de red se implementa dentro de uno de los nodos. También se asume que el nuevo nodo incluye una tabla vecina. Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente en la presente memoria como realizado en serie, al menos una porción de los pasos del procedimiento 500 puede realizarse al mismo tiempo o en un orden diferente al que se representa en la Figura 5.

El procedimiento 500 inicia en el paso 501.

En el paso 510, el nuevo nodo transmite un paquete de sondeo. El paquete de sondeo puede incluir un identificador de nodo del nuevo nodo, una indicación de que el nuevo nodo solicita unirse a la red, una potencia de transmisión actual del nuevo nodo, o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

En el paso 520, los nodos vecinos que reciben el paquete de sondeo del nuevo nodo reenvían el paquete de sondeo hacia el controlador de red. Se observa que la entrega del paquete de sondeo desde el nuevo nodo al controlador de red puede requerir el uso de uno o más saltos entre el nuevo nodo y el controlador de red.

En el paso 530, el controlador de red determina una configuración de nodo para el nuevo nodo y, opcionalmente, puede determinar una o más configuraciones de nodo nuevas o modificadas para uno o más nodos existentes de la red. El controlador de red determina las configuraciones del nodo en base a la información recopilada del nuevo nodo de la red y la información recopilada previamente de los nodos existentes de la red (por ejemplo, mantenida en la tabla de vecinos del nodo en el que se implementa el controlador de red). Las configuraciones de nodo para los nodos pueden ser el conjunto óptimo de configuraciones de nodo para la red. El controlador de red también puede determinar, en base a la información recopilada del nuevo nodo de la red y la información recopilada de los nodos de la red (por ejemplo, mantenida en la tabla de vecinos del nodo en el que se implementa el controlador de red), se activa para utilizarse para cambiar las configuraciones de los nodos (por ejemplo, nuevos activadores, modificación de activadores existentes o similares). El controlador de red también puede determinar, en base a la información recopilada del nuevo nodo de la red y la información recopilada de los nodos de la red (por ejemplo, mantenida en la tabla de vecinos del nodo en el que se implementa el controlador de red), conjuntos óptimos de nodos intermediarios.

En el paso 540, el controlador de red informa a los nodos de las configuraciones de nodos determinadas para los nodos, respectivamente.

En el paso 550, el nuevo nodo se configura en base a la configuración de nodo determinada para el nuevo nodo y, opcionalmente, donde se determinan una o más configuraciones de nodo nuevas o modificadas para uno o más nodos existentes de la red, los nodos existentes de la red pueden configurarse en base a las configuraciones de nodo nuevas o modificadas. Los nodos de la red, incluido el nuevo nodo, pueden entonces operar de acuerdo con las configuraciones de nodo aplicadas (por ejemplo, aplicadas previamente antes de la unión del nuevo nodo o aplicadas recientemente en respuesta a la unión del nuevo nodo).

En el paso 599, finaliza el procedimiento 500.

Se apreciará que, aunque se presenta principalmente con respecto a ejemplos en los que se realiza una actualización de la configuración del nodo para los nodos de la red en el momento en que un nuevo nodo se une a la red, en al menos algunos ejemplos, es posible que no se realicen actualizaciones de la configuración del nodo en el momento en que un nuevo nodo se une a la red; más bien, las actualizaciones de la configuración de los nodos pueden realizarse para los nodos de la red periódicamente, en respuesta a otros tipos de eventos activadores, o similares, así como a varias combinaciones de los mismos. Cualquier nodo nuevo que solicite unirse a la red después de una actualización de configuración de nodo anterior realizada para la red puede agregarse a la red junto con una actualización de configuración de nodo siguiente realizada para la red. Se apreciará que puede usarse una combinación de tales técnicas para permitir que los nodos se unan a la red (por ejemplo, permitir que algunos nodos se unan inmediatamente mientras se requiere que los otros nodos esperen hasta que se realice una próxima actualización de configuración de nodos para la red). Se apreciará que la implementación de tales ejemplos puede depender de varios factores, como la tasa de llegada de nuevos nodos a la red (por ejemplo, permitir que nuevos nodos se unan a la red de inmediato para obtener una tasa de llegada relativamente alta de nuevos nodos a la red o permitir que los nodos se unan a la red en tiempos de actualización periódica para una tasa de llegada relativamente baja de nuevos nodos a la red), prioridad de nodo (por ejemplo, permitir que los nodos de prioridad relativamente alta se unan a la red de inmediato mientras se requiere que los nodos de prioridad relativamente baja esperen hasta que se realice una próxima actualización de configuración de nodo para la red), análisis de compensación entre configuraciones de nodo predeterminadas (por ejemplo, utilizadas por nuevos nodos antes de recibir configuraciones de nodo determinadas por el controlador de red) y configuraciones de nodo mejoradas u óptimas (por ejemplo, configuraciones de nodo determinadas por el controlador de red), o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente con respecto a ejemplos en los que CWG 320 se configura para facilitar la gestión de modificaciones de red donde los CEWN 310 forman una nueva red o se unen a una red existente, el CWG 320 se configura para facilitar la gestión de las modificaciones de red para otros tipos de modificaciones de red (por ejemplo, cuando los CEWN 310 abandonan una red existente u otros tipos de modificaciones de red).

El CWG 320, como se discutió anteriormente, puede configurarse para facilitar la configuración de los CEWN 310 como nodos intermediarios que soportan la entrega de salto múltiple de señales de activación desde el CWG 320 a los CEWN 310. El funcionamiento de los CEWN 310 como nodos intermediarios que admiten la entrega de salto múltiple de señales de activación proporciona una libertad de espacio de diseño adicional para determinar las configuraciones de nodos que mejoran u optimizan uno o más aspectos de la red inalámbrica 300. Por ejemplo, como se discutió anteriormente, el uso del CEWN 310 como nodos intermediarios que admiten la entrega de salto múltiple de señales de activación permite reducciones en la distancia máxima entre los nodos transmisores y los nodos receptores, de modo que la potencia de transmisión de los CAT 311 de los CEWN 310 transmisores puede reducirse y la sensibilidad de detección de los CAR 312 de los CEWN 310 receptores puede reducirse.

La selección de los CEWN 310 para que funcionen como nodos intermediarios puede realizarse de varias formas.

La selección de los CEWN 310 para operar como nodos intermediarios puede realizarse de manera centralizada (por ejemplo, por el CWG 320 para toda la red inalámbrica 300), de una manera cuasi centralizada (por ejemplo, al dividir la red inalámbrica 300 en particiones y seleccionar nodos intermediarios para las respectivas particiones, que pueden realizarse por el CWG 320 para la red inalámbrica 300, por los CEWⁿ310 designados de las respectivas particiones, o similares), de manera descentralizada (por ejemplo, a través de comunicación/negociación entre el CEWN 310 de la red inalámbrica 300), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Se apreciará que, si bien el procedimiento para seleccionar nodos intermediarios puede ser el mismo o similar para tales implementaciones, puede haber compensaciones en el uso de tales implementaciones (por ejemplo, en términos de sobrecarga de configurar los CEWN 310 seleccionados para operar como nodos intermediarios, la optimización del uso de nodos intermediarios para soportar la comunicación entre nodos de la red inalámbrica 300, o similares).

La selección de los CEWN 310 para que funcionen como nodos intermediarios puede realizarse en base al modelado. Pueden modelarse las redes de comunicación de salto único y de salto múltiple, y los modelos energéticos de las redes de comunicación de salto único y de salto múltiple. Este modelado puede realizarse al tener en cuenta los CAT 311 y los CAR 312 de los CEWN 310 de la red inalámbrica 300. Se apreciará que diferentes configuraciones del CAT 311 y del CAR 312 de los CEWN 310 pueden generar diferentes topologías de red de salto múltiple con sus respectivos costos de energía en cada nodo y conectividad a nivel de enlace entre nodos. Se supone que cada CEWN 310 tiene múltiples configuraciones posibles (por ejemplo, al menos una para cada uno de los anfitriones anteriores y posteriores admitidos por CEWN 310). El uso de dicha información de red en combinación con observaciones de propagación de nodo a nodo (por ejemplo, descubrimiento de vecinos) puede conducir al establecimiento de comunicaciones de salto múltiple energéticamente eficientes. Una topología de red de salto múltiple de ejemplo, dentro del contexto del sistema inalámbrico de ejemplo 300 de la Figura 3, se representa en la Figura 6 que se analiza más adelante. Como se analiza en la presente memoria, pueden evaluarse varias compensaciones asociadas con diferentes configuraciones del CAR 312. Se observa que el número de posibles combinaciones de CAR 312 puede ser de aproximadamente (X)n donde X es el número de alternativas para la configuración de potencia del receptor y n es el número de CEWN 310. Se observa además que el espacio de búsqueda de este problema puede ser significativo si el valor de n es grande. En al menos algunos ejemplos, la complejidad de optimización de este problema puede reducirse en base a uno o más de: (1) una determinación de que un sumidero de datos no tiene limitación de energía (por ejemplo, una ventaja que puede usarse para extender la distancia del primer salto tanto como sea posible en las áreas de codificación y potencia de transmisión, y reducir así el parámetro n), (2) al hacer una suposición de las condiciones de la red y analizar las compensaciones entre el aumento del recuento de salto múltiple y la eficiencia energética en la red inalámbrica para derivar un conjunto de reglas de optimización para el problema anterior (por ejemplo, este análisis de compensaciones deriva un límite de salto múltiple de k saltos con CAR 312 dada una distancia de comunicación K, (3) mediante el uso de análisis de compensaciones en combinación con una o más entradas (por ejemplo, una o más de ganancia de canal de nodo, gráfico de red, descubrimiento de vecinos, o similares) para derivar un conjunto limitado de configuraciones de CAR 312 y, por lo tanto, reducir el problema del espacio de búsqueda, o (4) diseñar un algoritmo de búsqueda codicioso heurístico para el análisis de compensaciones para tratar de lograr el objetivo de optimización de energía (que también puede tener en cuenta si el las comunicaciones son unidifusión o multidifusión, ya que se espera que esto tenga un impacto directo en la configuración de los CAR (312). Se observa además que, aunque se omite de la discusión anterior por motivos de claridad, pueden evaluarse varias compensaciones asociadas con diferentes configuraciones del CAT 311 (posiblemente en combinación con la evaluación de diferentes configuraciones del CAR 312 como se discutió anteriormente).

La selección de los CEWN 310 para que funcionen como nodos intermediarios puede realizarse de manera que se roten las responsabilidades de funcionamiento como nodos intermediarios entre los CEWN 310. Esto permite que la carga de transportar tráfico para otros CEWN 310 (por ejemplo, el uso de energía adicional en los nodos intermediarios) se comparta entre los CEWN 310. La rotación de responsabilidad para operar como nodos intermediarios puede basarse en temporizador, basada en eventos (por ejemplo, un evento en el nodo (por ejemplo, un evento de sensor para un nodo de sensor, un evento de detector para un nodo de detector, o similares), un evento de la red (por ejemplo, aumento de tráfico, una condición de congestión o similares), o similares), o similares. La rotación de responsabilidad para operar como nodos intermediarios puede realizarse para un conjunto de nodos intermediarios asociados de alguna manera (por ejemplo, en base a la disponibilidad de múltiples rutas entre pares de nodos de origen y destino o similares). La rotación de responsabilidad para operar como nodos intermediarios puede coordinarse por el CWG 320. La rotación de la responsabilidad para operar como nodos intermediarios puede coordinarse por el nodo intermediario actuante, de modo que el nodo intermediario actuante puede transferir la responsabilidad a un nodo intermediario en espera que luego se convierte en el nodo intermediario actuante para el conjunto de nodos intermediarios (con el nodo intermediario actuante previamente en transición para convertirse en un nodo intermediario en espera para el conjunto de nodos intermediarios). Por ejemplo, dada una red que admite dos rutas para el reenvío de señales de activación desde el nodo 0 al nodo 6 (una primera ruta que incluye los nodos 0,4,5,6 y una segunda ruta que incluye los nodos 0,7,5,6), puede considerarse que los nodos 4 y 7 forman un conjunto de nodos intermediarios relacionados con el reenvío de señales de activación desde el nodo 0 al nodo 6 y, por lo tanto, la responsabilidad del nodo intermediario puede rotarse entre los nodos 4 y 7 para soportar el reenvío de tráfico entre los nodos 6 y 0. La rotación de los nodos intermediarios puede incluir un cambio en la configuración del nodo de uno o más de los nodos intermediarios para los que se rota la responsabilidad del nodo intermediario (por ejemplo, la pérdida de ruta entre el nodo intermediario y los nodos conectados puede ser diferente, por lo que requiere un punto de operación diferente para minimizar el consumo de energía), que puede determinarse localmente por los nodos intermediarios, determinarse por el controlador de red y reportarse a los nodos intermediarios, o similares. Un primer CEWN 310 que se configura para operar como un nodo intermediario al menos para un segundo CEWN 310 puede recibir una señal de activación a través de un CAR 312 del primer CEWN 310, transmitir la señal de activación hacia el segundo CEWN 310 (por ejemplo, a través de un CAT 311 del segundo CEWN 310, a través de un módulo de comunicación principal del segundo CEWN 310, o similares), pasar de operar como un nodo intermediario activo a operar como un nodo intermediario en espera (por ejemplo, en respuesta a una ^{determinación local por el primer}CEWn 310 para cambiar de operar como un nodo intermediario activo a operar como un nodo intermediario en espera, en respuesta a una instrucción o solicitud de otro nodo como el CWG 320 o un tercer CEWN 310 configurado para asumir el rol de nodo intermediario activo para el segundo CEWN 310, o similares) y, opcionalmente, enviar una solicitud de transición o un mensaje de instrucción hacia un tercer CEWN 310 configurado para asumir el papel de nodo intermediario activo para el segundo CEWN 310.

La Figura 6 representa una topología de red de salto múltiple de ejemplo dentro del contexto del sistema inalámbrico de ejemplo de la Figura 3. La topología de red de salto múltiple 600 es en base a la selección de ciertos CEWN 310 para operar como nodos intermediarios como se discutió anteriormente. Como se representa en la Figura 6, la topología de red de salto múltiple 600 da como resultado la conectividad entre el CWG 320 y el CEWN 3011, el CEWN 3011 y el CEWN 3012, el CEWN 3011 y el CEWN 301a, el CEWN 3012 y el CEWN 301a, el CWG 320 y el CEWN 3014, el CWG 320 y el CEWN 3014, el CWG 320 y el CEWN 3017, el CEWN 3014 y el CEWN 3017, el CEWN 3014 y el CEWN 301a, el CEWN 3017 y el CEWN 301ay el CEWN 301a y el CEWN 3016. Como se representa adicionalmente en la Figura 6, los costos de transmisión (T) y los costos de recepción (R) asociados con varios nodos pueden determinarse y usarse para la selección de ciertos CEWN 310 para operar como nodos intermediarios. En la topología de red de salto múltiple 600, por ejemplo, para el CWG 320 el costo de transmisión es cuatro (T = 4), para el CeWN 3101 el costo de transmisión (para transmitir al CEWN 3102 o al CEWN 3103) es uno (T = 1) y el costo de recepción (para recibir del CWG 320) es tres (R0 = 3), para el CEWN 3102 el costo de recepción por recibir de CEWN 3101 es uno (R1 = 1) y el costo de recepción por recibir de CEWN 3103 es cinco (R3 = 5), y así sucesivamente.

Se apreciará que, aunque se representa y describe principalmente en la presente memoria con respecto a ejemplos en los que los CEWN 310 incluyen transceptores auxiliares configurables para su uso en el reenvío de señales de activación cuando funcionan como nodos intermediarios que soportan la entrega de salto múltiple de las señales de activación, en al menos algunos ejemplos, un CEWN 310 puede usar un módulo de comunicación principal para enviar señales de activación cuando funciona como nodos intermediarios que admiten la entrega de salto múltiple de señales de activación (por ejemplo, si el CEWN 310 no incluye un transceptor auxiliar, si el CWG 320 determina que la entrega de una señal de activación mediante el uso del módulo de comunicación principal es más eficiente que la entrega de la señal de activación mediante el uso del transceptor auxiliar, o similares).

Como se analiza en la presente memoria, pueden admitirse varios tipos de configuraciones CAT y configuraciones CAR. El rendimiento de los diversos tipos de configuraciones de CAR puede evaluarse en base al rendimiento energético (que puede ser en base a diversas métricas de rendimiento energético). La evaluación del rendimiento de los diversos tipos de configuraciones de CAR en base al rendimiento energético puede entenderse mejor mediante un ejemplo en el que la red inalámbrica incluye una puerta de enlace inalámbrica y dos nodos inalámbricos de energía limitada (indicados como nodo 1 y nodo 2, y cada uno incluye un CAR, respectivamente) y, además, en el que se evalúan y comparan tres opciones diferentes para la configuración del CAR en base al rendimiento energético, que se analiza a continuación. En este ejemplo, las tres configuraciones de receptor auxiliar para las que se evalúa el rendimiento incluyen:

(1) Opción 1: Los CAR de los dos nodos inalámbricos de energía limitada se configuran para el nodo inalámbrico de energía limitada en el peor de los casos, que se espera que dé como resultado una red de salto único con una configuración CAR utilizada por cada uno de los dos nodos inalámbricos de energía limitada;

(2) Opción 2: Los CAR de los dos nodos inalámbricos de energía limitada se configuran de acuerdo con las condiciones del canal de los dos nodos inalámbricos de energía limitada (por ejemplo, distancia, propagación de radio, entorno o similares, así como varias combinaciones de los mismos), lo que se espera dé como resultado una red de salto único con dos configuraciones CAR para los dos nodos inalámbricos de energía limitada; y (3) Opción 3: Los CAR de los dos nodos inalámbricos de energía limitada se configuran de acuerdo con las condiciones y objetivos de la red, lo que puede resultar en una red de salto múltiple con configuraciones de CAR dinámicas para los dos nodos inalámbricos de energía limitada.

En este ejemplo, para mayor claridad, se asume que solo las configuraciones CAR de los nodos son configurables (y que cualquier CAT u otro módulo transmisor que pueda estar disponible en la puerta de enlace inalámbrica o en cualquiera de los dos nodos inalámbricos de energía limitada son no configurables) y, además, se supone que existen condiciones de comunicación homogéneas entre los dos nodos inalámbricos de energía limitada (por ejemplo, uso de la misma potencia de transmisión, uso de codificación de señal de capa física y acceso múltiple sin interferencias).

En este ejemplo, en el que se evalúan y comparan tres opciones diferentes para la configuración del CAR en base al rendimiento energético, puede utilizarse el siguiente modelo energético para la recepción de paquetes de enlace descendente en el CAR:

En este modelo de energía, el costo de energía de un nodo inalámbrico de energía limitada que recibe L bits es Enodo, que se modela como una suma de (a) sobrecarga de energía fija para circuitos receptores (por ejemplo, PLL, circuito sintonizado) del nodo inalámbrico de energía limitada (denotado como E f ) y (b) costo de energía variable en función de un número del LNA en cascada del nodo inalámbrico de energía limitada (denotado como ELNAi). El modelo de costo de energía en la ecuación. 1 es una función del LNA que controla la sensibilidad del receptor auxiliar y se vincula a su costo de energía asociado. Existe una relación lineal entre el número del LNA li y el costo de la energía del receptor ELNAi. Ganancia del receptor r también depende del LNA. Por simplicidad, se supone que la ganancia del receptor depende únicamente del número del LNA y que tienen una correlación lineal (aunque se apreciará que, en realidad, un LNA amplifica simultáneamente la potencia de señal y ruido de modo que la ganancia del LNA en cascada se reduce gradualmente). Además de los LNA, pueden cambiarse uno o más componentes (por ejemplo, PLL o similares) por la disminución de la potencia de recepción si se usa una técnica de modulación relativamente simple. Dejar que mi sea la ganancia del canal dividida por el ruido del canal AWGN en el nodo inalámbrico de energía limitada i y dejar que PTxi sea la potencia de tránsito del nodo inalámbrico i de energía limitada que tiene en cuenta la eficiencia de PA y la brecha de SNR entre la capacidad de Shannon y la velocidad de datos real. Con estos supuestos del sistema, E(c)fjo, ELNA, PTxi, y n son fijos.

En este ejemplo, dada una eficiencia espectral objetivo R/N y mi >m², el costo total de energía del nodo de la red inalámbrica (denotado como Etodo) puede derivarse de la siguiente manera:

(esto usa una entrega de 1 salto para cada uno de los dos nodos inalámbricos de energía limitada, que incluye dos operaciones de recepción en los nodos 1 y 2, respectivamente);

Etodo (Opción

(^e™ ^ )

(esto usa entrega de 1 salto para cada uno de los dos nodos inalámbricos de energía limitada, que incluye dos operaciones de recepción en los nodos 1 y 2, respectivamente); y

Etodo (Opción 3) ⁼ 2M(¿ Wm (2R/N - W f r , )~l (m¡' m~¿ ) + E Tx (Ecuación 4)

(esto usa entrega de 2 saltos y, por lo tanto, incluye dos operaciones de recepción y una operación de transmisión en los nodos 1 y 2, donde ETx es el costo fijo de energía de transmisión para L bits y mi^,2 es la ganancia del canal entre el nodo 1 y el nodo 2).

En este ejemplo, dadas las derivaciones del costo total de energía del nodo en la red inalámbrica (nuevamente, denotado como Etodo) para las tres opciones diferentes de configuración CAR, pueden extraerse varias conclusiones. Primero, se observa que, dado que mi es más grande que m², Etodo (Opción 1) > Etodo (Opción 2). En segundo lugar, se observa que, si la ecuación (3) > ecuación (4) (es decir, la Opción 3 usa menos energía total del nodo que la Opción 2), entonces la Opción 3 superará a la Opción 2 en ahorro de energía si se cumple la siguiente condición (indicada como ecuación (5)):

Por ejemplo, si el valor de mi^,2 es mayor que 0,06 y los valores de mi, m², ETx, ELNA, R/N, PTx, y r son 1; 0,01; 30 |jJ; 3 jJ; 0,1; 30 mW y 20; respectivamente, la energía total del nodo de la Opción 3 será menor que la energía total del nodo de la Opción 2.

Este ejemplo simple ilustra que un CAR de un nodo puede reducir la suma de energía del nodo para el nodo mientras cumple con los requisitos de rendimiento y rango del nodo.

Se apreciará que, aunque el ejemplo anterior se describe principalmente con respecto a la evaluación de un tipo específico de métrica de energía (es decir, energía total del nodo), el ejemplo anterior puede adaptarse para la evaluación de otros tipos de métricas de energía (por ejemplo, minimización de energía máxima del nodo (por ejemplo, un problema de Mín.-Máx.), minimización de la energía promedio del nodo, o similares) que también puede favorecer la Opción 3 más que la Opción 2.

Se apreciará que, aunque se presenta principalmente en la presente memoria con respecto a ejemplos en los que la transmisión de señales de activación entre nodos se realiza mediante el uso de unidifusión (1 a 1), la transmisión de señales de activación entre nodos puede realizarse mediante el uso de multidifusión. En general, la multidifusión (1 a M) proporciona un mecanismo para que una fuente de datos se comunique con varios nodos hoja. Se observa que la multidifusión puede tener varias ventajas sobre la unidifusión, como transmisiones menos repetidas (que se espera que reduzcan el costo de energía y la interferencia), el uso de técnicas de codificación flexibles, el intercambio de direcciones (que puede mejorar la eficiencia de la señalización cuando un subgrupo se trata como un colectivo, como todos los sensores en la misma ubicación o similares), etc. También se observa que el diseño de la comunicación de multidifusión también puede relacionarse con el direccionamiento de dispositivos loT. En consecuencia, pueden integrarse comunicaciones de multidifusión, direccionamiento escalable y opciones de codificación para soportar el uso de nodos intermediarios para una red a gran escala.

Se apreciará que, aunque se presenta principalmente en la presente memoria con respecto a ejemplos en los que un nodo inalámbrico de energía limitada recibe una señal de activación cuando la señal de activación se destina a ese nodo inalámbrico de energía limitada, puede haber situaciones en las que un nodo inalámbrico de energía limitada recibe una señal de activación que no se destina a ese nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, una puerta de enlace inalámbrica puede difundir una señal de activación que se destina solo a un subconjunto de nodos inalámbricos de energía limitada en las proximidades de la puerta de enlace inalámbrica, un nodo inalámbrico de energía limitada que funciona como nodo intermediario para otros nodos inalámbricos de energía limitada puede recibir una señal de activación y transmitir la señal de activación donde la señal de activación se destina solo a un subconjunto de nodos inalámbricos de energía limitada en las proximidades de ese nodo inalámbrico de energía limitada, o similares). Puede configurarse un nodo inalámbrico de energía limitada para admitir la decodificación temprana de direcciones para ahorrar energía. Se supone que el nodo inalámbrico de energía limitada tiene asociada una dirección o direcciones que el nodo inalámbrico de energía limitada puede usar para determinar si los mensajes recibidos se destinan a entregarse al nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, en cuyo caso dichos mensajes deben manejarse por el nodo inalámbrico de energía limitada) o no se destinan a entregarse al nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, en cuyo caso dichos mensajes pueden ignorarse por el nodo inalámbrico de energía limitada). Por ejemplo, las direcciones pueden incluir identificadores de nodo para mensajes de unidifusión, direcciones de multidifusión para mensajes de multidifusión o similares, así como varias combinaciones de los mismos. También se supone que una dirección de un mensaje recibido, que el nodo inalámbrico de energía limitada puede usar para determinar si los mensajes recibidos se destinan a entregarse al nodo inalámbrico de energía limitada, puede recibirse en porciones (por ejemplo, un bit a la vez, dos bits a la vez, cuatro bits a la vez, un byte a la vez, o similares). El nodo inalámbrico de energía limitada puede admitir la decodificación temprana de direcciones mediante la evaluación de cada porción de la dirección que se recibe para determinar si el mensaje podría destinarse a entregarse al nodo inalámbrico de energía limitada y, en base a una determinación de que el mensaje no se destina a enviarse al nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, en base a las porciones del valor recibido hasta el momento, se determina que el valor no puede coincidir con ninguno de los valores asociados con el nodo inalámbrico de energía limitada), puede entrar en un estado de bajo consumo. Esto puede entenderse mejor mediante un ejemplo simple de un nodo que tiene asociada una dirección de identificación de nodo única 0100 y una dirección de multidifusión 1000. En este ejemplo, se supone que el nodo inalámbrico de energía limitada puede recibir una dirección bit a la vez. En este ejemplo, se supone que la dirección del mensaje es 1100, transmitida de izquierda a derecha en el tiempo. En este ejemplo, al recibir el primer bit de la dirección, el nodo inalámbrico de energía limitada es consciente de que la dirección del identificador de nodo único no se transmite. De manera similar, en este ejemplo, al recibir el segundo bit de la dirección, el nodo es consciente de que la dirección de multidifusión no se transmite. Por lo tanto, dado que este es el conjunto completo de direcciones para el nodo inalámbrico de energía limitada, el nodo inalámbrico de energía limitada no necesita recibir los otros dos bits de la dirección del mensaje que se transmite y, por lo tanto, el nodo inalámbrico de energía limitada puede entrar en un estado de bajo consumo antes de recibir y procesar los otros dos bits de la dirección del mensaje que se transmite. Se apreciará que tales ejemplos pueden utilizarse por nodos inalámbricos de energía limitada para realizar una decodificación de direcciones anticipada para otros tipos de señales o mensajes. Se apreciará que otros tipos de nodos pueden utilizar tales ejemplos para realizar una decodificación de direcciones anticipada para varios tipos de señales o mensajes.

Se apreciará que, aunque se presenta en la presente memoria principalmente con respecto a ejemplos en los que los nodos inalámbricos de energía limitada incluyen CAT y CAR que pueden configurarse de diversas formas, los nodos inalámbricos de energía limitada pueden incluir menos o más componentes o funciones configurables. Por ejemplo, un nodo inalámbrico de energía limitada puede incluir un CAR y un receptor principal, un CAR y un transmisor principal, un CAR y un transceptor principal, un CAT y un receptor principal, un CAT y un transmisor principal, un CAT y un transceptor principal, un transceptor auxiliar configurable y un receptor principal, un transceptor auxiliar configurable y un transmisor principal, un transceptor auxiliar configurable y un transceptor principal, un CAR y un receptor principal configurable (por ejemplo, donde el receptor principal configurable también puede configurarse para admitir la recepción de señales de activación), un CAR y un transmisor principal configurable (por ejemplo, donde el transmisor principal configurable también puede configurarse para admitir la transmisión de señales de activación, como cuando el nodo inalámbrico de energía limitada funciona como un nodo intermediario que admite la propagación de salto múltiple de las señales de activación), un CAR y un transceptor principal configurable (por ejemplo, donde el transceptor principal configurable también puede configurarse para admitir la recepción y/o transmisión de señales de activación), un CAT y un receptor principal configurable (por ejemplo, donde el receptor principal configurable también puede configurarse para admitir la recepción de señales de activación), un CAT y un transmisor principal configurable (por ejemplo, donde el transmisor principal configurable también puede configurarse para admitir la transmisión de señales de activación, como cuando el nodo inalámbrico de energía limitada funciona como un nodo intermediario que admite la propagación de salto múltiple de las señales de activación), un CAT y un transceptor principal configurable (por ejemplo, donde el transceptor principal configurable también puede configurarse para soportar la recepción y/o transmisión de señales de activación), o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Por lo tanto, dadas las diversas opciones para las capacidades de los nodos inalámbricos de energía limitada (así como las diversas formas en que pueden implementarse las funciones de los nodos inalámbricos de energía limitada, las referencias en la presente memoria a receptores y transmisores pueden leerse de manera más general como referencias a los módulos o funciones del receptor y los módulos o funciones del transmisor, respectivamente, que pueden combinarse de varias formas (por ejemplo, mediante el uso de varias combinaciones de hardware, firmware, software o similares) para proporcionar módulos o funciones del receptor y módulos o funciones del transmisor como se discutió en la presente memoria. Varias combinaciones de tales nodos inalámbricos de energía limitada pueden usarse juntas dentro de una red inalámbrica y pueden configurarse en base a la información que describe las capacidades de los diversos nodos inalámbricos de energía limitada.

Se apreciará que, aunque se presenta principalmente con respecto a ejemplos en los que un nodo inalámbrico de energía limitada incluye componentes configurables o funciones que soportan la propagación de señales de activación en la dirección descendente, un nodo inalámbrico de energía limitada puede incluir uno o más componentes configurables o funciones que pueden configurarse para soportar la propagación de otros tipos de señales o mensajes en sentido descendente. Se apreciará que, aunque se presenta principalmente con respecto a ejemplos en los que un nodo inalámbrico de energía limitada incluye componentes configurables o funciones que soportan la propagación de señales o mensajes en la dirección descendente, un nodo inalámbrico de energía limitada puede incluir uno o más componentes configurables o funciones que pueden configurarse para soportar la propagación de señales o mensajes en sentido ascendente. Por ejemplo, un nodo inalámbrico de energía limitada puede soportar un receptor principal configurable, un transmisor principal configurable, un transceptor principal configurable o similares, así como varias combinaciones de los mismos. Se apreciará que varios componentes o funciones del receptor o componentes o funciones de transmisión (o varias combinaciones de los mismos) pueden soportar diferentes configuraciones para diferentes tipos de comunicación (por ejemplo, señales de activación, tráfico portador, o similares), para diferentes direcciones de comunicación (por ejemplo, descendente, ascendente o similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos.

Varios ejemplos representados y descritos en la presente memoria proporcionan varias ventajas. Varios ejemplos representados y descritos en la presente memoria proporcionan arquitectura y técnicas de red que pueden usarse para superar de manera eficiente la brecha de sensibilidad entre un receptor auxiliar de potencia ultrabaja y su transceptor principal complementario de alto rendimiento, lo que permite los beneficios de baja latencia, alto rendimiento y comunicación de largo alcance con bajo consumo de energía y bajo costo. Varios ejemplos representados y descritos en la presente memoria permiten el soporte simultáneo tanto para alto rango como para alto rendimiento, lo que permite la realización del beneficio de la baja latencia de una radio auxiliar sin sacrificar el rendimiento o el alcance y sin sostener un aumento significativo en el consumo de energía (a diferencia de las soluciones en el que se necesitan sacrificios significativos en al menos una de estas tres variables para mantener una operación de baja latencia). Por ejemplo, en las radios auxiliares existentes, la adición de un LNA para aumentar la sensibilidad de la radio auxiliar puede aumentar el consumo de energía en un factor de 10 y, por lo tanto, reducir la vida útil de la radio auxiliar en un factor de 10; mientras que, por el contrario, varios ejemplos representados y descritos en la presente memoria que admiten la conmutación dinámica entre configuraciones de receptor permiten el soporte para la operación de alta potencia de los receptores con disminuciones mínimas en la vida útil y el rendimiento y aumentos mínimos en la latencia (por ejemplo, mediante el uso de un estado de baja potencia como estado predeterminado y solo cambiar a un estado de alta potencia cuando sea necesario, como cuando el LNA del receptor auxiliar solo necesita encontrarse encendido durante una pequeña fracción del tiempo total (por ejemplo; 0,1 % del tiempo total, tal que 1 * 0,999 10 * 0,001 = 1,009 factor de aumento; o 0,9 % de aumento, en el consumo de energía)). Varios ejemplos representados y descritos en la presente memoria pueden proporcionar otras ventajas.

La Figura 7 representa un ejemplo de un procedimiento mediante el cual se configura un módulo de comunicación configurable de un nodo inalámbrico de energía limitada. Se apreciará que los pasos del procedimiento 700 pueden realizarse por un controlador del nodo inalámbrico de energía limitada. Se apreciará que, aunque se presenta principalmente como realizado en serie, al menos una porción de los pasos del procedimiento 700 puede realizarse simultáneamente o en un orden diferente al presentado en la Figura 7. El procedimiento 700 inicia en el paso 701. En el paso 710, el nodo inalámbrico de energía limitada detecta que se va a configurar el módulo de comunicación configurable. El módulo de comunicación configurable puede ser un transmisor configurable (por ejemplo, un CAT, un transmisor configurable, una función de transmisor configurable de un módulo de comunicación principal, o similares), un receptor configurable (por ejemplo, un CAR, un receptor configurable, una función de receptor configurable de un módulo de comunicación principal, o similares), un módulo de comunicación configurable que soporta funciones de transmisor y funciones de receptor, o similares). La detección puede ser la detección de una condición de activación (por ejemplo, una condición de activación temporal, un evento o similares). En el paso 720, el nodo inalámbrico de energía limitada determina una configuración de módulo de comunicación para el módulo de comunicación configurable. El nodo inalámbrico de energía limitada puede determinar una configuración de módulo de comunicación para el módulo de comunicación configurable localmente, en base a la información recibida de un controlador de red, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. El nodo inalámbrico de energía limitada puede determinar una configuración de módulo de comunicación para el módulo de comunicación configurable al seleccionar una configuración de módulo de comunicación de un conjunto de configuraciones de módulo de comunicación disponibles. En el paso 730, el nodo inalámbrico de energía limitada configura el módulo de comunicación configurable en base a la configuración del módulo de comunicación para el módulo de comunicación configurable. El nodo inalámbrico de energía limitada configura el módulo de comunicación configurable en base a la configuración del módulo de comunicación para el módulo de comunicación configurable al seleccionar uno o más componentes del módulo de comunicación configurable que se utilizará, configurar uno o más componentes del módulo de comunicación configurable para utilizar uno o más circuitos o funciones, configurar uno o más componentes del módulo de comunicación configurable para usar uno o más algoritmos, configurar uno o más componentes del módulo de comunicación configurable para usar uno o más parámetros, configurar uno o más componentes del módulo de comunicación configurable utilizar uno o más valores de parámetros, o similares, así como varias combinaciones de los mismos. En el paso 799, finaliza el procedimiento 700.

La Figura 8 representa un ejemplo de un procedimiento mediante el cual un controlador de red controla la configuración de uno o más módulos de comunicación configurables de uno o más nodos inalámbricos de energía limitada. Se apreciará que, aunque se presenta principalmente como realizado en serie, al menos una porción de los pasos del procedimiento 800 puede realizarse simultáneamente o en un orden diferente al presentado en la Figura 8. El procedimiento 800 inicia en el paso 801. En el paso 810, el controlador de red determina un conjunto de configuraciones de módulo de comunicación para un conjunto de módulos de comunicación configurables, respectivamente. El conjunto de módulos de comunicación configurables puede incluir uno o más módulos de comunicación. El conjunto de módulos de comunicación configurables puede incluir módulos de comunicación configurables de uno o más nodos inalámbricos de energía limitada (por ejemplo, una configuración de receptor de un receptor configurable de un nodo inalámbrico de energía limitada, configuraciones de múltiples receptores de múltiples receptores de un nodo inalámbrico de energía limitada, configuraciones de múltiples receptores de múltiples receptores a través de múltiples nodos inalámbricos de energía limitada, una configuración de transmisor de un transmisor configurable de un nodo inalámbrico de energía limitada, configuraciones de múltiples transmisores de múltiples transmisores de un nodo inalámbrico de energía limitada, configuraciones de múltiples transmisores de múltiples transmisores a través de múltiples nodos inalámbricos de energía limitada, uno o más pares de configuración de transmisor-receptor para uno o más pares de transmisor-receptor de uno o más pares de nodos inalámbricos de energía limitada, configuraciones de receptor para todos los receptores configurables de la red inalámbrica, configuraciones de transmisor para todos los transmisores configurables de la red inalámbrica, configuraciones de transmisor y receptor para todos los transmisores y receptores configurables de la red inalámbrica, o similares, así como varias combinaciones de los mismos). En el paso 820, el controlador de red propaga las configuraciones del módulo de comunicación hacia los nodos inalámbricos de energía limitada, incluidos los módulos de comunicación configurables con los que se asocian las configuraciones del módulo de comunicación, respectivamente. En el paso 899, finaliza el procedimiento 800.

La Figura 9 representa un ejemplo de un procedimiento mediante el cual un nodo inalámbrico de energía limitada funciona como un relé para enviar una señal de activación a uno o más nodos inalámbricos de energía limitada. Se apreciará que, aunque se presenta principalmente como realizado en serie, al menos una porción de los pasos del procedimiento 900 puede realizarse simultáneamente o en un orden diferente al presentado en la Figura 9. El procedimiento 900 inicia en la etapa 901. En el paso 910, un receptor auxiliar configurable del nodo inalámbrico de energía limitada se configura para operar como un nodo de retransmisión para uno o más nodos inalámbricos de energía limitada. Esto puede incluir la configuración de un receptor auxiliar configurable del nodo inalámbrico de energía limitada para usar una primera potencia del receptor y la configuración de los respectivos receptores auxiliares configurables de uno o más nodos inalámbricos de energía limitada para operar mediante el uso de las respectivas potencias del receptor que son menores que la primera potencia del receptor. En el paso 920, el nodo inalámbrico de energía limitada recibe una señal de activación a través del receptor auxiliar configurable del nodo inalámbrico de energía limitada. En el paso 930, el nodo inalámbrico de energía limitada transmite la señal de activación hacia uno o más nodos inalámbricos de energía limitada. El nodo inalámbrico de energía limitada puede transmitir la señal de activación a través de un transmisor del nodo inalámbrico de energía limitada (por ejemplo, un transmisor auxiliar configurable, un transmisor auxiliar, un módulo de comunicación principal que incluye una función de transmisión, o similares). Se apreciará que esto puede ser particularmente útil para reducir el consumo de energía para el conjunto de nodos inalámbricos de energía limitada, ya que solo el nodo inalámbrico de energía limitada que funciona como relé necesita mantener una potencia del receptor que sea suficiente para recibir la señal de activación desde la fuente de la señal de activación, mientras que cada uno de los uno o más nodos inalámbricos de energía limitada puede operar en modos de menor potencia, ya que el uno o más nodos inalámbricos de energía limitada localmente desde el nodo inalámbrico de energía limitada opera como el relé. En el paso 999, finaliza el procedimiento 900.

Se apreciará que, aunque se presenta principalmente en la presente memoria con respecto a ejemplos que soportan la configuración de módulos de comunicación de nodos inalámbricos de energía limitada, varios ejemplos presentados en la presente memoria también pueden usarse para la configuración de módulos de comunicación de nodos inalámbricos que no se consideran de energía limitada (por ejemplo, nodos inalámbricos que tienen una fuente de energía permanente, tal como un nodo de acceso inalámbrico (por ejemplo, NodoB, eNodoB, o similares), un nodo de retransmisión inalámbrico con una fuente de energía permanente, o similares).

Se apreciará que, aunque se presentan en la presente memoria principalmente con respecto a ejemplos que soportan la configuración de módulos de comunicación de nodos inalámbricos, varios ejemplos presentados en la presente memoria también pueden usarse para la configuración de módulos de comunicación de otros dispositivos de comunicación que pueden no comunicarse de forma inalámbrica.

La Figura 10 representa un diagrama de bloques de alto nivel de una computadora adecuada para su uso en la realización de las funciones descritas en la presente memoria.

La computadora 1000 incluye un procesador 1002 (por ejemplo, una unidad central de procesamiento (CPU) y/u otros procesadores adecuados) y una memoria 1004 (por ejemplo, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de solo lectura (ROM) y similares).

La computadora 1000 también puede incluir un módulo/procedimiento cooperante 1005. El procedimiento cooperativo 1005 puede cargarse en la memoria 1004 y ejecutarse por el procesador 1002 para implementar funciones como se describe en la presente memoria y, por lo tanto, el procedimiento cooperativo 1005 (incluidas las estructuras de datos asociadas) puede almacenarse en un medio de almacenamiento legible por computadora, por ejemplo, memoria RAM, unidad o disquete magnético u óptico, y similares.

La computadora 1000 también puede incluir uno o más dispositivos de entrada/salida 1006 (por ejemplo, un dispositivo de entrada de usuario (como un teclado, un mouse y similares), un dispositivo de salida de usuario (como una pantalla, un altavoz, y similares), un puerto de entrada, un puerto de salida, un receptor, un transmisor, uno o más dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, una unidad de cinta, una unidad de disquete, una unidad de disco duro, una unidad de disco compacto y similares), o similares, así como varias combinaciones de los mismos).

Se apreciará que la computadora 1000 representada en la Figura 10 proporciona una arquitectura y funcionalidad generales adecuadas para implementar elementos funcionales descritos en la presente memoria y/o porciones de elementos funcionales descritos en la presente memoria. Por ejemplo, la computadora 1000 proporciona una arquitectura y funcionalidad general adecuadas para implementar uno o más de c Ew N 110, CWG 120, controlador 130, CAR 210, CAT 220, controlador 230, CEWN 310, CWG 320 o similares.

Se apreciará que las funciones representadas y descritas en la presente memoria pueden implementarse en software (por ejemplo, a través de la implementación de software en uno o más procesadores, para ejecutar en una computadora de propósito general (por ejemplo, a través de la ejecución por uno o más procesadores) para implementar una computadora de propósito especial, y similares) y/o puede implementarse en hardware (por ejemplo, mediante el uso de una computadora de propósito general, uno o más circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) y/o cualquier otro equivalente de hardware).

Se apreciará que al menos algunos de los pasos discutidos en la presente memoria como procedimientos de software pueden implementarse dentro del hardware, por ejemplo, como un circuito que coopera con el procesador para realizar varios pasos del procedimiento. Partes de las funciones/elementos descritos en la presente memoria pueden implementarse como un producto de programa informático en el que las instrucciones informáticas, cuando se procesan por un ordenador, adaptan el funcionamiento de la computadora de modo que los procedimientos y/o técnicas descritas en la presente memoria se invocan o se proporcionan de otro modo. Las instrucciones para invocar los procedimientos inventivos pueden almacenarse en medios fijos o extraíbles, transmitirse a través de un flujo de datos en un medio de difusión u otro medio portador de señales, y/o almacenarse dentro de una memoria dentro de un dispositivo informático que funcione de acuerdo con las instrucciones.

Se apreciará que el término "o" como se usa en la presente memoria se refiere a un "o" no exclusivo, a menos que se indique lo contrario (por ejemplo, el uso de "o de lo contrario" o "o en la alternativa").

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un nodo inalámbrico de energía limitada (110), que comprende:

un módulo de comunicación (111) configurado para conmutar entre un modo de reposo en el que el módulo de comunicación (111) no es operable para comunicarse y un modo activo en el cual el módulo de comunicación es operable para comunicarse;

un receptor auxiliar configurable (112) configurado para iniciar la conmutación del módulo de comunicación del modo de reposo al modo activo en base a la detección de una señal de activación, en el que el receptor auxiliar configurable (112) comprende un amplificador de bajo ruido, LNA, configurado para amplificar una señal recibida en el receptor auxiliar configurable (112), un detector configurado para estimar una señal codificada recibida en el receptor auxiliar configurable, y un decodificador configurado para decodificar la señal codificada recibida en el receptor auxiliar configurable (112); y

un controlador (113) configurado para controlar la configuración del receptor auxiliar configurable para operar mediante el uso de una configuración de receptor auxiliar, en la que la configuración del receptor auxiliar comprende al menos una de una indicación de configuración para el LNA o una indicación de un algoritmo de detección y decodificación para el detector y el decodificador, en la que, para controlar la configuración del receptor auxiliar configurable para operar mediante el uso de la configuración del receptor auxiliar, el controlador se configura para recibir información de configuración indicativa de la configuración del receptor auxiliar para el receptor auxiliar configurable y proporcionar información de control de configuración para configurar el receptor auxiliar configurable para operar mediante el uso de la configuración del receptor auxiliar.
2. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que la configuración del receptor auxiliar se determina en base a información indicativa de una ganancia de canal del nodo inalámbrico de energía limitada o información indicativa de una condición de canal del nodo inalámbrico de energía limitada.
3. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que la configuración del receptor auxiliar se determina en base a una configuración de transmisor de un transmisor configurado para transmitir la señal de activación al receptor auxiliar configurable.
4. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que la configuración del receptor auxiliar se determina en base a al menos uno de:

un objetivo de rendimiento a nivel de enlace para un enlace inalámbrico entre el receptor auxiliar configurable y un transmisor configurado para transmitir la señal de activación al receptor auxiliar configurable; o

un objetivo de rendimiento de red de una red inalámbrica con la que se asocia el nodo inalámbrico de energía limitada.
5. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que la indicación de configuración para el LNA comprende al menos uno de:

una indicación de un nivel de potencia para el LNA; o

una indicación de si se va a utilizar el LNA.
6. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que el receptor auxiliar configurable comprende además

un bloque de interruptores configurado para controlar si el LNA se usa o no para manejar una señal recibida en el receptor auxiliar configurable.
7. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que el receptor auxiliar configurable comprende además:

un bloque de interruptores configurado para controlar si el detector se usa o no para manejar una señal recibida en el receptor auxiliar configurable.
8. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, en el que el controlador se configura para detectar la recepción de una señal de activación a través del receptor auxiliar configurable y para controlar la transmisión de la señal de activación hacia un segundo nodo inalámbrico de energía limitada.
9. El nodo inalámbrico de energía limitada de la reivindicación 1, que comprende además:

un transmisor auxiliar configurable, en el que el controlador se configura para controlar la configuración del transmisor auxiliar configurable para operar mediante el uso de una configuración de transmisor auxiliar.