ES2919303T3 - Direccionamiento de antena activa para la seguridad de una red - Google Patents

Abstract

La divulgación se refiere a los sistemas de comunicación inalámbrica, incluidos los sistemas de antena y los métodos relacionados, cada uno dirigido a utilizar una o más antenas de modo múltiple con el fin de variar un patrón de radiación característica de la misma para mejorar la seguridad de la red y el enlace de comunicación entre un punto de acceso y una o más dispositivos de clientes en una red. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Direccionamiento de antena activa para la seguridad de una red

ANTECEDENTES

Campo de la Invención

Esta invención se refiere a sistemas de comunicación inalámbricos; y más particularmente, a dichos sistemas de comunicación inalámbrica y métodos relacionados que utilizan una o más antenas multimodo activas para la seguridad de la red.

Descripción de la técnica relacionada

Las antenas multimodo activas, también denominadas “antenas modales”, generalmente incluyen un factor de forma relativamente pequeño capaz de configurar una pluralidad de posibles modos de antena, mostrando la antena multimodo activa características de patrón de radiación distintas en cada modo de la pluralidad de posibles modos de antena. Como resultado, el patrón de radiación de la antena puede ser ajustado o “dirigido” de forma incremental alrededor de la estructura de la antena, de modo que un nulo o ganancia en el patrón de radiación de la antena se puede ajustar direccionalmente (direccionamiento de nulos, direccionamiento del haz, respectivamente). Además, la respuesta de frecuencia de la antena se puede ajustar para crear o eliminar una o más resonancias, y las resonancias se pueden desplazar o sintonizar para lograr la respuesta de frecuencia deseada. En consecuencia, el direccionamiento del haz, el direccionamiento de nulos y la respuesta de frecuencia son factores que pueden controlarse mediante una sola antena multimodo activa.

Antes de la aparición de la antena multimodo activa, los ingenieros solían implementar técnicas diversas para lograr los parámetros deseados del sistema de antenas. Por ejemplo, se podrían haber proporcionado dos antenas distintas, cada una con una orientación distinta, y un sistema capaz de cambiar entre las dos antenas orientadas de forma distinta para lograr un objetivo de rendimiento deseado.

En otro ejemplo, se podían implementar dos antenas que tuvieran una polarización distinta, y se seleccionaba para operar la antena con mejor rendimiento según una métrica deseada.

Otras técnicas convencionales incluyen el uso de conjuntos de antenas que tienen una pluralidad de antenas conectadas en los mismos, y la radiación selectiva de una o más de la pluralidad de antenas en el conjunto para lograr la formación y/o el direccionamiento de los haces.

En cambio, la antena multimodo activa incluye un solo elemento radiante de antena y uno o una pluralidad de elementos conductores parásitos y componentes activos asociados con los mismos que forman colectivamente la antena multimodo. La antena multimodo activa es capaz de ajustar dinámicamente una o más características del patrón de radiación, de modo que la antena multimodo se pueda ajustar para conseguir el resultado deseado. Ya no se requieren antenas múltiples para lograr nulos, ganancias direccionales y variaciones de frecuencia.

Se describen ejemplos de antenas multimodo en los documentos US 9.240.634, 8.648.755, 8.362.962 y 7.911.402, de la misma titularidad que el presente. Dado que la estructura de una antena multimodo se aborda al menos en estas referencias, no reiteraremos tales descripciones aquí. En vez de ello, cualquier lector de este documento puede hacer referencia a la bibliografía de patentes anterior para obtener información específica relacionada con la estructura de las antenas multimodo.

Un beneficio de tales antenas multimodo incluye un menor coste, ya que solo se proporciona un elemento radiante de antena, a diferencia de dos o más en las antenas convencionales en una configuración de matriz o conmutable. Otro beneficio incluye el espacio reducido ocupado por una única antena multimodo en lugar de utilizar un esquema anterior que requiere dos o más antenas y, en consecuencia, más espacio. A medida que la demanda de los consumidores impulsa la necesidad de dispositivos más pequeños, la necesidad de reducir el espacio de los componentes del dispositivo, como las antenas, se vuelve cada vez más relevante. Además, la antena multimodo a menudo proporciona una reducción en los requisitos de potencia con respecto a otros esquemas de antenas múltiples para la formación de haces y el direccionamiento de nulos.

El documento US 2012/214403 A1 da a conocer un método de comunicación, que incluye la generación de una transmisión de datos que incluye múltiples partes sucesivas en intervalos de tiempo respectivos, para la transmisión a un receptor diana. Se genera al menos una transmisión de perturbación, que tiene una configuración que varía en los respectivos intervalos correspondientes a las partes de la transmisión de datos, incluidos al menos unos intervalos de tiempo primero y segundo. La transmisión de datos se transmite al receptor diana utilizando un conjunto de antenas y la al menos una transmisión de perturbación se transmite simultáneamente utilizando el conjunto de antenas.

VAUGHAN R: “"SWITCHED PARASITIC ELEMENTS FOR ANTENNA DIVERSITY”, IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, vol. 47, n2 2, 1 de febrero de 1999 (1999-02-01), páginas 399-405, XP000827246, ISSN: 0018-926X, DOI: 10.1109/8.761082, describe elementos parásitos conmutados para la implementación de diversidad de patrones de antena.

El documento US 2003/193446 A1 da a conocer un conjunto de antenas pasivo dirigible electrónicamente y en el mismo se describe un método para usar el conjunto de antenas para dirigir los haces de radiación y los nulos de una señal de radio. El conjunto de antenas incluye un elemento de antena radiante capaz de transmitir y recibir señales de radio y uno o más elementos de antena parásitos que no pueden transmitir o recibir señales de radio. Cada elemento de antena parásito está situado en una circunferencia de un círculo predeterminado alrededor del elemento de antena radiante. Hay un condensador sintonizable por tensión conectado a cada elemento de antena parásita. Se utiliza un controlador para aplicar una tensión predeterminada de CC a cada uno de los condensadores sintonizables por tensión para cambiar la capacitancia de cada condensador sintonizable por tensión y permitir así controlar las direcciones de los haces de radiación máxima y los haces de radiación mínima (nulos) de una señal de radio emitida por el conjunto de antenas.

El documento US 2013/135163 A1 describe un sistema de antena activa y un algoritmo que proporciona sintonización y optimización dinámicas de los parámetros del sistema de antenas para un sistema MIMO. Dado que una o varias antenas se cargan o desintonizan debido a cambios ambientales, se realizan correcciones de correlación y/o aislamiento sintonizando la antena activa. Se implementa una técnica de direccionamiento de nulos para alterar las características de campo cercano y campo lejano para contribuir a modificar la correlación y el aislamiento en el sistema de múltiples antenas.

Los expertos en la técnica reconocerán otras características y detalles tras un análisis exhaustivo de la presente descripción y otros detalles a los que se hace referencia en la bibliografía de la técnica relacionada citada en el presente documento.

COMPENDIO

La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjunto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra la dirección de la ganancia máxima para los modos de radiación de una antena multimodo activa que tiene cuatro modos distintos de la misma.

La Figura 2 muestra una zona ejemplar de recepción de red para una oficina.

La Figura 3 muestra un ejemplo de una matriz de calidad de enlace, en la que cada antena se examina para cada modo de antena y cada dispositivo en la red y la calidad de enlace de señal correspondiente se determina y se completa en la matriz.

La Figura 4 muestra un proceso de algoritmo para la seguridad de la red física que usa un sistema de antenas multimodo.

La Figura 5 muestra un sistema de antenas según una realización.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

En la siguiente descripción, con fines explicativos y no limitativos, se exponen detalles y descripciones para proporcionar una comprensión completa de la invención según una o más realizaciones ilustradas. Sin embargo, será evidente para los expertos en la técnica que la invención puede ser puesta en práctica en otras realizaciones que se aparten de estos detalles y descripciones sin alejarse del alcance de la invención. Una o más realizaciones ilustradas se describirán aquí con referencia a los dibujos en los que las características ilustrativas se indican mediante números de referencia. Se reconoce que la o las realizaciones aquí descritas pueden variarse y añadirse, eliminarse o intercambiarse ciertas características, de manera que podría lograrse sustancialmente el mismo resultado a través de medios similares. En consecuencia, no se pretende que el alcance de la invención quede limitado por la presente divulgación, sino que debe determinarse mediante el estudio de las reivindicaciones en su construcción más amplia.

Definiciones:

Para los fines del presente documento, la expresión “señal perturbadora” significará una señal que opera dentro del mismo intervalo de frecuencia o el mismo canal de frecuencia de un enlace de comunicación diana, y que perturba por su potencia o su comportamiento las otras señales en las bandas de frecuencia o en el canal.

La expresión “antena multimodo activa” significa una antena con un solo elemento radiante y uno o más elementos conductores parásitos colocados adyacentes al elemento radiante único, estando el uno o más elementos conductores parásitos acoplados además a uno o más componentes activos, respectivamente, para variar una carga reactiva asociada con el elemento parásito y, por lo tanto, cambiar un patrón de radiación característico de la antena multimodo activa. La antena multimodo activa se puede configurar en al menos dos modos, proporcionando la antena una característica de patrón de radiación distinta en cada uno de los al menos dos modos.

La expresión “elemento radiante” significa una estructura de antena acoplada a una fuente de señales y diseñada para excitar la propagación de señales electromagnéticas.

Las expresiones “elemento conductor parásito” o “elemento parásito” pueden usarse indistintamente y se definen como un elemento conductor colocado junto a un elemento radiante y no conectado a una fuente de señales, estando configurado el elemento parásito para alterar una característica del patrón de radiación del elemento radiante adyacente; viéndose influido el grado en el que el elemento parásito puede alterar la característica del patrón de radiación por una carga reactiva asociada con el elemento parásito por medio de uno o más componentes activos y por la ubicación del elemento parásito con respecto al elemento radiante.

Las expresiones “componente activo” o “componentes activos” (designación en plural) significan cualquier componente conocido por los expertos en la técnica que se pueda usar para variar una carga reactiva asociada con el elemento parásito, o una combinación de dichos componentes, incluidos, entre otros, sin limitación: condensadores, inductores, condensadores variables (sintonizables), inductores variables, interruptores, transistores o cualquier combinación de los mismos.

La expresión fuente de señales significa un circuito de radio, tal como un receptor, transmisor o transceptor.

Información general:

Las antenas multimodo activas se pueden utilizar en implementaciones diversas para lograr un mejor rendimiento del sistema de comunicación.

En un ejemplo, se puede implementar una antena multimodo activa en el lado del dispositivo del equipo de usuario (o “cliente”), es decir, dentro de un dispositivo como un teléfono móvil, tableta, ordenador portátil o dispositivo similar. La antena multimodo dentro del dispositivo se puede utilizar para variar el patrón de radiación de la antena del mismo para: (i) mejorar el enlace de señal entre el dispositivo y un punto de acceso o nodo de red; (ii) reducir la interferencia de fuentes no deseadas (direccionamiento de nulos); (iii) reducir la exposición a la tasa de absorción específica (SAR); (iv) hacer un seguimiento de la dirección de una señal; (v) mejorar el uso de la red al mejorar el proceso “listo para hablar” en una red WiFi; o (vi) una combinación de los mismos.

En otro ejemplo, se puede implementar una antena multimodo en el lado del punto de acceso (o “servidor”), es decir, dentro de un punto de acceso o nodo de red similar. La antena multimodo dentro del punto de acceso se puede utilizar para variar el patrón de radiación de la antena del mismo para: (i) mejorar el presupuesto de enlace de la señal (rendimiento y cobertura) entre el punto de acceso y uno o más dispositivos cliente conectados al mismo; (ii) equilibrio de cargas de los requisitos de acceso a los datos del cliente; (iii) mejorar el uso de la red al mejorar el proceso “listo para hablar” en una red WiFi; (iv) permitir la localización de dispositivos; o (v) una combinación de los mismos. Se pueden incorporar una o más antenas multimodo activas en el punto o nodo de acceso, y cada una de las antenas multimodo se puede configurar para proporcionar una o más de las funciones anteriores u otras funciones similares.

En otro ejemplo más, se pueden implementar una o más antenas multimodo a nivel de red, y se pueden utilizar para variar los respectivos patrones de radiación de antena de las mismas para: (i) mejorar el traspaso entre celdas o entre comunicaciones; (ii) permitir el equilibrio de carga dinámico entre los puntos de acceso; (iii) permitir la reconfiguración dinámica de la malla de la red heterógama; o (vi) una combinación de los mismos.

Por lo tanto, el direccionamiento de nulos, el direccionamiento del haz y otros ajustes que son posibles mediante el uso y la implementación de antenas multimodo activas brindan una gama de prestaciones para administrar las comunicaciones en diversos niveles de red (dispositivo, punto de acceso, red).

Ahora, con respecto a la seguridad de la red, las escuchas no deseadas, la detección de señales, la grabación y la detección de paquetes son una debilidad de seguridad en cualquier red WiFi que da lugar a una posible violación de la seguridad.

Además, una red física estará definida por una zona de recepción física, que incluye una o más zonas fiables y una o más zonas no fiables o desconocidas. Por ejemplo, un edificio puede incluir un acceso con clave en el que los empleados y el personal encargado de la seguridad tengan acceso a una o más zonas fiables, mientras que el público en general puede tener acceso a una o más zonas no fiables o desconocidas. En este caso, puede resultar beneficioso aumentar el ruido o, de lo contrario, minimizar el presupuesto de enlace para los dispositivos fuera de las zonas fiables de la zona de recepción de la red.

En algunos ejemplos, se implementa una antena multimodo activa en un dispositivo o nodo de red y se configura en un modo de antena (de la pluralidad de modos de antena posibles) de manera que se proporciona la máxima ganancia hacia una zona identificada dentro de la zona de recepción de la red, o donde se puede desear elevar el nivel de ruido de fondo, por ejemplo, en una “zona no fiable”. Al mismo tiempo, la antena puede configurarse además en el modo que mejor minimice la ganancia de la antena hacia otra región de la zona de recepción de la red en la que residen los dispositivos fiables, o una “zona fiable”. En este sentido, la antena multimodo activa se puede configurar para aumentar el ruido en las zonas no fiables mientras que se minimiza el impacto del ruido con respecto a los dispositivos en las zonas fiables. Esto se logra seleccionando un modo óptimo en el que los nulos y los máximos de ganancia se consideran y orientan cada uno en una dirección prevista.

Con un mayor ruido en la dirección de una zona no fiable, se reduce significativamente en el punto de acceso la posibilidad de una brecha de seguridad.

En otros ejemplos, se implementa un sistema de antenas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) en un punto de acceso; el sistema de antenas MIMO incluye una pluralidad de antenas multimodo activas. En el caso de que una o más de las cadenas MIMO no estén en uso, el punto de acceso y el sistema de antenas MIMO integrado están configurados para generar ruido, en donde se forman uno o más nulos en el patrón de radiación y dichos uno o más nulos apuntan hacia una zona fiable, de modo que el ruido no se dirija hacia dispositivos autorizados o fiables en la zona fiable.

Se ha contemplado que el presupuesto de enlace se pueda maximizar entre un punto de acceso y un dispositivo cliente para mejorar la carga útil enviada al dispositivo. El presupuesto de enlace se puede maximizar seleccionando un modo de antena modal que optimice el enlace. Sin embargo, en ciertos ejemplos, la relación señal a interferencia más notificación (SINR) se minimiza para proteger el dispositivo del equipo de usuario (UE) del ruido que generará el punto de acceso a través de la antena creadora de ruido.

En diversos ejemplos, el punto de acceso está configurado para identificar uno o más dispositivos de equipo de usuario (UE) que verifican conexiones o están conectados a la red, y dicho punto de acceso está configurado además para crear ruido a través de una o más antenas multimodo activas del mismo, en donde el ruido se dirige hacia dispositivos que no son fiables, zonas que no son fiables o una combinación de los mismos, de modo que la seguridad de la red esté protegida físicamente.

Si bien algunos ejemplos describen el uso de una antena multimodo activa para generar ruido o señales perturbadoras y dirigir la antena multimodo activa de modo que las señales perturbadoras se dirijan a dispositivos o zonas no fiables, se puede apreciar la aplicación inversa, en donde se comunica una señal de comunicación (a diferencia del ruido) con máximos dirigidos hacia dispositivos o zonas fiables y uno o más nulos se dirigen hacia uno o más dispositivos o zonas no fiables.

En algunas realizaciones, se utilizan una o más antenas multimodo activas para muestrear la calidad del enlace con dispositivos en la zona de recepción de la red y estimar la posición de los dispositivos en función de una operación que compara los datos de modo de patrón de radiación almacenados y los datos muestreados de los dispositivos para estimar las ubicaciones de los dispositivos. Tras determinar las ubicaciones de los dispositivos y determinar los dispositivos no fiables o desconocidos, se usan una o más antenas multimodo activas para producir una señal perturbadora y se configuran en un modo para dirigir la ganancia de la señal perturbadora en una dirección del dispositivo no fiable o desconocido para evitar la conexión a la red y mejorar la seguridad de la red.

En otros ejemplos, un ingeniero de redes puede usar un dispositivo configurado con una aplicación de soporte lógico (“aplicación”) para comunicarse con el punto de acceso, comunicando la aplicación la ubicación del dispositivo con el punto de acceso en un “modo de aprendizaje”, de modo que el punto de acceso pueda aprender qué ubicaciones dentro del edificio o la zona de recepción de la red son “no fiables” y cuáles son “fiables”. Por ejemplo, el dispositivo puede configurarse con GPS u otros medios de búsqueda de ubicación conocidos en la técnica; la aplicación puede acceder a la ubicación del dispositivo y almacenarla en forma de datos, en el dispositivo o en un servidor de red. La aplicación instalada en el dispositivo se puede configurar además con una GUI y un medio para seleccionar “la ubicación es fiable” o “la ubicación es no fiable”. El ingeniero de red puede presentar físicamente el dispositivo en cada ubicación en la zona de recepción de la red y ejecutarlo desde “fiable” y “no fiable”, de modo que el punto de acceso pueda aprender y almacenar datos relacionados con zonas fiables y no fiables. En este ejemplo, se aprenderá que cualquier zona ubicada entre tres o más puntos no fiables es una zona no fiable, mientras que se reconocerá que cualquier zona ubicada entre tres o más puntos fiables por el punto de acceso es una zona fiable. En este sentido, el punto de acceso puede aprender y almacenar información relacionada con zonas fiables y no fiables en la zona de recepción de la red para uso futuro en el direccionamiento de señales perturbadoras para la seguridad de la red.

Realizaciones ilustradas:

Pasando ahora a los dibujos, la Figura 1 muestra la dirección de la ganancia máxima para los modos del patrón de radiación de una antena multimodo activa que tiene cuatro modos distintos de la misma. Aquí, la antena exhibe un patrón de radiación distinto (Modos de radiación 1 a 4) en cada uno de los cuatro modos. Dicha antena multimodo que tiene múltiples modos de radiación con un patrón de radiación distinto correspondiente a la antena cuando está en cada modo, respectivamente, se integra en un punto de radio o acceso, y se selecciona el modo de la antena para optimizar el patrón de radiación de la antena para mejorar el rendimiento del enlace de comunicación, o crear ruido para reducir el rendimiento de la comunicación cuando se desee. Obsérvese que la dirección de la ganancia máxima es distinta en cada uno de los cuatro modos de la antena multimodo activa.

La Figura 2 muestra un ejemplo de zona de recepción de red para una oficina. La oficina consta de dos despachos o recintos (Recinto 1 y Recinto 2), y un pasillo de acceso a las oficinas. Un punto de acceso AP1 está ubicado centralmente para atender las necesidades de la zona de recepción de la red. Hay cinco dispositivos de equipo de usuario, o clientes, distribuidos por la oficina, estando ubicados en el Recinto 1, que es una “zona fiable”, los dispositivos UE1, UE2 y UE3, mientras que el dispositivo UE4 está ubicado en el Recinto 2, y el dispositivo UE5 está ubicado en el pasillo, siendo cada uno del Recinto 2 y el pasillo una “zona desconocida” o “zona no fiable”. El punto de acceso AP1 incluye cuatro antenas en una configuración MIMO, comprendiendo una o más de las cuatro antenas una antena multimodo activa descrita en este documento. Tres de las antenas se utilizan para producir los patrones de radiación correspondientes del primero al tercero, siendo generado cada uno de los patrones de radiación primero al tercero por el punto de acceso para maximizar el presupuesto de enlace con los dispositivos en la zona fiable. La cuarta antena del punto de acceso está configurada para producir un cuarto patrón de radiación, que se dirige al Recinto 2 adyacente y al pasillo, o a las zonas desconocidas/no fiables. Obsérvese que el cuarto patrón de radiación está configurado para producir ruido, de modo que los dispositivos UE4 y UE5 no puedan conectarse a la red, asegurando efectivamente la red en un sentido físico.

El punto de acceso puede configurarse o reglarse para proporcionar un enlace de señales en las zonas fiables y, además, proporcionar interferencia o ruido en las zonas no fiables; esta configuración se centraría principalmente en la zona de recepción de la zona para la seguridad (es decir, ciertos recintos son fiables o no fiables). Alternativamente, el punto de acceso se puede configurar para muestrear la red y dirigir el enlace de la señal o el ruido en la dirección de los dispositivos individuales (en función de una consulta de acceso o permisos de inicio de sesión) variando un modo de las antenas multimodo activas, de modo que los máximos y/o nulos se dirijan en consecuencia.

La Figura 3 muestra un ejemplo de una matriz de calidad de enlace, en la que cada antena se examina para cada modo de antena y cada dispositivo en la red y la calidad de enlace de señal correspondiente se determina y se completa en la matriz. La matriz puede implementarse en forma de una tabla de consulta en memoria. La métrica de calidad de la señal puede incluir: relación señal/interferencia más ruido (SINR), indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI), potencia recibida de la señal de referencia (RSRP) o una métrica similar reconocida por los expertos en la técnica, o una combinación de los mismos. A intervalos de tiempo predeterminados, el sistema de antenas se puede configurar para volver a examinar y actualizar los datos de la matriz de calidad del enlace. Por lo tanto, un sistema de antenas que incluye una o más antenas multimodo activas acopladas a un controlador y una memoria, donde la memoria contiene una matriz de calidad de enlace, es capaz de determinar qué combinación de antenas y modos es la más adecuada para un enlace de comunicación óptimo con uno o más dispositivos en una red. Al mismo tiempo, si se desea, otra antena multimodo que no se utilice para comunicarse con dispositivos fiables puede producir ruido dirigido en una dirección que se aleja de los dispositivos fiables. El controlador y la memoria pueden estar alojados en el punto de acceso, o en otro lugar de la red, o dentro de un dispositivo en la red.

La Figura 4 muestra un proceso de algoritmo para la seguridad de la red física que usa una antena multimodo activa; el algoritmo incluye:

Etapa 1: iniciar/inicializar; desactivar cualquiera y todas las señales perturbadoras o ruido;

Etapa 2: la capa MAC del punto de acceso está calculando la trama para el siguiente UEi con el que el punto de acceso desea comunicarse;

Etapa 3: ¿se están usando todas las cadenas de antena para comunicarse con el UEi? (si la respuesta es “Sí”, repetir la Etapa 2; si la respuesta es “No”, proseguir a la Etapa 4);

Etapa 4: seleccionar para la generación de ruido la antena N no usada;

Etapa 5: ¿está llena la matriz de calidad de la señal para este usuario? (Si la respuesta es “Sí”, proseguir a la Etapa 6; si la respuesta es “No”, repetir la Etapa 2);

Etapa 6 : seleccionar el modo “K” de la antena N, teniendo “K” la calidad de señal más débil para la antena N seleccionada y los usuarios UEi;

Etapa 7: activar la señal perturbadora usando la antena N seleccionada configurada en el modo K.

Si bien este documento contiene ejemplos ilustrados específicos, los detalles y descripciones de las realizaciones ilustradas no deben interpretarse como limitaciones en el alcance de la invención reivindicada, sino como descripciones de características específicas de realizaciones particulares de la invención que se proporcionan para permitir que los que tienen habilidad en la técnica realicen y utilicen, en general, una o más realizaciones de la invención reivindicada. Los expertos en la técnica apreciarán otras realizaciones tras un estudio exhaustivo de la presente divulgación.

La Figura 5 muestra un sistema de antenas según una realización. En este ejemplo, en una red que tiene una zona de recepción de red que incluye una o más zonas fiables y una o más zonas no fiables, la red incluye además uno o más dispositivos de equipo de usuario (UE) ubicados en las zonas fiables y no fiables, un punto de acceso para comunicarse con los dispositivos de equipo de usuario dentro de la zona de recepción de la red; el punto de acceso incluye: un sistema 100 de antenas, comprendiendo el sistema de antenas: una antena activa multimodo 101, siendo la antena activa multimodo configurable en una de una pluralidad de posibles modos de antena, en los que la antena multimodo activa exhibe un patrón de radiación distinto cuando se configura en cada uno de dicha pluralidad de posibles modos de antena; la antena multimodo activa acoplada a un controlador 102 y una memoria 103; dicha memoria incluye datos de calidad de señal asociados con una métrica de calidad de enlace que relaciona la calidad de enlace entre cada uno de los uno o más dispositivos de equipo de usuario y la antena multimodo activa en cada uno de la pluralidad de modos posibles de la misma, estando configurado el controlador para comunicar señales para ajustar el modo de la antena multimodo activa en función de los datos de calidad de la señal; estando adaptada la antena multimodo activa para producir una señal perturbadora, y adaptada además para dirigir la señal perturbadora en una dirección hacia al menos una de las zonas no fiables de la zona de recepción de la red cambiando un modo de la antena multimodo activa; en el que dicha señal perturbadora limita físicamente el presupuesto de enlace entre el punto de acceso y un dispositivo situado en al menos una de las zonas no fiables de la zona de recepción de la red.

La memoria puede constituir cualquier medio no transitorio legible por ordenador capaz de contener los datos de calidad de la señal. La memoria puede estar alojada dentro de un volumen del controlador, o puede estar alojada por separado y fuera del volumen del controlador.

La métrica de la calidad del enlace puede comprender: relación señal/interferencia más ruido (SINR), indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI) y/o potencia recibida de la señal de referencia (RSRP).

El sistema de antenas puede comprender una pluralidad de antenas multimodo activas.

En una realización, el sistema de antenas comprende cuatro antenas multimodo activas, estando configuradas la primera a la tercera de dichas cuatro antenas multimodo activas cada una en los modos correspondientes de las mismas en las que se logra una calidad de enlace óptima con los dispositivos del equipo de usuario colocados en las una o más zonas fiables de la zona de recepción de la red; y donde una cuarta de dichas cuatro antenas multimodo activas produce la señal perturbadora y está configurada en un modo en el que se logra la calidad de señal más débil con los dispositivos del equipo de usuario colocados en las una o más zonas fiables de la zona de recepción de la red.

La cuarta antena modal activa puede configurarse para dirigir la señal perturbadora hacia una o más de las zonas no fiables de la zona de recepción de la red.

El controlador y la memoria pueden estar alojados en el punto de acceso, o al menos uno puede estar alojado fuera del punto de acceso.

En otra realización, el controlador está configurado para ejecutar un algoritmo para seleccionar una de las antenas multimodo activas y configurar la antena seleccionada en uno de la pluralidad de modos posibles de la misma, comprendiendo el algoritmo: (i) Etapa 1: desactivar las señales que interfieren; (ii) Etapa 2: con la capa MAC del punto de acceso, calcular la trama para el siguiente UEi con el que el punto de acceso quiere comunicarse; (iii) Etapa 3: si se está usando toda la cadena de antenas para comunicarse con el UEi, repetir entonces la Etapa 2; de lo contrario, proseguir a la Etapa 4; (iv) Etapa 4: seleccionar para la generación de ruido la antena N no usada; (v) Etapa 5: si se llenó la matriz de calidad de la señal para este usuario, proseguir a la Etapa 6 ; de lo contrario, repetir la Etapa 2; (vi) Etapa 6 : seleccionar el modo “K”, teniendo “K” la calidad de señal más débil para la antena N seleccionada y los usuarios UEi; y (vii) Etapa 7: activar la señal perturbadora usando la antena N seleccionada configurada en modo k

En algunas realizaciones, se pueden usar varias antenas para generar señales perturbadoras en diferentes canales o en diferentes zonas.

Un experto en la técnica reconocerá que pueden lograrse ciertas variaciones, combinaciones y derivados sin experimentación indebida combinando las características explícitas de esta descripción con el nivel normal de conocimiento y habilidad en la técnica; y, por lo tanto, se considera que tales variaciones, combinaciones y derivados están incluidos dentro del alcance de esta divulgación en la medida en que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (100) de antenas configurado para implementarse en un punto de acceso de una red que tiene una zona de recepción de red que incluye una o más zonas fiables y una o más zonas no fiables, incluyendo la red además uno o más dispositivos de equipo de usuario ubicados en dichas zonas fiables y uno o más dispositivos de equipo de usuario ubicados en zonas no fiables, en donde el sistema (100) de antenas está configurado para comunicarse con los dispositivos de equipo de usuario dentro de la zona de recepción de la red, comprendiendo dicho sistema (100) de antenas además:

una antena multimodo activa (101) que comprende un solo elemento radiante y uno o más elementos conductores parásitos, siendo configurable la antena multimodo activa (101) en uno de una pluralidad de posibles modos de antena, en donde la antena multimodo activa (101) está configurada para presentar un patrón de radiación distinto en cada uno de dicha pluralidad de posibles modos de antena;

una memoria (103) que incluye datos de calidad de señal asociados con una métrica de calidad de enlace que relaciona la calidad de enlace entre cada uno de los dispositivos de equipo de usuario y la antena multimodo activa (101) en cada uno de la pluralidad de modos posibles de la misma, y

un controlador (102) acoplado a la antena multimodo activa, estando configurado el controlador para comunicar señales para ajustar el modo de la antena multimodo activa (101) desde un primer modo de la pluralidad de posibles modos de antena a un segundo modo en función de los datos de calidad de la señal; en donde, en el segundo modo de la pluralidad de posibles modos de antena, la antena multimodo activa (101) está configurada para producir una señal perturbadora y para dirigir una ganancia de la señal perturbadora en una dirección hacia al menos uno de uno o más dispositivos de equipo de usuario en las zonas no fiables de la zona de recepción de la red;

en el que dicha señal perturbadora está configurada para limitar físicamente un presupuesto de enlace entre el punto de acceso y al menos uno de los uno o más dispositivos de equipo de usuario en una o más zonas no fiables de la zona de recepción de la red.

2. El sistema de antenas de la reivindicación 1 en el que dicha métrica de la calidad del enlace comprende al menos uno de una relación señal/interferencia más ruido (SINR), un indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI) o una potencia recibida de la señal de referencia (RSRP).

3. El sistema de antenas de la reivindicación 1 que comprende una pluralidad de antenas multimodo activas (101).

4. El sistema de antenas de la reivindicación 1 que comprende cuatro antenas multimodo activas (101), en el que la primera a la tercera de dichas cuatro antenas multimodo activas (101) están configuradas cada una en los modos correspondientes de las mismas en las que se logra una calidad de enlace óptima con uno o más dispositivos de equipo de usuario colocados en una o más zonas fiables de la zona de recepción de la red; y en el que una cuarta de dichas cuatro antenas multimodo activas (101) está configurada para producir la señal perturbadora y está configurada en un modo en el que se logra una calidad de señal más débil con uno o más dispositivos de equipo de usuario colocados en uno o más zonas fiables de la zona de recepción de la red.

5. El sistema de antenas de la reivindicación 4 en el que la cuarta antena multimodo activa (101) está configurada para dirigir la señal perturbadora hacia al menos uno de uno o más dispositivos de equipo de usuario en una o más zonas no fiables de la red.

6. El sistema de antenas de la reivindicación 1 en el que dicho controlador (102) y dicha memoria (103) están configurados para alojarse en dicho punto de acceso.

7. El sistema de antenas de la reivindicación 3 en el que dicho controlador (102) está configurado para ejecutar un algoritmo para seleccionar una de las antenas multimodo activas (101) y configurar la antena multimodo activa seleccionada (101) en el segundo modo de la pluralidad de sus modos posibles, comprendiendo el algoritmo:

Etapa 1: desactivar la señal perturbadora;

Etapa 2: con una capa MAC del punto de acceso, calcular una trama para un dispositivo de equipo de usuario UEi con el que desea comunicarse el punto de acceso;

Etapa 3: si se están utilizando todas las cadenas de antenas configuradas para comunicarse con el dispositivo del equipo de usuario UEi, repetir la Etapa 2; de lo contrario, proseguir a la Etapa 4;

Etapa 4: seleccionar una antena N multimodo activa no utilizada para la generación de ruido;

Etapa 5: si se llena una matriz de calidad de señal para este dispositivo de equipo de usuario UEi, proseguir a la Etapa 6 ; de lo contrario, repetir la Etapa 2;

Etapa 6 : seleccionar un modo “K”, teniendo el modo “K” la calidad de señal más débil para la antena N multimodo activa seleccionada y los dispositivos del equipo de usuario UEi;

Etapa 7: activar la señal perturbadora usando la antena N multimodo activa seleccionada configurada en el modo K.

8. El sistema de antenas de la reivindicación 3 en el que dos o más de las antenas multimodo activas (101) están configuradas para generar la señal perturbadora en un canal diferente o en una zona diferente.