ES2949218T3 - Comunicación inalámbrica para nodo basado en vehículo - Google Patents

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Abstract

Un sistema de comunicación que soporta la comunicación para nodos de un vehículo (103) comprende puntos de acceso inalámbrico (203, 205) para la comunicación utilizando haces direccionales. Los módems inalámbricos (701, 703, 111, 113) del vehículo (103) establecen un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso (203). La red del vehículo transmite indicaciones de enlace a al menos uno de los puntos de acceso (203, 205) donde una indicación de enlace proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) y una indicación de identidad del vehículo para el vehículo (103). Un programador de interfaz aérea (1001) para un punto de acceso (201) realiza una programación de capa MAC sobre enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos para el punto de acceso (201) en respuesta a la primera indicación de identidad del vehículo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Comunicación inalámbrica para nodo basado en vehículo
Campo de la invención
La invención se refiere al soporte de la comunicación con un nodo basado en vehículo, y en particular, pero no exclusivamente, a la comunicación inalámbrica para un nodo en un tren.
Antecedentes de la invención
La comunicación inalámbrica se ha vuelto ubicua y forma la base de muchas aplicaciones y servicios proporcionados al consumidor de hoy. Un conjunto particularmente extendido de sistemas de comunicación inalámbrica, coloquialmente conocido como Wi-Fi, se ha desarrollado por la Wi-Fi Alliance y está estandarizado en los estándares 802.11 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). Los sistemas de comunicación inalámbrica de Wi-Fi se utilizan normalmente para implementar redes inalámbricas de área local (WLAN) en muchos entornos diferentes, tal como en hogares, lugares de trabajo, o áreas públicas.
Los sistemas de Wi-Fi proporcionan muchas funciones, características y servicios adecuados para la implementación eficiente de WLAN y comunicación de datos. Las normas IEEE 802.11 se han desarrollado, y se están desarrollando para proporcionar una cantidad creciente de funciones, servicios y beneficios. Las versiones iniciales de los estándares IEEE 802.11 eran con base en la comunicación por radio en la banda de 2.4 GHz, pero esto se ha potenciado para incluir también la banda de 5 GHz. Una variante se conoce como IEEE 802.1 LAD y esto expande además el estándar para soportar comunicaciones en la banda de 60 GHz.
Un desafío particularmente difícil para una infraestructura de comunicación es soportar la movilidad. En particular, es difícil proporcionar soporte de alta tasa de datos para vehículos de movimiento rápido, por ejemplo, a fin de soportar acceso a Internet de alta capacidad a bordo de trenes.
Un ejemplo de un sistema de comunicación inalámbrica que soporta un nodo final de un vehículo mediante módems inalámbricos ubicados en el vehículo se describe en WO2019/120479A1. KR 101 957786B1 divulga el uso de haz de ondas milimétricas para dividir una estación base de un sistema de TDD-LTE en puntos de haz. US2019/281 578A1 divulga un sistema de comunicación inalámbrica en el que un objeto en movimiento que tiene una antena de directividad variable determina una posición de recorrido y la transmite al aparato de tierra.
Los sistemas de Wi-Fi convencionales permiten traspasos entre diferentes puntos de acceso y, por consiguiente, proporcionan algún soporte de movilidad. Sin embargo, los traspasos y el soporte de movilidad general tienden a ser relativamente lentos (con una interrupción en la conectividad de datos) y relativamente complejos y tienden a no ser adecuados para estaciones móviles de movimiento más rápido, tal como vehículos de movimiento rápido. Los puntos de acceso de Wi-Fi tradicionales también tienden a limitarse a una capacidad/ rendimiento relativamente bajo.
Otro enfoque es usar sistemas de comunicación celular que se desarrollan inherentemente para soportar la movilidad. Sin embargo, estos sistemas tienden a tener celdas grandes y a restringirse a una capacidad y velocidad de producción mucho más bajas de lo deseado.
Un problema general es que a fin de soportar la comunicación de alta capacidad con, en particular, un vehículo de movimiento rápido, se requiere una cantidad significativa de recursos de interfaz aérea (espectro), y esto tiende a restringir la capacidad que se puede proporcionar por muchos sistemas existentes en los intervalos de frecuencia más frecuentemente utilizados. Esto se aplica en particular a sistemas de comunicación inalámbrica tanto celulares como basados en Wi-Fi. Por lo tanto, es deseable explotar las bandas de frecuencia menos utilizadas y existe un interés sustancial en proporcionar soporte de alta capacidad de vehículos de movimiento rápido usando comunicación basada en longitud de onda de ondas milimétricas (mm), tal como específicamente la banda de frecuencia de 60 GHz. Sin embargo, los desafíos de movilidad conocidos a partir de, por ejemplo, los sistemas de Wi-Fi se vuelven aún más significativos. Por ejemplo, para comunicaciones de 60 GHz, el enlace de radiocomunicación es direccional y depende en gran medida de las condiciones de corriente específicas, tal como distancia, línea de visión, etc. Para un vehículo de movimiento rápido, esto da por resultado un número incrementado de traspasos y en condiciones de cambio rápido continuo. Aunque se pueden acomodar algunos cambios de dirección al dirigir las antenas del enlace de comunicación por radio, no existe la capacidad omnidireccional de las radios celulares y Wi-Fi habituales.
En general, el uso eficiente de la interfaz aérea en la comunicación de ondas mm y con vehículos de movimiento potencialmente rápido es un desafío difícil. Este desafío se exacerba además por el deseo de proporcionar esta función en sistemas de comunicación que sean compatibles con muchas técnicas y principios de red existentes, tal como encaminamiento basado en protocolo de Internet, funciones de movilidad basadas en red existentes, etc. Un desafío particular es cómo manejar los traspasos en términos de actualizar la operación de red y el encaminamiento de datos conforme cambian los enlaces de interfaz aérea.
En general, el uso eficiente de la interfaz aérea en la comunicación de ondas mm y con vehículos de movimiento potencialmente rápido es un desafío difícil de abordar. Este desafío se exacerba además por el deseo de proporcionar esta función en sistemas de comunicación que sean compatibles con muchas técnicas y principios de red existentes, tal como encaminamiento basado en protocolo de Internet, funciones de movilidad basadas en red existentes, etc. Sin embargo, la mayoría de los enfoques para soportar la comunicación, en particular para vehículos de movimiento rápidamente, tienden a ser subóptimos.
Por lo tanto, sería ventajoso un enfoque mejorado para soportar la comunicación con vehículos de movimiento mediante enlaces de comunicación por radio de onda mm. En particular, sería ventajoso un enfoque que permita una operación mejorada, fiabilidad mejorada, flexibilidad incrementada, implementación facilitada, operación facilitada, utilización de recursos mejorada y, en particular, una utilización de recursos de interfaz aérea, un rendimiento de traspaso mejorado, rendimiento mejorado y/o soporte mejorado para la comunicación con vehículos.
Sumario de la invención
Por consiguiente, la invención busca preferentemente mitigar, aliviar o eliminar una o más de las desventajas mencionadas anteriormente individualmente o en cualquier combinación.
La invención se establece por las reivindicaciones anexas.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un sistema de comunicación para soportar la comunicación entre al menos un nodo final de un primer vehículo y al menos un nodo corresponsal remoto mediante una red fija, el sistema de comunicación que comprende: una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos que son parte de la red fija, cada punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos que tiene un arreglo de antena direccional para la comunicación por radio de ondas mm que utiliza haces direccionales; un número de módems inalámbricos, cada módem inalámbrico que se ubica en el primer vehículo y se arregla para establecer un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso usando una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente, cada módem inalámbrico que es parte de una primera red de vehículo del primer vehículo; donde la primera red de vehículo se arregla para transmitir indicaciones de enlace a al menos uno de la pluralidad de puntos de acceso, una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad del vehículo para el primer vehículo; y donde un primer planificador de interfaz aérea para un primer punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso para realizar la programación de capa de MAC sobre enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos para el primer punto de acceso en respuesta a la primera indicación de identidad de vehículo.
La invención puede proporcionar operación mejorada y/o facilitada y/o rendimiento mejorado para un sistema de comunicación por radio de ondas mm basado en formación de haces que soporta vehículos de movimiento (potencialmente rápidos). El enfoque puede proporcionar, en particular, una comunicación eficiente y fiable y, en muchas realizaciones, puede proporcionar utilización mejorada del recurso de interfaz aérea disponible. El enfoque puede, en muchas realizaciones, proporcionar consistencia mejorada e interrupción de datos y/o degradación de rendimiento reducidas.
El enfoque puede permitir una adaptación eficiente, de alto rendimiento y rápida a los cambios en los puntos de acceso y segmentos de red que soportan la comunicación para el vehículo.
En muchos sistemas y escenarios, el uso de múltiples módems y enlaces para un vehículo individual proporciona una forma particularmente eficiente de mantener la conectividad con el vehículo cuando se utiliza la comunicación por radio de onda mm donde las condiciones pueden cambiar muy rápido y muy sustancialmente, incluyendo nuevos enlaces que aparecen y desaparecen muy rápidamente.
El enfoque también puede ser adecuado para el soporte simultáneo de múltiples vehículos, puesto que proporciona un enfoque que se extiende fácilmente a múltiples vehículos.
El uso de haces desde antenas direccionales puede soportar específicamente enlaces de comunicación por radio desde diferentes módems inalámbricos del vehículo al mismo punto de acceso o a diferentes puntos de acceso. Puede permitir la dirección de los haces hacia los mismos o diferentes puntos de acceso, permitiendo o mejorando de esta manera múltiples enlaces entre el vehículo y los puntos de acceso. Esto puede proporcionar un rendimiento mejorado.
Los módems inalámbricos, la raíz, y/o el nodo final pueden estar en/ sobre/ conectados a/ moverse con, etc., el vehículo, y pueden ser parte de una red móvil que se mueve con el vehículo.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, la primera red de vehículo se arregla para transmitir una primera indicación de enlace para un primer enlace de comunicación por radio de ondas mm establecido entre el primer punto de acceso y un primer módem inalámbrico mediante el primer enlace de comunicación por radio de ondas mm. De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer punto de acceso se arregla para recibir indicaciones de enlace para un segundo punto de acceso; y la programación de capa de MAC del primer planificador de interfaz aérea se arregla para realizar la programación en respuesta a las indicaciones de enlace para el segundo punto de acceso.
En algunas realizaciones, el primer punto de acceso se arregla para recibir las indicaciones de enlace para el segundo punto de acceso desde el segundo punto de acceso.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer punto de acceso se arregla para transmitir indicaciones de enlace para el primer punto de acceso a un segundo punto de acceso.
En algunas realizaciones, el primer punto de acceso se arregla para recibir indicaciones de enlace sólo para direcciones MAC de módems inalámbricos para los cuales el primer punto de acceso ha establecido un enlace de comunicación por radio de onda mm.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer punto de acceso se arregla para detectar que se han recibido indicaciones de enlace que enlazan una pluralidad de diferentes direcciones MAC al primer vehículo y al primer planificador se arregla para realizar la programación de capa de MAC en respuesta a la detección.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el planificador se arregla para seleccionar un enlace de comunicación por radio de onda mm de los enlaces de comunicación por radio de onda mm de la pluralidad de diferentes direcciones MAC para la comunicación con el primer vehículo.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer planificador se arregla para sesgar el recurso desde un primer enlace de comunicación por radio de onda mm para una primera dirección de la pluralidad de diferentes direcciones MAC a un segundo enlace de comunicación por radio de onda mm para una segunda dirección de la pluralidad de diferentes direcciones MAC.
En algunas realizaciones, el primer planificador se arregla para asignar el recurso de interfaz aérea a enlaces de comunicación por radio de onda mm para la pluralidad de diferentes direcciones MAC en respuesta a las indicaciones de condición de enlace de radio para los enlaces de comunicación por radio de onda mm.
En algunas realizaciones, las indicaciones de condición de enlace de radio comprenden al menos una de: indicaciones de señal a ruido para los enlaces de comunicación por radio de onda mm; indicaciones de intensidad de señal para los enlaces de comunicación por radio de onda mm; indicaciones de rendimiento para los enlaces de comunicación por radio de onda mm; e indicaciones de tasa de error para los enlaces de comunicación por radio de onda mm.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer planificador se arregla para programar datos direccionados a una primera dirección MAC de las diferentes direcciones MAC a través de un enlace de comunicación por radio de onda mm para una segunda dirección MAC de la pluralidad de diferentes direcciones MAC.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer planificador se arregla para no programar datos direccionados sobre al menos un enlace de comunicación por radio de onda mm para una primera dirección MAC de la pluralidad de diferentes direcciones MAC en respuesta a la detección.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, al menos uno de la red fija y la red del vehículo comprende un administrador de rutas para adaptar una ruta que comprende una primera dirección MAC para un módem inalámbrico de la pluralidad de módems inalámbricos para no incluir la primera dirección MAC en respuesta a al menos uno de un rendimiento y tiempo de ida y vuelta para la ruta que incluye la primera dirección MAC que está por debajo de un umbral.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el administrador de rutas se arregla para realizar un cambio de encaminamiento de capa 3 o superior.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el administrador de rutas se arregla para realizar un cambio de encaminamiento de capa 2.
De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer punto de acceso se arregla para detectar que se han recibido indicaciones de enlace que enlazan direcciones MAC a diferentes identidades de vehículo, y el primer planificador se arregla para realizar la programación de capa de MAC en respuesta a la detección.
En algunas realizaciones, el primer planificador se arregla para asignar un recurso mínimo de interfaz aérea a cada identidad de vehículo de las diferentes identidades de vehículo.
En algunas realizaciones, el primer planificador se arregla para detectar que se establecen enlaces de comunicación por radio de onda mm a dos vehículos a los que un segundo punto de acceso también ha establecido enlaces de comunicación por radio de onda mm; y el primer planificador se arregla para programar recursos de interfaz aérea a sólo uno de los dos vehículos.
En algunas realizaciones, el primer punto de acceso se arregla para seleccionar uno de los dos vehículos en respuesta a indicaciones de rendimiento para los enlaces de comunicación por radio de onda mm a los dos vehículos tanto desde el primer punto de acceso como desde el segundo punto de acceso.
Se puede proporcionar una red fija para un sistema de comunicación que soporta la comunicación entre al menos un nodo final de un primer vehículo y al menos un nodo corresponsal remoto mediante la red fija, la red fija que comprende: una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos que son parte de la red fija, cada punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos que tiene un arreglo de antena direccional para la comunicación por radio de ondas mm utilizando haces direccionales; donde la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos se arreglan para recibir indicaciones de enlace de transmisión para enlaces de comunicación por radio de onda mm desde varios módems inalámbricos ubicados en el primer vehículo y se arreglan para establecer enlaces de comunicación por radio de onda mm con la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos, una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad de vehículo para el primer vehículo; y la red fija que comprende además: un planificador de interfaz aérea para un primer punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso para realizar planificación de capa de MAC sobre enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos para el primer punto de acceso en respuesta a la primera indicación de identidad de vehículo.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato para un sistema de comunicación que soporta la comunicación entre al menos un nodo final de un primer vehículo y al menos un nodo corresponsal remoto mediante una red fija, el aparato que se ubica en el primer vehículo y que comprende: varios módems inalámbricos, cada módem inalámbrico que se ubica en el primer vehículo y se arregla para establecer un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso de una pluralidad de puntos de acceso que usa una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente, cada módem inalámbrico que es parte de una primera red de vehículo del primer vehículo; y donde el aparato se arregla para transmitir indicaciones de enlace a al menos uno de la pluralidad de puntos de acceso, una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad de vehículo para el primer vehículo.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método de operación para un sistema de comunicación para soportar la comunicación entre al menos un nodo de extremo de un primer vehículo y al menos un nodo corresponsal remoto mediante una red fija, el sistema de comunicación que comprende: una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos que son parte de la red fija, cada punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos que tiene un arreglo de antena direccional para la comunicación por radio de ondas mm que utiliza haces direccionales; un número de módems inalámbricos, cada módem inalámbrico que se ubica en el primer vehículo y se arregla para establecer un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso usando una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente, cada módem inalámbrico que es parte de una primera red de vehículo del primer vehículo; el método que comprende: la primera red de vehículo que transmite indicaciones de enlace a al menos uno de la pluralidad de puntos de acceso, una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad del vehículo para el primer vehículo; y un primer planificador de interfaz aérea para un primer punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso que realiza la programación de capa de MAC sobre enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos para el primer punto de acceso en respuesta a la primera indicación de identidad de vehículo.
Estos y otros aspectos, características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas en lo sucesivo.
Breve descripción de las figuras
Las realizaciones de la invención se describirán, sólo a manera de ejemplo, con referencia a las figuras, en las cuales. La figura 1 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 2 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 3 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 4 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 5 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 6 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 7 ilustra un ejemplo de elementos de un subsistema de red basado en vehículo de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 8 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 9 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 10 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;
La figura 11 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención; y
La figura 12 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.
Descripción detallada de algunas realizaciones de la invención
La figura 1 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de comunicación que soporta comunicación con nodos finales que se ubican en vehículos de movimiento, y en particular en vehículos de movimiento rápido tal como automóviles, barcos, autobuses, y trenes. La siguiente descripción se enfocará en un ejemplo en el que el vehículo es un tren, pero se apreciará que en otras realizaciones el nodo final puede ser parte de otros vehículos, tal como, por ejemplo, un autobús que conduce en una autopista.
En el ejemplo de la figura 1, se establece una sesión de comunicación/ datos entre un nodo correspondiente 105 y un nodo final 101 ubicado en un tren/ vehículo 103. Se apreciará que las referencias a una entidad que está a/con/en/sobre etc. un vehículo incluye cualquier forma física o lógica del vehículo y la entidad que se mueve de manera conjunta sustancialmente, incluyendo la entidad que se coloca en, se une a, se incrusta dentro de, etc. el vehículo. También se apreciará que no requiere que la entidad sea inamovible con respecto al vehículo, sino que puede incluir, por ejemplo, una entidad que se mueve manualmente por una persona (tal como una persona que porta un dispositivo móvil que comprende el nodo final 101). Una entidad que está en un vehículo puede incluir todos los escenarios donde el movimiento de la entidad depende al menos parcialmente del movimiento del vehículo/ donde el movimiento del vehículo imparte un movimiento a la entidad.
El nodo corresponsal 105 puede ser cualquier nodo/ servicio de comunicación, y de hecho puede ser un nodo móvil, o un nodo ubicado en un vehículo. La siguiente descripción considerará un escenario donde el nodo correspondiente 105 es un servidor que soporta un cliente correspondiente que opera en el nodo final 101, y específicamente se considerará una aplicación de la Red de Extensión Mundial donde el nodo correspondiente 105 es un servidor web que soporta un navegador web en el nodo final 101 que accede a un sitio de Internet soportado por el servidor web del nodo correspondiente 105.
La sesión de comunicación/ datos se soporta por una red fija 107 que puede ser específicamente una red compleja que comprende encaminadores, conmutadores, nodos de gestión, controladores de movilidad, módems, etc., como será conocido por la persona experta. En el ejemplo, la red fija 107 es una Red de Área Amplia, WAN, con base en el Protocolo de Internet (IP).
El nodo correspondiente 105 se acopla a la red fija 107 a través de una conexión de comunicación que soporta la sesión de datos con el nodo terminal 101. La conexión de comunicación es, en el ejemplo, una conexión de IP y se puede establecer usando cualquier medio adecuado, tal como, por ejemplo, por una conexión directa de un dispositivo que comprende el nodo correspondiente 105 a un nodo de la red fija o, por ejemplo, puede ser una conexión que se proporciona por una red acoplada tanto a la red fija 107 como al nodo correspondiente 105. La red puede ser en particular Internet, y el acoplamiento del nodo corresponsal 105 a la red fija 107 puede ser mediante una conexión a Internet. También se apreciará que la propia red fija 107 se puede considerar de manera total o parcialmente parte de Internet y/o que Internet puede formar parte de la red fija 107.
Se apreciará que aunque la figura 1 (y las siguientes) figuras se enfocan en la descripción de la comunicación para un nodo final, el sistema soportará habitualmente la comunicación simultánea para un gran número de nodos finales y en muchas realizaciones, la velocidad de datos combinada para la comunicación hacia/desde el vehículo puede estar en el orden de varias decenas o incluso cientos de Gigabits por segundo.
El acoplamiento de la red fija 107 a los nodos en el tren 103 se soporta por enlaces de comunicación por radio inalámbricos. Con este propósito, la red fija 107 comprende una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (AP) 109 que en el ejemplo específico pueden ser un número relativamente grande de puntos de acceso estacionarios, por ejemplo, posicionados a lo largo de las vías del tren para soportar la comunicación para un tren.
De manera correspondiente, el tren/vehículo 103 comprende una pluralidad de módems inalámbricos 111, 113 que se arreglan para establecer enlaces de comunicación inalámbrica (por radio) con los puntos de acceso 109. Los módems inalámbricos 111, 113 se arreglan además para establecer una o más conexiones con el nodo final 101. Por consiguiente, los módems inalámbricos 111, 113 se ubican en (en/sobre, etc.) el tren y se arreglan para comunicarse con los puntos de acceso 109 a fin de proporcionar una interfaz entre los nodos y entidades de red de vehículo (y específicamente el nodo final 101) y la red fija 107.
En la realización específica, los enlaces de radio inalámbricos entre los módems inalámbricos 111, 113 y los puntos de acceso 109 se forman utilizando frecuencias de radio relativamente altas, y específicamente se utiliza la comunicación por radio de onda mm. Por ejemplo, los enlaces inalámbricos se pueden formar por comunicaciones de radio usando la banda de frecuencia de 60 GHz. Las comunicaciones de onda mm pueden ser específicamente comunicación en el intervalo de frecuencia de 20 GHz a 300 GHz.
Los módems inalámbricos 111, 113 son nodos individuales en la configuración de red y tienen direcciones MAC individuales. Los paquetes de datos se pueden direccionar a los módems individuales por otras entidades de red, tal como encaminadores o conmutadores, utilizando las direcciones MAC individuales. Se establece un enlace de comunicación desde un punto de acceso 109 a un módem inalámbrico 111 usando las direcciones MAC del AP 109 y el módem 111, y de manera similar para un enlace al módem 113 pero usando la dirección MAC del módem 113.
En la realización específica de uso de la tecnología inalámbrica de IEEE 802.11ad, el AP y los dos módems formarían un BSS (conjunto de servicios básicos). Por consiguiente, un planificador puede asignar paquetes de datos a un enlace individual al asociarlos con la dirección MAC apropiada. En particular, cada AP puede comprender un planificador de capa de MAC que realiza la programación de fecha a través de la interfaz aérea del AP con base en las direcciones mAc . En muchos sistemas, la programación es con base en una programación de TDMA que asigna intervalos/lapsos de tiempo para enlaces de interfaz aérea individuales (en algunas realizaciones, la asignación puede ser en lapsos de tiempo de duración fija, pero en otros sistemas, la asignación puede ser en lapsos o intervalos de tiempo de duración variable).
Las comunicaciones de radio a frecuencias más altas tienden a ser más adecuadas para distancias más cortas y usando propagación de línea de visión directa. Los haces direccionales se emplean para incrementar la distancia de enlace, pero la distancia máxima para los enlaces inalámbricos tiende a ser relativamente limitada y cada punto de acceso 109 habitualmente sólo cubrirá una distancia o intervalo relativamente corto. Por ejemplo, para un sistema de 60 GHz que soporta un tren, la cobertura desde cada punto de acceso 109 se puede restringir prácticamente a, por ejemplo, alrededor de 300 m a 1 km desde los puntos de acceso 109. Por consiguiente, la distancia entre los puntos de acceso 109 tenderá a ser relativamente pequeña con el resultado de que se empleará un número relativamente grande de puntos de acceso 109. Por ejemplo, a lo largo de una vía ferroviaria, los puntos de acceso se pueden distribuir para cada, por ejemplo, 500 m-1 km de vía.
Como consecuencia, las condiciones de radio tenderán a cambiar rápidamente para los módems inalámbricos 111, 113, y específicamente los puntos de acceso óptimos 109 a los que conectarse tienden a cambiar rápidamente, por ejemplo, para un tren que se mueve a lo largo de las vías de tren a una velocidad potencialmente alta. Además, el haz de radio direccional de los módems inalámbricos 111, 113 no se puede dirigir necesariamente en todas las direcciones, pero se puede limitar a, por ejemplo, un intervalo de 90 grados en el plano horizontal (azimut). A fin de soportar estos escenarios, el sistema soporta traspasos entre diferentes puntos de acceso 109 tal que una conexión desde un nodo final 101 a la red fija 107 (y el nodo corresponsal 105) se puede soportar secuencialmente por diferentes puntos de acceso 109 y módems 111, 113 conforme el vehículo/ tren 103 se mueve. A fin de maximizar la separación de los puntos de acceso, un módem individual puede perder conectividad durante períodos de tiempo significativos (por ejemplo, sólo se puede conectar a un AP durante aproximadamente la mitad del tiempo), pero se puede mantener la conectividad al vehículo desde al menos un módem en cualquier punto en el tiempo.
Es deseable que estos traspasos sean sin interrupciones al nodo final 101 tal que la comunicación y el servicio soportado no se interrumpan. Específicamente, es deseable establecer nuevas conexiones de punto de acceso antes de terminar las anteriores (también conocidas como traspasos de hacer antes de romper).
Sin embargo, soportar comunicaciones móviles y, en particular, en situaciones donde el escenario inalámbrico experimentado por la unidad móvil cambia rápidamente requiriendo muchos y frecuentes traspasos, es un problema muy difícil y desafiante. El desafío tiende a agravarse para los sistemas y redes de comunicación, tal como las redes de IP, que no están diseñados originalmente para soportar esta movilidad.
El sistema de la figura 1 se arregla para proporcionar soporte de movilidad eficiente y de alto rendimiento para nodos finales de un vehículo, tal como específicamente para nodos finales que se comprenden, por ejemplo, en dispositivos portátiles de pasajeros en un tren de movimiento rápido.
La figura 2 que muestra un ejemplo de un escenario específico de la figura 1 en la que un nodo final 101 en un tren 103 se comunica con un nodo corresponsal 105.
En el ejemplo específico, el nodo corresponsal 105 se acopla a la red fija 107 mediante una conexión de Internet 201 (se apreciará que la red fija 107, como de hecho los módems inalámbricos 111, 113, se puede considerar de manera total o parcialmente parte de Internet).
La figura 2 ilustra una situación específica en la que el tren 103 tiene acceso simultáneo a un primer punto de acceso 203 y un segundo punto de acceso 205 de los puntos de acceso 109 mediante un par de módems inalámbricos de los módems inalámbricos 111, 113. En la situación específica, un módem inalámbrico 111 ha establecido un enlace inalámbrico con el primer punto de acceso 203 y otro módem inalámbrico 113 ha establecido un enlace inalámbrico con el segundo punto de acceso 205.
El nodo final 101 y el nodo corresponsal 103 han establecido una sesión de datos que se soporta por la red fija 107. Por ejemplo, el nodo corresponsal 105 puede operar un servidor web que proporciona un servicio web a un cliente que se ejecuta en un dispositivo que implementa el nodo final 101. Como un ejemplo específico, un pasajero en el tren puede operar una aplicación de navegación web que opera un cliente de navegación web que inicia y soporta un servicio web proporcionado por el nodo corresponsal 105.
La red fija 107 proporciona conexiones que se pueden utilizar por el cliente y el servidor. A fin de soportar la movilidad del tren de movimiento rápido, la red fija 107 puede comprender, en algunos ejemplos, un anclaje de movilidad (MA) 207 que opera como un anclaje fijo para los nodos móviles del tren 103. Específicamente, el anclaje de movilidad 207 opera como un anclaje fijo común en la red fija 107 para todos los módems inalámbricos 111, 113 del tren 103.
El anclaje de movilidad 207 puede proporcionar un nodo común para todas las conexiones y rutas de comunicación desde el nodo corresponsal 105 hasta el nodo final 101, independientemente de cuál de los puntos de acceso 109 y los módems inalámbricos 111, 113 soporten la comunicación.
Por consiguiente, todos los datos del nodo corresponsal 105 al nodo final 101 para la sesión de datos se pueden encaminar mediante el anclaje de movilidad 207 independientemente del enlace inalámbrico que se use en la interfaz aérea entre los puntos de acceso 109 y el tren. Esto se puede lograr, por ejemplo, por el anclaje de movilidad 207 que anuncia que es un anclaje de movilidad 207 para los módems inalámbricos 111, 113 (u otros nodos en el tren 103) tal que cualquier datagrama direccionado a cualquiera de estos nodos se encaminará al anclaje de movilidad 207.
De manera similar, todos los datos del nodo final 101 al nodo corresponsal 105 para la sesión de datos se pueden encaminar mediante el anclaje de movilidad 207 independientemente del enlace inalámbrico que se use en la interfaz aérea entre los puntos de acceso 109 y el tren 103.
El sistema puede operar por consiguiente una funcionalidad de anclaje de movilidad que proporciona un punto de anclaje fijo para los nodos móviles del tren 103. El anclaje de movilidad 207 realizará la gestión de movilidad que incluye realizar un seguimiento de a qué puntos de acceso 109 se conectan actualmente los módems inalámbricos 111, 113, y actualizar la ruta de encaminamiento para los módems inalámbricos individuales 111, 113 y el nodo final 101 cuando cambian las condiciones. Por lo tanto, cuando el tren se mueve y los módems individuales conmutan/traspasan dinámicamente a diferentes puntos de acceso 109, el anclaje de movilidad 207 registrará los cambios resultantes y actualizará la ruta de comunicación para la conexión/ flujo individual.
En el ejemplo de la figura 2, cada uno de los puntos de acceso 203, 205 se acopla a una compuerta de enlace de acceso móvil 209, 211. Cada compuerta de enlace de acceso móvil 209, 211 se enlaza habitualmente con una pluralidad, pero no todos los puntos de acceso 203, 205. De hecho, cada MAG 209, 211 se puede asociar con un segmento diferente de la red.
El anclaje de movilidad 207 es, por consiguiente, un anclaje de movilidad común para una pluralidad de módems inalámbricos 111, 113 del tren 103, y habitualmente para todos los módems inalámbricos 111, 113.
En muchos sistemas prácticos, algunos o todos los puntos de acceso 109 sustancialmente se pueden colocar y acoplar entre sí a través de entidades de red que permiten rutas de encaminamiento cortas entre ellos.
En muchas realizaciones, tal como, por ejemplo, se ilustra por la figura 3, dos puntos de acceso 109 se pueden colocar habitualmente (por ejemplo, en el mismo mástil) con haces direccionales que se utilizan para proporcionar cobertura en direcciones diferentes, y habitualmente opuestas. Por lo tanto, los puntos de acceso 109 pueden comprender un arreglo de antena direccional que forma haces direccionales para soportar las comunicaciones de radio de onda mm. En algunas realizaciones, el arreglo de antena direccional se puede arreglar para formar un haz dinámicamente y dirigir haces hacia módems inalámbricos en el vehículo, es decir, se puede emplear la adaptación y dirección dinámicas de haz. En otras realizaciones, el arreglo de antena direccional puede formar haces estáticos que están en una dirección predeterminada habitual determinada. Por ejemplo, para puntos de acceso próximos a una vía de tren, se puede formar un haz estático en la dirección a lo largo de la vía.
Los puntos de acceso coubicados 109 a menudo se pueden acoplar entre sí y con el resto de la red fija 107 por una entidad de red adecuada, tal como una unidad de procesamiento de red (NPU 301). La NPU 301 puede, por ejemplo, permitir un encaminamiento fácil de datos de un punto de acceso a otro, y puede controlar si los paquetes de datos se encaminan entre el nodo final y la red fija mediante uno u otro de los puntos de acceso 109 coubicados.
Además, en muchos sistemas, los diferentes puntos de acceso 109 se pueden acoplar entre sí mediante conmutadores o encaminadores 303 que, por ejemplo, pueden proporcionar un encaminamiento corto y directo entre los puntos de acceso 109 y las NPU 301. Esto a menudo puede facilitar el encaminamiento y los traspasos cuando el vehículo se mueve, puesto que la modificación requerida del encaminamiento se puede reducir y ubicar a un mayor grado. Los conmutadores o encaminadores 303 se pueden conectar además al resto de las redes fijas, por ejemplo, a través de encaminadores/ conmutadores de interfaz 305.
La figura 4 ilustra un ejemplo específico de una posible red en la que pares de puntos de acceso 109 se coubican y soportan por una NPU 301. Una pluralidad de NPU 301 se puede acoplar a un conmutador de red 303 que puede proporcionar la MAG para esa pluralidad de NPU 301. Otros conmutadores de red pueden soportar otros puntos de acceso 109 y proporcionar una MAG para aquellos puntos de acceso 109.
En muchas realizaciones, este sistema de puntos de acceso 109 y funciones de red de soporte (por ejemplo, conmutadores y NPU) puede ser patentado y dirigirse a un escenario específico, tal como el soporte de un tren a lo largo de una vía. Por consiguiente, este sistema patentado puede proporcionar varios puntos de interfaz con capacidad de proporcionar una función de MAG para el vehículo en movimiento. El sistema puede, por ejemplo, proporcionar una red de acceso patentada que se puede acoplar a otras redes mediante conexiones de interfaz y compuertas de enlace adecuadas.
Por ejemplo, cada uno de los puntos de interfaz se puede acoplar a un encaminador de borde 401 de una red central 403 que es parte de la red fija 107. La red central 403 puede ser una red general no patentada tal como, por ejemplo, Internet. En algunas realizaciones, la función de MAG se puede proporcionar en el encaminador de borde (o posiblemente otro elemento de la red central). Otro encaminador 405 de la red central 403 puede proporcionar una función de MA (anclaje de movilidad) que permite el encaminamiento de datos hacia y desde la MAG según sea apropiado. El nodo corresponsal 105 se puede comunicar con la MA a través de una ruta adecuada, que incluye habitualmente un número de encaminadores 407.
En algunas realizaciones, el nodo final 101 se puede conectar directamente a los módems inalámbricos 111, 113, por ejemplo, por un enlace inalámbrico directo. Sin embargo, en muchas realizaciones, los módems inalámbricos 111, 113 pueden como se ilustra en la figura 5 se acoplará a un elemento de red 501 o una red a través de la cual se forma la conexión con el nodo final 101. Por lo tanto, los módems inalámbricos 111, 113 pueden ser parte de una red de vehículo que soporta comunicación para nodos finales. La red puede incluir, por ejemplo, elementos de red de IEEE 802.11 y puntos de acceso para los nodos finales.
Como se menciona anteriormente, en muchos sistemas, los puntos de acceso 109 se pueden arreglar con una pluralidad de puntos de acceso 109 que se coubican sustancialmente. Por ejemplo, a menudo se coubican pares de puntos de acceso 109 en un mástil a lo largo de la ruta cubierta. Los puntos de acceso 109 pueden usar arreglos de antena direccional para proporcionar diferentes áreas de cobertura. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 6, dos puntos de acceso coubicados 109 pueden tener haces de antena direccionales que están sustancialmente en direcciones opuestas, y habitualmente en diferentes direcciones a lo largo de la vía que se está cubriendo (por ejemplo, en direcciones opuestas de la vía o carretera que se está cubriendo).
Por lo tanto, algunos o todos los puntos de acceso 109 pueden comprender antenas direccionales que se arreglan para dirigir los haces hacia los módems inalámbricos del vehículo. En algunas realizaciones, se puede utilizar una formación de haces estáticos con el haz formado que es constante en una dirección determinada. Por ejemplo, un punto de acceso 109 puede dirigir permanentemente un haz por una vía y otro punto de acceso coubicado 109 puede dirigir permanentemente un haz por la vía en la otra dirección. Un vehículo corriente abajo de la posición entonces se puede conectar mediante un enlace inalámbrico con el primer punto de acceso 109 y un vehículo corriente arriba de la posición entonces se puede conectar mediante un enlace inalámbrico con el segundo punto de acceso 109.
En muchas realizaciones, los puntos de acceso 109 se pueden arreglar para dirigir dinámicamente y electrónicamente los haces, y específicamente se pueden arreglar para dirigirlos hacia, respectivamente, los módems inalámbricos. De hecho, un haz se puede dirigir individualmente para cada enlace inalámbrico y puede actualizarse dinámicamente para dirigirse hacia el módem inalámbrico que soporta el enlace. La actualización puede ser, por ejemplo, por la actualización de los coeficientes de arreglo de antenas en respuesta a los parámetros recibidos, como se conoce bien en la técnica. En los ejemplos descritos anteriormente, se utilizaron dos módems inalámbricos 111, 113 para establecer enlaces entre el vehículo/ tren 103 y la red fija 107. Los dos módems inalámbricos 111, 113 están en los ejemplos posicionados hacia extremos opuestos del vehículo/ tren 103. En algunas realizaciones, el vehículo/ tren 103 puede comprender más módems inalámbricos y, en particular, en muchas realizaciones, puede ser ventajoso tener una pluralidad de módems inalámbricos coubicados. Esto puede ser específicamente ventajoso si los módems coubicados se arreglan para formar haces en diferentes direcciones y/o libremente/ por separado/ independientemente entre sí.
En particular, en muchas realizaciones, en lugar de tener un módem inalámbrico individual hacia la parte frontal del vehículo/ tren, puede haber dos módems inalámbricos que forman haces, respectivamente, en la dirección hacia adelante y hacia atrás. De manera similar, en lugar de tener un módem inalámbrico individual hacia la parte posterior del vehículo/ tren, puede haber dos módems inalámbricos que formen haces, respectivamente, en la dirección hacia adelante y hacia atrás. Por lo tanto, en este ejemplo, puede haber cuatro enlaces disponibles, tal como, por ejemplo, a menudo dos enlaces desde, respectivamente, la parte frontal y la parte posterior del vehículo/ tren que apuntan hacia un punto de acceso por delante del vehículo/ tren y dos enlaces desde, respectivamente, la parte frontal y la parte posterior del vehículo/ tren que apuntan hacia un punto de acceso por detrás del vehículo/ tren. En algunos sistemas, se puede implementar una función de programación que puede asignar de manera libre y dinámicamente datos a través de los cuatro enlaces de interfaz aérea diferentes, permitiendo de esta manera que estos se optimicen completamente.
La figura 7 ilustra un ejemplo donde un vehículo en movimiento puede comprender cuatro módems inalámbricos 111, 113, 701, 703 que se arreglan en pares coubicados con un par de módems inalámbricos coubicados 111, 701 hacia la parte frontal del vehículo y el otro par de módems inalámbricos coubicados 113, 703 que se ubican hacia la parte trasera del vehículo.
El primer par de módems inalámbricos 111, 701 se acopla a una primera NPU 705 y el segundo par de módems inalámbricos 113, 703 se acoplan a una segunda NPU 707. Las NPU 705, 707 se acoplan a un conmutador 709 que se acopla además a un subsistema de Wi-Fi 711. Las NPU 705, 707 y el subsistema de Wi-Fi 711 se pueden acoplar específicamente al conmutador 709 mediante conexiones de Ethernet y el conmutador 709 puede ser un conmutador de Ethernet. El subsistema de Wi-Fi 711 puede, por ejemplo, proporcionar acceso de Wi-Fi inalámbrico de principio a fin del vehículo, tal como de principio a fin de un tren, y puede comprender por sí mismo puntos de acceso de Wi-Fi, encaminadores, etc. Por consiguiente, un usuario del nodo final 101 se puede conectar simplemente a un subsistema de Wi-Fi local 711 (y específicamente un punto de acceso Wi-Fi convencional) para acceder a la red central y al nodo corresponsal 105. El subsistema de Wi-Fi 711 puede ser, por ejemplo, un sistema de Wi-Fi convencional tal como un sistema de IEEE 802ac (o anterior). Por lo tanto, un usuario en un vehículo en movimiento, tal como un tren, puede acceder simplemente a un punto de acceso Wi-Fi local convencional para obtener acceso a Internet.
En el sistema descrito, los módems inalámbricos emplean una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente que forma un haz, y más específicamente que forma un patrón direccional que tiene un haz principal que se puede dirigir. Además, en el ejemplo, dos módems inalámbricos coubicados pueden emplear antenas direccionales que pueden formar un haz en diferentes direcciones, tal como, por ejemplo, en una dirección hacia delante o intervalo de direcciones y una dirección hacia atrás o intervalo de direcciones, respectivamente.
Por ejemplo, en el ejemplo de la figura 7, los dos módems inalámbricos coubicados 111, 701 pueden emplear antenas direccionales de formación de haces dirigibles electrónicamente que se dirigen en direcciones sustancialmente opuestas, específicamente en la dirección de movimiento y en la dirección opuesta de movimiento, específicamente una antena direccional se puede dirigir en la dirección hacia adelante del vehículo y la otra que está apuntando en la dirección hacia atrás de movimiento. De manera similar, los otros dos módems coubicados 113, 703 pueden emplear antenas direccionales que también se dirigen en direcciones opuestas, específicamente en la dirección de movimiento y en la dirección opuesta (hacia delante/ hacia atrás). Esto puede dar por resultado dos módems inalámbricos 111, 703 que tienen haces formados en general en la dirección hacia delante (dirección de movimiento) y dos módems 113, 701 que tienen haces formados en general en la dirección hacia atrás.
Por lo tanto, los diferentes pares/ conjuntos de módems inalámbricos coubicados pueden comprender cada uno un módem inalámbrico arreglado para formar un haz en sustancialmente la misma dirección que un módem inalámbrico de otro par/ conjunto de módems inalámbricos coubicados.
En muchas realizaciones, los módems inalámbricos pueden comprender un adaptador de haz que se arregla para dirigir de manera adaptativa el haz principal de la antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente hacia el punto de acceso. Se apreciará que se conocen muchos enfoques y algoritmos diferentes para dirigir un haz hacia un transmisor y/o receptor deseado y que se puede usar cualquier enfoque adecuado.
Por ejemplo, los módems inalámbricos pueden comprender una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente en la forma de un arreglo de antenas para formar un haz direccional principal y los módems inalámbricos pueden comprender un adaptador de haz que se arregla dinámicamente para adaptar los coeficientes de antena individuales para dirigir el haz principal hacia los puntos de acceso pertinentes, por ejemplo, al aplicar un algoritmo de dirección de haz que maximiza la intensidad de señal recibida o la relación señal con respecto a ruido como se conoce bien en la técnica. Como otro ejemplo, se pueden utilizar más soluciones mecánicas. Por ejemplo, se puede utilizar una antena de bocina que se puede dirigir electrónicamente utilizando un motor paso a paso con control electrónico.
Para dos módems inalámbricos conectados al mismo punto de acceso, esta dirección puede dar por resultado de manera automática e inherentemente que los haces que se forman sustancialmente en la misma dirección para al menos la mayoría de las ubicaciones. Específicamente, cuando la distancia entre los módems inalámbricos es pequeña en comparación a la distancia al punto de acceso (por ejemplo, al menos 5 o 10 veces menor), las direcciones están inherentemente en sustancialmente la misma dirección. Este será en la mayoría de las aplicaciones el caso de la mayoría de las ubicaciones del vehículo. La formación de haces de dos módems inalámbricos hacia el mismo punto (y específicamente el punto de acceso) será sustancialmente en la misma dirección para una distancia al vehículo que es al menos 5 o 10 veces mayor que una distancia entre los módems inalámbricos.
Por lo tanto, esta dirección adaptativa puede no sólo dar por resultado una calidad de enlace mejorada para el enlace individual, puesto que el haz se puede optimizar dinámicamente, sino que también puede garantizar inherentemente que los haces de los diferentes módems inalámbricos se formen sustancialmente en la misma dirección, y específicamente se formen hacia el mismo punto de acceso, para la mayoría de las ubicaciones del vehículo.
Los módems inalámbricos que tienen haces que apuntan en la misma dirección pueden ser adecuados para formar enlaces inalámbricos con el mismo punto de acceso 109. Por ejemplo, los dos módems inalámbricos que tienen haces que apuntan en la dirección hacia delante pueden ser adecuados para establecer un enlace inalámbrico con un punto de acceso 109 adicionalmente adelante a lo largo de la ruta/ vía. De manera similar, los dos módems inalámbricos que tienen haces que apuntan en la dirección hacia atrás pueden ser adecuados para establecer un enlace inalámbrico con un punto de acceso 109 que está más hacia atrás a lo largo de las vías.
De manera similar, la dirección de haz puede ser hacia un punto de acceso hacia atrás del vehículo/ tren 103 y esto puede ser de hecho simultáneo con otro de los módems inalámbricos coubicados que dirigen un haz hacia un punto de acceso hacia delante. Por lo tanto, a menudo se puede presentar una situación donde un conjunto de módems inalámbricos coubicados tienen enlaces establecidos con, respectivamente, un punto de acceso hacia delante y hacia atrás y, por lo tanto, forman haces en direcciones sustancialmente opuestas. Al mismo tiempo, el otro conjunto de módems inalámbricos coubicados puede tener enlaces establecidos con, respectivamente, un punto de acceso hacia delante y hacia atrás y, por lo tanto, también formar haces en direcciones sustancialmente opuestas. Además, un par de módems inalámbricos no coubicados puede formar haces hacia el punto de acceso hacia delante y, por lo tanto, sustancialmente en la misma dirección hacia delante, y otro par de módems inalámbricos no coubicados puede formar haces hacia el punto de acceso hacia atrás y, por lo tanto, sustancialmente en la misma dirección hacia atrás. Este ejemplo se muestra en la figura 8. El establecimiento de un enlace puede significar que el módem se asocia a un punto de acceso. El enlace está disponible para enviar datos en cualquier dirección. La figura 9 ilustra un ejemplo donde los cuatro módems inalámbricos 111, 113, 701,703 han formado enlaces simultáneos con tres puntos de acceso diferentes.
Por lo tanto, el vehículo, tal como un tren o un autobús, puede comprender conjuntos de módems inalámbricos que se puede alcanzar a través de un elemento de red común, y específicamente mediante un punto de conexión común individual del elemento de red común. Los ejemplos de las figuras 7, 8 y 9 emplean dos pares de estos módems. Habitualmente, los módems que se pueden alcanzar a través de un punto de conexión común individual y el elemento de red común se coubican sustancialmente y los módems de este conjunto se conocerán por brevedad como módems coubicados. Sin embargo, se apreciará que no es esencial que estos módems se coubiquen.
El vehículo puede comprender habitualmente una pluralidad de estos conjuntos de módems inalámbricos. En muchas realizaciones, los conjuntos se pueden colocar a cierta distancia entre sí, tal como específicamente hacia extremos opuestos del vehículo. En muchas realizaciones, diferentes módems inalámbricos en diferentes conjuntos se pueden arreglar para formar haces en direcciones correspondientes. Por ejemplo, cada conjunto puede comprender un módem inalámbrico que da en la dirección hacia delante y un módem inalámbrico que da en la dirección hacia atrás. En estos escenarios, los módems inalámbricos en diferentes conjuntos que se arreglan para formar haces en direcciones correspondientes se conocerán como módems inalámbricos alineados.
El enfoque puede permitir en particular que cada conjunto de módems inalámbricos coubicados forme enlaces de comunicación por radio de onda mm a diferentes puntos de acceso y también puede permitir que diferentes conjuntos de módems inalámbricos coubicados formen enlaces al mismo punto de acceso. Por ejemplo, en las figuras 7 y 8, el módem inalámbrico 111 y el módem inalámbrico alineado 703 se arreglan para establecer enlaces de comunicación por radio de onda mm al mismo punto de acceso 109. Esto puede proporcionar una comunicación más eficiente a través de la interfaz de radio aire en muchas realizaciones y puede permitir una adaptación rápida y eficiente a las condiciones de radio actuales. Esto es particularmente significativo para la comunicación por radio de ondas mm para vehículos en movimiento, puesto que las condiciones para enlaces individuales pueden cambiar de manera extremadamente rápida y sustancialmente. El enfoque puede proporcionar una diversidad de interfaz aérea adicional que puede incrementar el rendimiento global.
Por lo tanto, por brevedad, concisión y claridad, los módems que tienen los haces formados sustancialmente en la misma dirección se conocerán como módems inalámbricos alineados y la descripción se enfocará en un vehículo que comprende un par de módems inalámbricos alineados que tienen haces que dan hacia delante y un par de módems alineados que tienen haces que dan hacia atrás. Los haces y los enlaces de comunicación por radio desde diferentes módems inalámbricos al mismo punto de acceso también se conocerán como haces alineados y enlaces de comunicación por radio alineados. De manera similar, para módems coubicados, los haces y los enlaces de comunicación por radio también se conocerán como haces coubicados y enlaces de comunicación por radio.
Los módems inalámbricos alineados habitualmente estarán a una distancia entre sí. En muchas realizaciones, la distancia entre al menos dos módems inalámbricos alineados del vehículo no será menor de 5 m, 10 m, 20 m, 50 m, o incluso 100 m. En muchas realizaciones, al menos dos módems inalámbricos alineados se colocarán hacia extremos opuestos del vehículo, por ejemplo, en la parte frontal y posterior de un autobús o en, respectivamente, el primer y último carro de un tren. Por lo tanto, al menos dos módems inalámbricos alineados se colocarán proximales a extremos opuestos del vehículo.
En muchas realizaciones, la distancia entre al menos dos módems inalámbricos alineados puede ser no menos de 5, 10 o 100 veces mayor que una distancia de cada uno de los dos módems inalámbricos alineados a la más cercana de la parte frontal y de la parte posterior del vehículo. Por lo tanto, en muchas realizaciones, la distancia entre al menos dos módems inalámbricos alineados puede ser no menos de 5, 10 o 100 veces mayor que una distancia desde la parte frontal del vehículo hasta el más cercano de los dos módems inalámbricos alineados. De manera similar, en muchas realizaciones, la distancia entre al menos dos módems inalámbricos alineados puede ser no menos de 5, 10 o 100 veces mayor que una distancia desde la parte posterior del vehículo hasta el más cercano de los dos módems inalámbricos alineados.
En contraste con los módems inalámbricos alineados, los módems inalámbricos no alineados a menudo se pueden colocar cerca entre sí y, específicamente, se pueden ubicar habitualmente tal que un par (o conjunto) de módems inalámbricos alineados no alineados se coubiquen sustancialmente. Por ejemplo, en la realización específica descrita, un par de módems inalámbricos alineados que dan hacia delante se colocan respectivamente en la parte frontal y posterior del vehículo, y de manera similar un par de módems inalámbricos alineados que dan hacia atrás se colocan respectivamente en la parte frontal y posterior del vehículo. Además, los módems inalámbricos orientados hacia delante y hacia atrás en la parte frontal del vehículo se pueden coubicar sustancialmente, y los módems inalámbricos orientados hacia delante y hacia atrás en la parte trasera del vehículo se pueden coubicar sustancialmente. Esta colocación puede facilitar la operación y permitir específicamente la funcionalidad de red compartida, tal como, por ejemplo, los módems inalámbricos no alineados coubicados que comparten una NPU común para acoplarse, por ejemplo, a un conmutador de Ethernet.
Los módems inalámbricos alineados están, en consecuencia, a una distancia sustancial entre sí. Como los haces están en la misma dirección, todos los módems alineados se pueden conectar potencialmente al mismo punto de acceso y, por lo tanto, se pueden configurar múltiples enlaces de comunicación inalámbrica desde el vehículo/ tren a un punto de acceso determinado. Además, debido a la distancia entre los módems inalámbricos alineados, las propiedades de los enlaces inalámbricos habitualmente serán sustancialmente diferentes y variarán de diferentes maneras. De hecho, incluso en escenarios donde las características de propagación promedio a diferentes módems inalámbricos alineados son sustancialmente las mismas (por ejemplo, el vehículo está lejos del punto de acceso), las condiciones instantáneas pueden ser muy diferentes y variar de una manera habitualmente independiente y sustancialmente no correlacionada. El rendimiento de los enlaces individuales diferirá debido a la diferencia en la pérdida de ruta y el desvanecimiento (desvanecimiento rápido o sombreado) y el rendimiento de radio y antena.
Una operación crítica para sistemas de comunicación, tal como aquellos descritos, es el uso eficiente del recurso de interfaz aérea. Para un sistema con base en enlaces de comunicación por radio de onda mm que soportan vehículos de movimiento rápido es imperativo que la operación de asignación de recursos sea capaz de adaptarse muy rápidamente a condiciones cambiantes. A fin de garantizar una adaptación rápida, habitualmente es ventajoso realizar la asignación de recursos localmente y que sea con base en una consideración que tenga en cuenta parámetros que cambian lo suficientemente rápido.
En el sistema descrito, la programación de la interfaz aérea para un punto de acceso determinado se realiza habitualmente localmente al punto de acceso, y habitualmente los puntos de acceso comprenden un planificador de interfaz aérea que se arregla para programar datos para la comunicación a través de los enlaces de comunicación por radio de onda mm del punto de acceso.
Por lo tanto, un planificador de interfaz aérea puede ser parte de un punto de acceso, y de hecho cada punto de acceso puede comprender un planificador de interfaz de enlace de radio/ aire correspondiente arreglado para programar la comunicación de datos a través de la interfaz aérea de ese punto de acceso.
Este planificador puede asignar lapsos de tiempo/ intervalos y/o canales de frecuencia a los datos que se van a comunicar hacia o desde el vehículo. Por ejemplo, la interfaz aérea inalámbrica entre puntos de acceso y módems inalámbricos puede ser con base en comunicación de onda mm tal como la IEEE 802.1lad usando comunicaciones en la banda de 60 GHz. A cada estación base se le puede asignar un canal de frecuencia individual que puede ser el mismo o diferente del canal de frecuencia de un punto de acceso coubicado. El uso de canales diferentes puede reducir la interferencia de módem a módem cuando el vehículo se ubica a lo largo del mástil que soporta los puntos de acceso coubicados. Por ejemplo, para un sistema que soporta comunicación en un tren, se puede asignar un primer canal de frecuencia a todos los puntos de acceso que dan corriente arriba y se puede asignar un segundo canal de frecuencia a todos los puntos de acceso que dan corriente abajo. En este caso, la interferencia de enlace descendente y de enlace ascendente que afecta a los enlaces de radio puede ser habitualmente relativamente baja para la mayoría de las ubicaciones a lo largo de la vía.
Dentro de un canal de frecuencia determinado asignado a un punto de acceso, los datos individuales se pueden programar en asignaciones de tiempo. Específicamente, la programación se puede realizar en intervalos de programación donde cada intervalo de programación comprende una pluralidad de asignaciones de tiempo que se pueden asignar a comunicaciones específicas y para la comunicación de paquetes de datos específicos. Las asignaciones de tiempo se pueden asignar al tráfico de enlace ascendente o de enlace descendente, es decir, a la comunicación hacia o desde los puntos de acceso. Las asignaciones de tiempo pueden ser de duración variable o fija (también conocidas como ranuradas). Por lo tanto, el sistema puede usar una duplexación por división de tiempo (TDD) para compartir el recurso de interfaz aérea.
Además, en muchas realizaciones, un punto de acceso puede usar Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA) para comunicarse con una pluralidad de módems inalámbricos. Por lo tanto, se pueden asignar diferentes asignaciones de tiempo a la comunicación a diferentes módems inalámbricos alineados.
Además, en algunas realizaciones, la comunicación de interfaz aérea puede usar OFDM (Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal), y la programación de datos puede tener esto en cuenta. Por ejemplo, se pueden asignar diferentes canales de OFDM a diferentes comunicaciones.
Por lo tanto, un planificador de interfaz aérea de un punto de acceso se puede arreglar para programar datos para la comunicación a través de la interfaz aérea entre el punto de acceso y una pluralidad de módems inalámbricos. Como un punto de acceso determinado puede ser capaz de establecer simultáneamente una pluralidad de enlaces de comunicación por radio de onda mm, la programación de datos puede ser para una pluralidad de módems inalámbricos. Por ejemplo, los enlaces de comunicación por radio de onda mm se pueden establecer simultáneamente a diferentes módems inalámbricos del mismo o diferentes vehículos. En particular, el uso de módems inalámbricos con haces alineados en el vehículo puede proporcionar múltiples rutas posibles a nodos finales en el mismo vehículo desde un punto de acceso determinado.
En las realizaciones descritas, los planificadores de interfaz aérea de los puntos de acceso se arreglan para realizar la planificación de la capa de MAC a través de enlaces de comunicación por radio de ondas mm establecidos para el primer punto de acceso en respuesta a la primera indicación de identidad de vehículo. Por consiguiente, la planificación es con base en las direcciones MAC y, específicamente, la planificación es de paquetes de datos con base en las direcciones MAC de destino y/o de origen del paquete de datos. Específicamente, en muchas realizaciones, la programación de la capa de MAC puede ser una programación de datos con base en las direcciones MAC de módems inalámbricos asociados con cada enlace de comunicación por radio de onda mm establecido para el punto de acceso. En muchas realizaciones, la programación puede no ser con base en ningún dato de capa superior comprendido en los paquetes de datos que se están programando, y específicamente puede no ser con base en ninguna direcciones de capa 3 o superiores de los paquetes de datos. En particular, la planificación puede no considerar ninguna dirección IP para los paquetes de datos. En muchas realizaciones, la programación puede no ser con base en o depender de ningún parámetro de capa más alta que la capa 2 (L2) portada dentro del paquete.
Como un ejemplo, el punto de acceso puede implementar una memoria intermedia para cada enlace de comunicación por radio de onda mm establecido (en una dirección determinada) con la memoria intermedia que se asocia con la dirección MAC del módem inalámbrico con el que se establece el enlace de comunicación por radio de onda mm. Los paquetes de datos se asignan a la memoria intermedia asociada con una dirección MAC que corresponde a una dirección MAC de destino apropiada del paquete de datos.
El planificador puede entonces asignar lapsos de tiempo a las diferentes memorias intermedias y, por lo tanto, a las diferentes direcciones MAC. Se pueden utilizar diferentes algoritmos y criterios. Por ejemplo, la programación se puede realizar en función del nivel de llenado de memoria intermedia actual, así como de las condiciones de radio (por ejemplo, la intensidad de señal, el rendimiento actual) para los enlaces de comunicación por radio de onda mm Por ejemplo, se pueden asignar lapsos de tiempo a la dirección MAC/enlace de comunicación por radio de onda mm/ memoria intermedia tal que todas las memorias intermedias permanezcan por debajo de un umbral de nivel de llenado determinado. Cualquier lapso de tiempo restante en una trama determinada entonces se puede asignar en proporción al rendimiento actual.
El uso de un planificador MAC basado en punto de acceso local permite una planificación rápida y adaptativa. En muchas realizaciones, las comunicaciones de interfaz aérea son con base en la comunicación de L2, y de hecho esto puede ser habitualmente inherente y una restricción fundamental del diseño del sistema de comunicación. Por consiguiente, en muchos sistemas es un requisito que la programación de interfaz aérea sea un planificador de L2 con base en direcciones MAC.
En muchas realizaciones, los puntos de acceso son parte de una sección de red conmutada L2 y puesto que la comunicación de interfaz aérea utiliza la capa 2 (MAC), esto también proporciona una red de menor complejidad que puede, por ejemplo, emplear puenteo.
Sin embargo, en tanto que la programación de capa de MAC puede proporcionar una operación altamente eficiente en muchos escenarios, el inventor se ha percatado de que puede no proporcionar una asignación óptima de recursos en todas las situaciones.
En el sistema descrito, la red de vehículo comprende funcionalidad para comunicar indicaciones de enlace a la red fija, y específicamente las indicaciones de enlace se pueden transmitir a los puntos de acceso a través de los enlaces de comunicación por radio de onda mm. Una indicación de enlace proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico y una identidad de vehículo (indicación) para el vehículo. Específicamente, se puede proporcionar una indicación de enlace para cada enlace de comunicación por radio de onda mm establecido por un módem inalámbrico del vehículo y, por lo tanto, se proporciona una identidad de vehículo para cada enlace de comunicación por radio de onda mm.
Además, en el sistema, el planificador de interfaz aérea para realizar la programación de capa de MAC sobre enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos para el punto de acceso se arregla para realizar adicionalmente la programación en dependencia de las indicaciones de identidad de vehículo para los enlaces de comunicación por radio de onda mm, y específicamente se arregla para realizar la programación para un enlace de comunicación por radio de onda mm soportado por el punto de acceso con base en la identidad de vehículo que se ha enlazado a ese enlace de comunicación por radio de onda mm.
En el sistema, el lado del vehículo de la red/ sistema puede, por consiguiente, proporcionar información al lado de la red fija, y específicamente a los programadores de interfaz de punto de acceso/ aire de qué vehículo pertenecen los módems inalámbricos y, por lo tanto, a qué vehículo se establecen los enlaces de comunicación por radio de onda mm. La programación de interfaz aérea puede tener esto en cuenta y, por ejemplo, diferenciar la programación con base en si existen o no diferentes enlaces de comunicación por radio de ondas mm para el mismo vehículo.
Por lo tanto, el enfoque permite que se realice una programación mejorada y más flexible por la programación de capa de MAC al obtener y utilizar información de identidad de vehículo adicional que en general no está disponible para las operaciones de L2. En particular, las direcciones de L2 y MAC proporcionan sólo información para el enlace de comunicación por radio de ruta/onda mm específico y no proporcionan ninguna información de ninguna relación entre diferentes enlaces de comunicación por radio de onda mm. En el enfoque actual, el planificador de interfaz aérea puede realizar la programación de MAC y, por lo tanto, se logra una operación ubicada, adaptativa, y rápida, en tanto que al mismo tiempo se logra una programación más eficiente. El enfoque puede proporcionar específicamente un rendimiento incrementado y/o un recurso de interfaz aérea combinada conforme se pueda lograr una adaptación mejorada a las condiciones de radio que cambian rápidamente. Los enfoques de ejemplo específicos de algoritmos de programación específicos se describirán en más detalle más adelante.
En muchas realizaciones, la identidad de vehículo puede ser cualquier identificación que permita que la red fija determine si los módems inalámbricos y los enlaces de comunicación por radio de onda mm son para el mismo vehículo/red de vehículo o no.
En muchas realizaciones, la identidad de vehículo es una secuencia/ patrón de datos que es diferente de las secuencias/ patrones de datos que se pueden utilizar como una identidad de vehículo para otros vehículos que el punto de acceso puede seleccionar. En muchas realizaciones, el sistema puede establecer un conjunto de identidades diferentes que se pueden asignar a vehículos individuales y usarse por el vehículo para enlazar enlaces de comunicación por radio de onda mm al vehículo en las indicaciones de enlace. En algunas realizaciones, la identidad de vehículo puede ser, o se puede derivar de, una dirección de red. Por ejemplo, en algunas realizaciones, a cada vehículo se le puede asignar una dirección IP única (o un conjunto de direcciones IP), y esta dirección IP (o una del conjunto de direcciones IP) se puede usar como una identidad de vehículo. En otras realizaciones, la identidad de vehículo se puede generar por el propio vehículo sin ninguna interacción con ninguna otra funcionalidad. Por ejemplo, un patrón de datos largo (digamos 16-24 bits) puede ser generado por un vehículo y utilizado como una identidad de vehículo para el viaje actual. Si esta generación de identidad está completamente separada, puede ser posible que dos vehículos generen coincidentemente la misma identidad, pero al usar una identidad suficientemente larga, el riesgo de esto puede mantenerse en muchas realizaciones suficientemente bajo para ser aceptable.
Esto puede proporcionar un sistema particularmente eficiente y de baja complejidad con información que se proporciona directamente a un punto de acceso para el cual la programación puede tener en cuenta las indicaciones de enlace. Esto puede permitir una programación eficiente y ubicada para el punto de acceso. Puede reducir la comunicación y la complejidad de la funcionalidad requerida y puede facilitar la introducción de la funcionalidad potenciada a las redes y sistemas existentes. Por ejemplo, para un planificador de capa de MAC ubicado en el punto de acceso individual, la funcionalidad, por ejemplo, el software del punto de acceso, simplemente se puede actualizar tal que un mensaje/ paquete de datos de indicación de enlace recibido se reenvíe a la función de programación, con esto que se actualiza para implementar un algoritmo usando la identidad de vehículo.
En otras realizaciones, la comunicación de una identidad de vehículo puede ser de manera alternativa o adicionalmente mediante un enlace de comunicación por radio de onda mm diferente de aquel para el que se proporciona la indicación de enlace. Por ejemplo, se puede proporcionar en otro enlace de comunicación por radio de onda mm establecido por otro módem inalámbrico en el mismo vehículo. Por ejemplo, un módem inalámbrico puede transmitir un mensaje de datos que proporciona una identidad de vehículo y lista todas las direcciones MAC de módems inalámbricos en ese vehículo.
En algunas realizaciones, es incluso posible que la indicación de enlace para un enlace determinado se transmita mediante un punto de acceso diferente. Por ejemplo, un mensaje que proporciona la identidad del vehículo y que lista todas las direcciones MAC para módems inalámbricos se puede transmitir a un punto de acceso y esto se puede arreglar para reenviar la información a otros puntos de acceso, por ejemplo, dentro de una distancia determinada.
También se apreciará que la indicación de enlace se puede proporcionar a la red fija y al planificador de cualquier manera adecuada. En muchas realizaciones, el sistema se puede arreglar para transmitir indicaciones de enlace para un enlace específico mediante el enlace de comunicación por radio de onda mm al que se refiere. Por lo tanto, en muchas realizaciones, la indicación de enlace que enlaza la identidad de vehículo a un módem inalámbrico específico se puede transmitir al punto de acceso que admite ese módem de enlace/ inalámbrico desde el módem inalámbrico. La forma específica en que la indicación de enlace proporciona el enlace entre el vehículo y el módem inalámbrico puede ser diferente en diferentes realizaciones. Por ejemplo, como se menciona, en algunas realizaciones, una indicación de enlace se puede proporcionar específicamente por un mensaje de datos que lista un vehículo y una o más direcciones MAC de módem inalámbrico. En otras realizaciones, la indicación puede ser más indirecta. Por ejemplo, en realizaciones donde la indicación de enlace se transmite desde el módem inalámbrico para el cual se proporciona la indicación de enlace, puede ser suficiente incluir la identidad de vehículo en la indicación de enlace con la dirección MAC que se proporciona implícitamente por la fuente del mensaje (en muchos de estos casos, la dirección MAC del módem inalámbrico de origen se puede incluir en el paquete de datos, pero esto no es estrictamente necesario si, por ejemplo, el enlace ya está enlazado a una dirección MAC de módem inalámbrico por el punto de acceso). En algunas realizaciones, la indicación de enlace se puede proporcionar en un paquete de datos dedicado, pero en otros ejemplos se puede incluir en un paquete de datos transmitido con otros propósitos, tal como, por ejemplo, al incluir una identidad de vehículo en el paquete de datos que forma parte del flujo de datos de usuario entre un nodo final y un nodo corresponsal (por ejemplo, al incluir la identidad del vehículo en un campo opcional de este paquete/ mensaje de datos). La indicación de enlace se puede proporcionar en cualquier momento adecuado y, por ejemplo, en respuesta a cualquier evento o condición adecuada que se presenta. En algunas realizaciones, la indicación de enlace se puede transmitir en un enlace de comunicación por radio de onda mm determinado siempre que ese enlace de comunicación por radio de onda mm se esté estableciendo/ inicializando. En otras realizaciones, la indicación de enlace se puede proporcionar, por ejemplo, cuando el vehículo comienza en un nuevo viaje.
El enfoque se describirá en más detalle con referencia a las figuras 10-12 que ilustran un primer y segundo puntos de acceso 203, 205 que comprenden un primer y segundo planificadores 1001, 1003, respectivamente. Los puntos de acceso 203, 205 se acoplan al resto de la red fija, en las figuras ejemplificadas por las MAG 209. En los ejemplos, el primer planificador 1001 se arregla para realizar la planificación de L2 para los enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos con el primer punto de acceso 203 y el segundo planificador 1003 se arregla para realizar la planificación de L2 para los enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos con el segundo punto de acceso 205.
En el ejemplo de la figura 10, los tres de los cuatro (en el ejemplo específico) módems inalámbricos del vehículo 103 han establecido enlaces de comunicación por radio de onda mm con el primer punto de acceso 203 y el primer planificador 1001 programa datos sobre estos enlaces de comunicación por radio de onda de tres mm. Sin embargo, en lugar de sólo programar datos con base en las direcciones MAC de destino para los paquetes de datos, el primer planificador 1001 se arregla además para considerar la identidad de vehículo asociada con los módems inalámbricos. Por lo tanto, el primer planificador 1001 no simplemente mantiene una memoria intermedia/ cola separada para cada dirección MAC de módem inalámbrico, y entonces planifica datos para estas memorias intermedias sin ninguna consideración de cualquier relación entre los enlaces correspondientes, sino que en su lugar puede considerar además si las memorias intermedias se refieren a módems inalámbricos/enlaces de comunicación por radio de onda mm para el mismo vehículo o para diferentes vehículos.
Como un ejemplo específico, el primer planificador 1001 puede agrupar enlaces al mismo vehículo y realizar una planificación conjunta/ combinada para todos estos enlaces teniendo en cuenta las propiedades de todos los enlaces. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el primer planificador 1001 se puede arreglar para agrupar todos los enlaces al mismo vehículo y para programar datos sólo para un subconjunto, y específicamente sólo para uno de estos enlaces, y específicamente sólo para los enlaces que actualmente proporcionan el más alto rendimiento. Por ejemplo, para una trama determinada, pueden estar disponibles diversos lapsos de tiempo para la comunicación al vehículo y todos estos se pueden asignar al enlace al vehículo que actualmente tiene el rendimiento más alto. Por lo tanto, en lugar de usar una programación de capa de MAC que programa enlaces individuales dando por resultado lapsos de tiempo que se asignan tanto a enlaces con alto rendimiento como a enlaces con bajo rendimiento, este enfoque siempre puede seleccionar el mejor enlace disponible para un vehículo determinado maximizando de esta manera el rendimiento para ese vehículo. Esto puede proporcionar una utilización mejorada del recurso de interfaz aérea.
El primer planificador 1001 puede, en muchas realizaciones, imponer una restricción/ limitación de planificación común para un grupo de enlaces al mismo vehículo. Por ejemplo, el primer planificador 1001 puede requerir que la programación sea tal que se proporcione un rendimiento mínimo para cada grupo/ vehículo, pero sin tener ningún requisito de rendimiento mínimo para el enlace de comunicación por radio de onda mm individual.
En algunas realizaciones, el primer punto de acceso 203 y/o el primer planificador 1001 se pueden arreglar para recibir indicaciones de enlace sólo para direcciones MAC de módems inalámbricos a los que el primer punto de acceso ha establecido un enlace de comunicación por radio de onda mm. El primer planificador 1001 se puede arreglar específicamente para realizar la planificación para el enlace de comunicación por radio de onda mm establecido por el primer punto de acceso 203 con base en la consideración de identidades de vehículo sólo para el enlace de comunicación por radio de onda mm establecido por el primer punto de acceso 203. Específicamente, el primer planificador 1001 puede realizar simplemente una planificación local con base sólo en información para los enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos desde el primer punto de acceso 203, tal como, por ejemplo, como se describe en los ejemplos anteriores.
Como se describe en los ejemplos, el primer planificador 1001/ primer punto de acceso 203 se puede arreglar específicamente para detectar que se han recibido indicaciones de enlace que enlazan una pluralidad de diferentes direcciones MAC al mismo vehículo y la programación de capa de MAC puede realizar la programación en respuesta a la detección, por ejemplo, al seleccionar entre diferentes enlaces al mismo vehículo y/o asegurando un rendimiento combinado máximo para un vehículo.
En el ejemplo específico, la programación de capa de MAC se arregla para seleccionar un enlace de los enlaces de comunicación por radio de onda mm que se forman con el mismo vehículo, es decir, para el que se han recibido indicaciones de enlace con la misma identidad de vehículo. Sin embargo, en algunas realizaciones, la programación puede no realizar una selección binaria, pero puede, por ejemplo, aplicar un sesgo de recurso más suave de un enlace de comunicación por radio de onda mm a otros enlaces de comunicación por radio de onda mm en respuesta a que se detecta que se asocian con direcciones MAC de módem inalámbrico que se enlazan al mismo vehículo.
Por ejemplo, se puede utilizar un algoritmo de programación que busca proporcionar una asignación uniforme de recursos a todos los enlaces para los cuales las memorias intermedias retienen datos pendientes. Sin embargo, para enlaces que se detectan que se asocian con la misma identidad de vehículo, el algoritmo se puede modificar tal que se asigne un número incrementado de lapsos de tiempo a enlaces para los que la memoria intermedia tiene más datos pendientes que para enlaces donde la memoria intermedia tiene menos datos pendientes. Sin embargo, se pueden asignar lapsos de tiempo a todos los enlaces en todas las tramas. Este enfoque puede, por ejemplo, reducir los retardos máximos para un vehículo determinado, puesto que puede reducir el riesgo de retardos más largos provocados por el almacenamiento temporal o incluso reducir las tasas de error que se pueden presentar a partir de las memorias intermedias desbordadas.
En muchas realizaciones, la programación de capa de MAC puede asignar un recurso de interfaz aérea a enlaces de comunicación por radio de onda mm para las diferentes direcciones MAC en respuesta a las indicaciones de condición de enlace de radio para los enlaces de comunicación por radio de onda mm, tal como una o más de las indicaciones de señal a ruido; indicaciones de intensidad de señal; indicaciones de rendimiento, e indicaciones de tasa de error para los enlaces de comunicación por radio de onda mm.
Una indicación de condición de enlace de radio para un enlace de comunicación por radio de onda mm puede ser cualquier indicación de una condición de radio y específicamente una calidad del enlace y específicamente puede ser cualquier medida indicativa de una relación de señal con respecto a ruido, capacidad, tasa de error, rendimiento, intensidad de señal, etc.
En algunas realizaciones, una indicación de condición de enlace de radio puede ser específicamente una indicación de rendimiento. La indicación de rendimiento se puede determinar, por ejemplo, como una medida de rendimiento derivada de mediciones de una pluralidad de parámetros.
Por ejemplo, un punto de acceso puede determinar continuamente la relación de señal con respecto a ruido recibida o la intensidad de señal para cada enlace de comunicación por radio de onda mm al vehículo. A continuación, el punto de acceso puede convertir esto en un valor de rendimiento, por ejemplo, con base en una fórmula o tabla de consulta (LUT) predeterminada. Se puede determinar un rendimiento para cada enlace y el planificador puede entonces asignar lapsos de tiempo a los enlaces de acuerdo con el valor de rendimiento, específicamente con más lapsos de tiempo que se asignan a enlaces que actualmente indican un alto rendimiento.
En algunas realizaciones, el rendimiento para un enlace de comunicación por radio de onda mm se puede medir directamente y usarse como una indicación de condición de enlace de radio.
En muchas realizaciones, una indicación de condición de enlace de radio para un enlace de comunicación por radio de onda mm puede ser un esquema de modulación y codificación aplicado actualmente para el enlace de comunicación por radio de onda mm. En muchos sistemas, el esquema de modulación y codificación aplicado utilizado para la comunicación se adapta dinámicamente a fin de maximizar el rendimiento del enlace de comunicación por radio de onda mm. Por ejemplo, si la tasa de error incrementa por encima de un umbral determinado, se puede transmitir un mensaje de control para provocar que el esquema de modulación y codificación se cambie a un esquema de tasa de datos más fiable pero más bajo y si la tasa de error disminuye por debajo de un umbral determinado, se puede transmitir un mensaje de control para provocar que el esquema de modulación y codificación se cambie a un esquema de tasa de datos menos fiable pero más alto.
En estos sistemas, el esquema de modulación y codificación determinado actualmente puede reflejar directamente una tasa de datos para la comunicación a través del enlace de comunicación por radio de onda mm. Por lo tanto, el esquema actualmente seleccionado/ aplicado puede reflejar la calidad del enlace de comunicación por radio de onda mm. Por ejemplo, a menor es la atenuación y el ruido, más alta será la tasa de datos.
En algunas realizaciones, un valor de intensidad de señal de baliza se puede utilizar como una indicación de condición de enlace de radio. Por ejemplo, la intensidad de señal de baliza medida se puede reportar de vuelta al punto de acceso y se puede convertir en una medida específica indicativa de la calidad de un enlace de comunicación por radio de onda mm tal como un rendimiento o atenuación para ese enlace de comunicación por radio de onda mm.
Esta indicación de condición de enlace de radio puede ser particularmente ventajosa puesto que no depende de la transmisión activa de datos a través del enlace de comunicación por radio de onda mm. Se puede utilizar para un enlace de comunicación por radio de onda mm que se ha establecido pero que actualmente no está activo. En este caso, es posible que no se intercambien datos en absoluto a través del enlace de comunicación por radio de onda mm. Sin embargo, el módem inalámbrico que soporta el enlace de comunicación por radio de onda mm puede medir la intensidad de baliza, tal como, por ejemplo, el nivel de RSSI actual, y ya sea usarlo directamente o convertirlo en otro valor. Por ejemplo, una fórmula predeterminada o LUT puede proporcionar una estimación de rendimiento o una estimación de esquema de modulación y codificación en función del nivel de RSSI.
En algunos escenarios, una identidad de vehículo puede establecer enlaces de comunicación por radio de ondas mm simultáneos a diferentes puntos de acceso y, en algunas realizaciones, el sistema puede comprender funcionalidad para utilizar información de identidades de vehículo asociadas a través de múltiples puntos de acceso.
En el ejemplo de la figura 11, el vehículo 103 ha establecido simultáneamente dos enlaces de comunicación por radio de onda mm al primer punto de acceso 203 y dos enlaces de comunicación por radio de onda mm al segundo punto de acceso 205. Además, en el ejemplo, los dos puntos de acceso 203 se acoplan conjuntamente 205 tal que puedan intercambiar datos (en muchas realizaciones, el acoplamiento puede ser mediante una red de L2).
En el ejemplo, el primer punto de acceso 203 se arregla para recibir indicaciones de enlace no sólo para enlaces de comunicación por radio de onda mm del primer punto de acceso 203 sino también para enlaces de comunicación por radio de onda mm del segundo punto de acceso 205.
En algunas realizaciones, las indicaciones de enlace se pueden recibir directamente del vehículo 103, tal como, por ejemplo, por el vehículo 103 que transmite un mensaje dedicado que enlaza la identidad del vehículo a todas las direcciones MAC de los módems inalámbricos y datos que indican a qué punto de acceso han establecido actualmente un enlace de comunicación por radio de onda mm (por ejemplo, el mensaje de datos puede comprender la dirección MAC de los puntos de acceso con los que se comunican los módems inalámbricos individuales). Por lo tanto, se pueden recibir indicaciones de enlace para todos los enlaces de comunicación por radio de onda mm activos.
En otras realizaciones, los puntos de acceso pueden intercambiar información que indica qué identidad de vehículo se asocia con los enlaces de comunicación por radio de onda mm que se establecen actualmente para el punto de acceso. Por ejemplo, siempre que se recibe una nueva indicación de enlace por un punto de acceso determinado, se puede proceder a generar un mensaje que indica la indicación de enlace y, por ejemplo, la multidifusión de este a un conjunto de puntos de acceso vecinos.
El primer planificador 1001 y(/o) el segundo planificador 1003 se pueden arreglar para realizar la planificación en respuesta a las indicaciones de enlace para enlaces de comunicación por radio de onda mm de otros puntos de acceso. Específicamente, en muchas realizaciones, los enfoques descritos se pueden extender directamente para considerar enlaces de comunicación por radio de onda mm para múltiples puntos de acceso. Por ejemplo, el primer planificador 1001 puede identificar un grupo de enlaces al mismo vehículo 103 que incluye potencialmente enlaces desde diferentes puntos de acceso. A continuación, puede proceder a asignar recurso/lapso de tiempo a estos enlaces en tanto que se tiene en cuenta que son para el mismo vehículo 103. Específicamente, el primer planificador 1001 puede seleccionar asignar recursos sólo al enlace de comunicación por radio de onda mm del grupo que actualmente tiene el rendimiento más alto. En algunas realizaciones, por ejemplo, la información de rendimiento se puede transmitir desde un punto de acceso al otro con la programación que se realiza sólo por un punto de acceso y con el resultado que se comunica al otro punto de acceso. Por ejemplo, en muchas realizaciones, la selección de un enlace de comunicación por radio de onda mm individual se realiza por un planificador y se comunica a los otros planificadores de puntos de acceso que también han formado enlaces con el vehículo 103. El planificador para el punto de acceso del enlace de comunicación por radio de onda mm seleccionado puede entonces proceder a asignar recursos a este enlace considerando adicionalmente otros enlaces de comunicación por radio de onda mm. En otras realizaciones, cada planificador puede seleccionar individualmente un enlace de comunicación por radio de onda mm del grupo y proceder a asignar el recurso si el enlace seleccionado es uno para el cual el planificador se arregla para programar la interfaz aérea. Por ejemplo, si se distribuye suficiente información entre los planificadores y estos aplican el mismo algoritmo de selección, entonces todos los planificadores llegarán individualmente a las mismas conclusiones y seleccionarán diferentes enlaces como enfoque y, por lo tanto, no se necesita comunicar información explícita sobre la selección.
En algunas realizaciones, el punto de acceso/ planificadores se pueden arreglar para realizar la programación en respuesta a una consideración de enlaces de comunicación por radio de ondas mm (simultáneos) a una pluralidad de vehículos. Por lo tanto, en muchas realizaciones, el planificador se arregla para detectar que las indicaciones de enlace han recibido direcciones MAC de enlace para enlaces de comunicación por radio de onda mm a diferentes identidades de vehículo y la programación se puede realizar en respuesta a esta detección.
Por ejemplo, como se ilustra en la figura 12, dos vehículos 103, 1201 pueden estar cerca entre sí (por ejemplo, dos trenes que pasan en vías adyacentes) y ambos han formado dos enlaces con respectivamente el primer punto de acceso 203 y el segundo punto de acceso 205. En este caso, cada punto de acceso mantiene cuatro enlaces de comunicación por radio de onda mm y cada vehículo 203, 1201 también ha formado cuatro enlaces. En este caso, la programación a través de los enlaces de comunicación por radio de onda mm a uno de los vehículos 103 puede tener en cuenta además los enlaces de comunicación por radio de onda mm formados a otros vehículos 1201.
En particular, en algunas realizaciones, la programación realizada por cada uno de los planificadores puede ser sólo para uno de los vehículos 103, 1201, es decir, el primer punto de acceso 203 se puede usar para la comunicación sólo con el primer vehículo 103 y el segundo punto de acceso 205 se puede usar sólo para la comunicación con el segundo vehículo 1201. Esto puede, en muchas realizaciones, facilitar la programación, pero en muchos escenarios también puede dar por resultado una programación y uso de recursos mejorados.
En muchas realizaciones, la selección de un punto de acceso para usar para cada vehículo de un par de vehículos que se puede servir por un par de puntos de acceso puede ser habitualmente en respuesta a una indicación de rendimiento para los enlaces de comunicación por radio de onda mm a los dos vehículos de los dos puntos de acceso.
Por ejemplo, el sistema puede determinar el rendimiento de corriente combinado para cada combinación de punto de acceso a vehículo. Como otro ejemplo, el sistema puede determinar el rendimiento actual máximo para un enlace de comunicación por radio de onda mm individual para cada combinación de punto de acceso a vehículo.
La selección de qué punto de acceso usar para cada vehículo se puede realizar al considerar un comportamiento de rendimiento deseado. Por ejemplo, se puede seleccionar el punto de acceso que dará por resultado el rendimiento máximo combinado (para ambos vehículos) o el rendimiento de enlace individual máximo para los dos vehículos. En algunas realizaciones, esta selección puede, por ejemplo, estar sujeta al requisito de que se logre un rendimiento mínimo para cada vehículo. En general, la asignación de recursos para los vehículos puede en muchas realizaciones estar sujeta a un recurso de interfaz aérea mínimo que se asigna a cada identidad de vehículo.
En algunas realizaciones, la selección del punto de acceso para cada vehículo puede ser en respuesta a varias propiedades. Por ejemplo, en muchas realizaciones, el requisito de velocidad de datos actual para cada vehículo se puede considerar tal que, por ejemplo, se selecciona el rendimiento máximo para el vehículo con el requisito de velocidad de datos más alto. Se apreciará que son posibles muchas variaciones y criterios de decisión y que el específico dependerá de la realización individual.
En muchas realizaciones, una vez que se ha seleccionado el punto de acceso para cada vehículo, el planificador para el punto de acceso apropiado procederá a programar el recurso de interfaz aérea para el vehículo seleccionado y, por lo tanto, habitualmente dependerá de potencialmente otros vehículos.
En muchas realizaciones, se pueden utilizar los enfoques descritos anteriormente para programar desde un punto de acceso individual a un vehículo. Por ejemplo, el planificador puede seleccionar simplemente el enlace de comunicación por radio de onda mm con el rendimiento actual más alto y asignar todos los recursos disponibles a este enlace.
Por lo tanto, como un ejemplo específico, si el sistema detecta que un par de vehículos se puede servir por un par de puntos de acceso, primero puede seleccionar el enlace de comunicación por radio de onda mm que tiene el más alto rendimiento para cada uno de los puntos de acceso a cada uno de los vehículos. En el ejemplo de la figura 12, esto dará por resultado una reducción en el número de posibles enlaces de 8 a 4 conforme se descarta un enlace desde cada punto de acceso a cada vehículo (desde la perspectiva de programación, los módems permanecerán asociados a los respectivos puntos de acceso) debido a otro enlace que existe entre estos con un más alto rendimiento. Los cuatro enlaces representan de esta manera el rendimiento máximo desde cada uno de los puntos de acceso a cada uno de los dos vehículos. Debido a las limitaciones de que se debe formar un enlace a cada uno de los trenes y que cada uno de los dos puntos de acceso debe formar un enlace, esto corresponde a dos pares de posibles enlaces. El sistema entonces puede evaluar el rendimiento combinado de los dos vehículos para estas dos posibilidades y seleccionar el que tenga el rendimiento combinado más alto. De esta manera, se selecciona un enlace individual para cada punto de acceso con los dos puntos de acceso que aseguran que ambos vehículos tienen un enlace a uno de los puntos de acceso.
Los enfoques descritos pueden dar por resultado una asignación de recursos de interfaz aérea flexible con adaptación de qué enlaces/ rutas/módems inalámbricos se utilizan a las condiciones actuales. El enfoque puede dar por resultado habitualmente grandes variaciones en las tasas de rendimiento para rutas de L2 individuales usadas para paquetes de datos. Por ejemplo, los paquetes de datos direccionados a un nodo final mediante una dirección MAC de un primer módem se pueden retardar de manera sustancial o posiblemente incluso perderse si ese enlace no se programa durante algún tiempo (o quizás permanentemente). En muchas realizaciones, se puede incluir funcionalidad que mitiga este efecto.
En algunas realizaciones, la programación de capa de MAC se puede arreglar para programar datos direccionados a una dirección MAC a través de un enlace de comunicación por radio de onda mm para otra dirección MAC. Específicamente, si se detecta que un conjunto de enlaces de comunicación por radio de onda mm y direcciones MAC de módem inalámbrico asociadas son para el mismo vehículo, los paquetes de datos direccionados a uno de estos se pueden reencaminar mediante uno de los otros enlaces del grupo. Por lo tanto, específicamente, el planificador puede mover paquetes de datos desde la cola/ memoria intermedia de un enlace para el que no se programa ninguna interfaz aérea a la cola/ memoria intermedia de un enlace para el que se programa una interfaz aérea. Específicamente, si todos los recursos de interfaz aérea se asignan a un enlace de comunicación por radio de onda mm/módem inalámbrico seleccionado individual, el planificador también puede en algunas realizaciones mover todos los paquetes de datos para el vehículo a la cola del enlace seleccionado.
En estas realizaciones, el planificador se puede arreglar además para modificar los paquetes de datos, por ejemplo, al encapsularlos en una cabecera MAC utilizando la ruta del enlace seleccionado o al cambiar directamente las direcciones MAC de módem inalámbrico comprendidas en los paquetes de datos.
En algunas realizaciones, la red (específicamente la red fija o la red de vehículo que depende de la dirección de transmisión de datos) puede comprender un administrador de rutas que se arregla para adaptar un encaminamiento para datos para un vehículo en respuesta a al menos uno de un rendimiento y tiempo de ida y vuelta para una ruta que incluye una dirección MAC determinada para un módem determinado. La adaptación puede ser específicamente tal que la ruta se cambie de incluir la dirección MAC del módem inalámbrico para incluir la dirección MAC de otro módem inalámbrico en el mismo vehículo.
El administrador de rutas puede detectar específicamente que el rendimiento está por debajo de un umbral o que un tiempo de ida y vuelta excede un umbral determinado. La señalización de control de flujo puede indicar el volumen de tráfico en cola, o el número de secuencia del último paquete transmitido. Estos pueden ser indicativos del enlace de comunicación por radio de onda mm asociado con el encaminamiento actual y la dirección MAC de módem inalámbrico no está recibiendo ningún recurso de interfaz aérea (o suficiente) que de por resultado un retardo o posible pérdida de datos (por ejemplo, debido al desbordamiento de memoria intermedia). En respuesta, el gestor de rutas se puede arreglar para modificar el encaminamiento tal que use un enlace de comunicación por radio de onda mm diferente (y activo). En muchas realizaciones, el sistema se puede arreglar además para retransmitir diversos paquetes de datos ya transmitidos en la ruta anterior utilizando la nueva ruta adaptada.
En algunas realizaciones, el administrador de rutas puede ser una funcionalidad de encaminamiento basada en MAC de L2 que, por ejemplo, puede adaptar el encaminamiento utilizando mensajería de ARP. Esto puede proporcionar una implementación de baja complejidad con adaptación rápida y ubicada.
Sin embargo, en otras realizaciones, el administrador de rutas se puede arreglar de manera alternativa o adicionalmente para realizar una actualización de encaminamiento de capa 3 o superior. Por ejemplo, el administrador de rutas puede ser una función IP y/o UDP/ TCP que detecta que un encaminamiento actual tiene un alto retardo o bajo rendimiento y, por lo tanto, puede adaptar el encaminamiento. Por consiguiente, el enfoque puede adaptar el encaminamiento, por ejemplo, de la misma manera que puede ser habitualmente el caso cuando los enlaces de radio se caen debido al movimiento de vehículo.
Se apreciará que la descripción anterior para mayor claridad ha descrito realizaciones de la invención con referencia a diferentes circuitos, unidades y procesadores funcionales. Sin embargo, será evidente que se puede usar cualquier distribución adecuada de funcionalidad entre diferentes circuitos, unidades o procesadores funcionales sin desmerecer la invención. Por ejemplo, la funcionalidad ilustrada que se va a realizar por procesadores o controladores separados se puede realizar por el mismo procesador o controladores. Por lo tanto, las referencias a unidades o circuitos funcionales específicos sólo se van a ver como referencias a medios adecuados para proporcionar la funcionalidad descrita en lugar de ser indicativas de una estructura u organización lógica o física estricta.
La invención se puede implementar en cualquier forma adecuada, incluyendo hardware, software, firmware o cualquier combinación de estos. La invención se puede implementar opcionalmente al menos parcialmente como software de computadora que se ejecuta en uno o más procesadores de datos y/o procesadores de señales digitales. Los elementos y componentes de una realización de la invención se pueden implementar físicamente, de manera funcional, y lógicamente de cualquier manera adecuada. De hecho, la funcionalidad se puede implementar en una unidad individual, en una pluralidad de unidades o como parte de otras unidades funcionales. Como tal, la invención se puede implementar en una unidad individual o se puede distribuir de manera física y funcionalmente entre diferentes unidades, circuitos y procesadores.
Aunque la presente invención se ha descrito con relación a algunas realizaciones, no se propone que se limite a la forma específica establecida en la presente. Por el contrario, el alcance de la presente invención se limita sólo por las reivindicaciones anexas. Además, aunque puede parecer que se describe una característica con relación a realizaciones particulares, un experto en la técnica reconocería que se pueden combinar diversas características de las realizaciones descritas de acuerdo con la invención. En las reivindicaciones, el término que comprende no excluye la presencia de otros elementos o pasos.
Además, aunque se listan individualmente, una pluralidad de medios, elementos, circuitos o pasos de método se pueden implementar, por ejemplo, por un circuito, unidad o procesador individual. Adicionalmente, aunque se pueden incluir características individuales en diferentes reivindicaciones, estas se pueden combinar posiblemente de manera ventajosa, y la inclusión en diferentes reivindicaciones no implica que una combinación de características no sea factible y/o ventajosa. Además, la inclusión de una característica en una categoría de reivindicaciones no implica una limitación a esta categoría, sino que más bien indica que la característica es igualmente aplicable a otras categorías de reivindicaciones según corresponda. Además, el orden de las características en las reivindicaciones no implica ningún orden específico en el que se deben trabajar las características y, en particular, el orden de los pasos individuales en una reivindicación de método no implica que los pasos se deban realizar en este orden. En su lugar, los pasos se pueden realizar en cualquier orden adecuado. Además, las referencias singulares no excluyen una pluralidad. Por lo tanto, las referencias a “uno”, “una”, “primero”, “segundo”, etc., no excluyen una pluralidad. Los signos de referencia en las reivindicaciones se proporcionan simplemente como un ejemplo de aclaración y no se interpretarán como que limitan el alcance de las reivindicaciones de ninguna manera.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de comunicación para soportar la comunicación entre al menos un nodo final (101) de un primer vehículo (103) y al menos un nodo corresponsal remoto (105) mediante una red fija (107), el sistema de comunicación que comprende:
una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (203, 205) que son parte de la red fija, cada punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (203, 205) que tiene un arreglo de antena direccional para la comunicación por radio de ondas mm usando haces direccionales;
un número de módems inalámbricos (701, 703, 111, 113), cada módem inalámbrico que se ubica en el primer vehículo (103) y se arregla para establecer un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso (203) de la pluralidad de puntos de acceso (203, 205) usando una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente, cada módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) que es parte de una primera red de vehículo del primer vehículo (103);
caracterizado porque
la primera red de vehículo se arregla para transmitir indicaciones de enlace a al menos uno de la pluralidad de puntos de acceso (203, 205), una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad de vehículo para el primer vehículo (103); y donde un primer planificador de interfaz aérea (1001) para un primer punto de acceso (201) de la pluralidad de puntos de acceso (201, 203) para realizar la programación de capa de MAC sobre enlaces de comunicación por radio de onda mm establecidos para el primer punto de acceso (201) en respuesta a la primera indicación de identidad de vehículo.
2. El sistema de comunicación de la reivindicación 1, donde la primera red de vehículo se arregla para transmitir una primera indicación de enlace para un primer enlace de comunicación por radio de onda mm establecido entre el primer punto de acceso (201) y un primer módem inalámbrico mediante el primer enlace de comunicación por radio de onda mm.
3. El sistema de comunicación de cualquier reivindicación anterior, donde el primer punto de acceso (201) se arregla para recibir indicaciones de enlace para un segundo punto de acceso (203); y la programación de capa de MAC del primer planificador de interfaz aérea (1001) se arregla para realizar la programación en respuesta a las indicaciones de enlace para el segundo punto de acceso (203).
4. El sistema de comunicación de cualquier reivindicación anterior, donde el primer punto de acceso (201) se arregla para transmitir indicaciones de enlace para el primer punto de acceso (201) a un segundo punto de acceso (203).
5. El sistema de comunicación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el primer punto de acceso (201) se arregla para detectar que se han recibido indicaciones de enlace que enlazan una pluralidad de diferentes direcciones MAC al primer vehículo (103) y el primer planificador (1001) se arregla para realizar la programación de capa de MAC en respuesta a la detección.
6. El sistema de comunicación de la reivindicación 5, donde el planificador (1001) se arregla para seleccionar un enlace de comunicación por radio de onda mm de los enlaces de comunicación por radio de onda mm de la pluralidad de diferentes direcciones MAC para la comunicación con el primer vehículo (103).
7. El sistema de comunicación de la reivindicación 5, donde el primer planificador (1001) se arregla para sesgar el recurso desde un primer enlace de comunicación por radio de onda mm para una primera dirección de la pluralidad de diferentes direcciones MAC a un segundo enlace de comunicación por radio de onda mm para una segunda dirección de la pluralidad de diferentes direcciones MAC.
8. El sistema de comunicación de cualquiera de las reivindicaciones 5-7, donde el primer planificador (1001) se arregla para programar datos direccionados a una primera dirección MAC de las diferentes direcciones MAC a través de un enlace de comunicación por radio de onda mm para una segunda dirección MAC de la pluralidad de diferentes direcciones MAC.
9. El sistema de comunicación de cualquiera de las reivindicaciones 5-8 caracterizado porque el primer planificador (1001) se arregla para no programar datos direccionados sobre al menos un enlace de radiocomunicación de onda mm para una primera dirección MAC de la pluralidad de diferentes direcciones MAC en respuesta a la detección.
10. El sistema de comunicación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos uno de la red fija y la red de vehículo comprende un administrador de rutas para adaptar una ruta que comprende una primera dirección MAC para un módem inalámbrico de la pluralidad de módems inalámbricos (701, 703, 111, 113) para no incluir la primera dirección MAC en respuesta a al menos uno de un rendimiento y tiempo de ida y vuelta para la ruta que incluye la primera dirección MAC que está por debajo de un umbral.
11. El sistema de comunicación de la reivindicación 10, donde el administrador de rutas se arregla para realizar un cambio de encaminamiento de capa 3 o superior.
12. El sistema de comunicación de la reivindicación 10 u 11, donde el administrador de rutas se arregla para realizar un cambio de encaminamiento de capa 2.
13. El sistema de comunicación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el primer punto de acceso se arregla para detectar que se han recibido indicaciones de enlace que enlazan direcciones MAC a diferentes identidades de vehículo, y el primer planificador (1001) se arregla para realizar la programación de capa de MAC en respuesta a la detección.
14. Una primera red de vehículo para un sistema de comunicación que soporta la comunicación entre al menos un nodo final (101) de un primer vehículo (103) y al menos un nodo corresponsal remoto (105) mediante una red fija (107), la primera red de vehículo que se ubica en el primer vehículo (103) y que comprende:
un número de módems inalámbricos (701, 703, 111, 113), cada módem inalámbrico que se ubica en el primer vehículo (103) y se arregla para establecer un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso (203) de una pluralidad de puntos de acceso (203, 205) usando una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente, cada módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) que es parte de la primera red de vehículo del primer vehículo (103); y caracterizado porque la primera red de vehículo se arregla para transmitir indicaciones de enlace a al menos uno de la pluralidad de puntos de acceso (203, 205), una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad de vehículo para el primer vehículo (103).
15. Un método de operación para un sistema de comunicación para soportar comunicación entre al menos un nodo final (101) de un primer vehículo (103) y al menos un nodo corresponsal remoto (105) mediante una red fija (107), el sistema de comunicación que comprende:
una pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (203, 205) que son parte de la red fija, cada punto de acceso de la pluralidad de puntos de acceso inalámbricos (203, 205) que tiene un arreglo de antena direccional para la comunicación por radio de ondas mm usando haces direccionales;
varios módems inalámbricos (701, 703, 111, 113), cada módem inalámbrico que se ubica en el primer vehículo (103) y se arregla para establecer un enlace de comunicación por radio de onda mm a un punto de acceso (203) de la pluralidad de puntos de acceso (203, 205) usando una antena direccional de formación de haces dirigibles electrónicamente, cada módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) que es parte de una primera red de vehículo del primer vehículo (103); el método que se caracteriza porque comprende:
la primera red de vehículo que transmite indicaciones de enlace a al menos uno de la pluralidad de puntos de acceso (203, 205), una indicación de enlace que proporciona un enlace entre una dirección MAC de un módem inalámbrico (701, 703, 111, 113) del número de módems inalámbricos y una primera indicación de identidad de vehículo para el primer vehículo (103); y
un primer planificador de interfaz aérea (1001) para un primer punto de acceso (201) de la pluralidad de puntos de acceso (201, 203) que realiza la planificación de capa de MAC sobre enlaces de radiocomunicación de onda mm establecidos para el primer punto de acceso (201) en respuesta a la primera indicación de identidad de vehículo.
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