ES2961195T3 - Tramas de control de corta duración en la capa física - Google Patents
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Abstract
La invención comprende un método para recibir una trama de control por parte de una entidad receptora (ER1) desde una entidad transmisora (EE1), según el protocolo WiFi que comprende una capa PLCP y una capa MAC, comprendiendo la trama de control (RTS1) un campo SIG de cabecera. (SIG') de la capa PLCP, comprendiendo el método una etapa de demodulación (R2), según una técnica de modulación relativa a la capa PLCP, una etapa de extracción (R3) de un parámetro (RA parcial) de la capa MAC destinado a identificar una entidad receptora de la trama de control, desde el campo SIG demodulado, un paso de detectar una correspondencia entre el parámetro extraído y un identificador de la entidad receptora (ER1), y un paso (R4) de transferir el parámetro a la capa MAC. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Tramas de control de corta duración en la capa física
1. Campo de la invención
El campo de la invención es el de los sistemas de comunicación que utilizan un canal de transmisión radioeléctrico, eléctrico u óptico y, más en particular, el de la gestión de un canal mediante tramas de control cuando es compartido entre varias entidades transmisoras o receptoras.
2. Estado de la técnica anterior
En los sistemas de comunicación por radio, líneas eléctricas y óptica inalámbrica, el canal de transmisión es un recurso compartido que se ve perturbado por las interferencias entre las diferentes entidades transmisoras y receptoras que comparten el canal, y por las colisiones entre las diferentes tramas de datos que se transfieren en el canal. Para que los intercambios de tramas de datos sean más fiables, se intercambian las denominadas tramas de "control" entre las entidades transmisoras y receptoras, antes y después de un intercambio de tramas de datos.
Las tramas de datos y las tramas de control tienen el mismo formato. Lafigura 1ilustra la composición de una trama basada en el ejemplo de acuerdo con la norma IEEE 802.11 (WiFi) de una trama de datos DATA1 y tres tramas de control RTS0, CTS0 y ACK0. Dichas tramas comprenden todas las partes siguientes:
- una cabecera PLCP(Physical Layer Convergence Protocolo protocolo de convergencia de la capa física), que comprende los campos STF(Short Training Fieldo campo de entrenamiento corto), LTF(Long Training Fieldo campo de entrenamiento largo) y SIG(Signal Fieldo campo de señalización),
- una cabecera MAC(Medium Access Controlo control de acceso al medio) con un campoFrame Control(control de trama) que indica el tipo de trama (DATA para una trama de datos o ACK para una trama de acuse de recibo, por ejemplo), así como uno o varios campos que pueden ser, entre otros, un campo de dirección MAC de origen, un campo de dirección MAC de destino y/o un campoDuration(duración de un intercambio de trama),
- los datos MAC, ausentes si la trama es una trama de control,
- y otros campos tales como FCS(Frame Check Sequenceo secuencia de verificación de integridad de trama),tail(cola), pad(paddingo relleno).
El campo STF es invariable y se utiliza para la sincronización de tiempo. El campo LTF se utiliza para la sincronización de frecuencia y el campo SIG se utiliza para la señalización de datos destinados al receptor.
Los campos y los datos se modulan con una modulación OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexingo multiplexación por división en frecuencias ortogonales). Una trama se presenta, por tanto, como una sucesión de símbolos OFDM.
En el modelo de comunicación OSI(Open Systems Interconnectiono interconexión de sistemas abiertos) de 7 capas utilizado por las redes locales de acuerdo con la norma IEEE 802.11, la subcapa PLCP forma parte de la capa física, que es la primera capa y la más baja. La subcapa MAC forma parte de la capa de enlace de datos, que es la segunda capa del modelo. Al recibir una trama de datos o de control, la subcapa PLCP de una entidad detecta primero el inicio de la trama utilizando el campo STF. Si la sincronización de tiempo es correcta para una trama WiFi, la trama se desmodula y el resultado se pasa a la subcapa MAC. La subcapa MAC comprueba la integridad de la trama utilizando el campo FCS y, en función del resultado, también comprueba si la trama está realmente destinada a la entidad, utilizando la cabecera MAC. Del mismo modo, el mecanismo para generar una trama de datos o una trama de control también requiere la interacción entre las dos primeras capas, la física y la de enlace de datos.
Para que el intercambio de una trama de datos sea fiable, la entidad transmisora envía primero una trama de control de tipo RTS(Request To Sendo solicitud de emisión). Su finalidad es reservar el canal durante un período de tiempo determinado. La entidad receptora responde enviando una trama de control tipo CTS(Clear To Sendo libre para la emisión). Su finalidad es confirmar que el canal se ha reservado durante un período de tiempo corregido. A continuación, la entidad transmisora transmite la trama de datos, a lo que la entidad receptora responde con una trama de control de tipo ACK(ACKnowldgemento acuse de recibo).
También existe una trama de control de tipo PSPOLL(Power Save Pollingo sondeo de ahorro de energía), enviada por una entidad receptora cuando sale del modo en espera para indicar a una entidad transmisora que está lista para recibir una trama de datos. Si la entidad transmisora tiene realmente una trama de datos que enviar, lo hace. En caso contrario, envía una trama de control de tipo ACK.
El retardo SIFS(Short Inter-Frame Sequenceo secuencia corta entre tramas) da tiempo a las entidades implicadas en la transmisión a pasar del modo de transmisión al modo de recepción (y viceversa). Este retardo se incluye en el cálculo del valor del campoDuration(duración) de la cabecera MAC, si procede.
Los datos de una trama de datos varían en tamaño, desde unos 100 bytes para voz sobre protocolo de Internet, o 127 bytes para datos intercambiados de máquina a máquina, hasta varios kilobytes para vídeo. De acuerdo con la norma IEEE 802.11 a, la transmisión de 100 bytes puede tardar 40 ps, mientras que un paquete de 1.500 bytes puede tardar hasta 2.064 ps. Todos los bytes que componen la parte MAC (cabecera y datos) se modulan a una velocidad optimizada según las condiciones del canal de transmisión, por ejemplo a 36 Mbit/s para la técnica 16QAM(16-state Quadrature Amplification Modulationo modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados).
El campo SIG (24 bytes) se modula a una velocidad inferior a la de la parte MAC, por ejemplo a 6 Mbit/s para la técnica BPSK(Binary Phase Shift Keyingo modulación binaria por desplazamiento de fase), lo que hace que el campo SIG sea más robusto que los campos de la capa MAC. Esto se debe a que las señales moduladas tienen un alcance diferente de acuerdo con la velocidad utilizada; cuanto mayor sea la velocidad, menor será el alcance de una señal y mayor el riesgo de error en la recepción.
De acuerdo con la norma IEEE 802.11a, una trama de control (con su cabecera MAC de 20 bytes) ocupa 32ps del canal de transmisión. En el tráfico de datos cuyas tramas de datos relativamente cortas pueden ocupar alrededor de 40 ps del canal, las tramas de control representan por tanto una porción significativa del tráfico, en comparación con las tramas "útiles". Esto es especialmente cierto en el tráfico de voz sobre IP y en el tráfico de datos entre máquinas, donde el ancho de banda ocupado por las tramas de control supone un problema.
Además, la presencia de una cabecera MAC modulada a una velocidad superior a la del resto de la trama de control reduce su robustez y añade un facto de complejidad a las operaciones de modulación y desmodulación de la trama de control. En las entidades transmisoras o receptoras con una gran necesidad de energía, como las que participan en los intercambios entre máquinas, este factor de complejidad conlleva un consumo de energía que también constituye un problema.
La so lic itud de patente US 2009/0092039 A1 divulga un p roced im ien to de transm isión de una tram a de datos, en el que una cabecera MAC se inserta en el campo SIG, pero en el que queda una parte de la tram a que debe m odularse de acuerdo con la técnica de m odulación específica de la subcapa MAC, además de la m odulación aplicada al campo SIG, específica de la subcapa PLCP.
Por tanto, existe la necesidad de una solución que no presente estos inconvenientes.
3. Resumen de la invención
La invención mejora la situación mediante un procedimiento de transmisión de una trama de control por una entidad transmisora a una entidad receptora, comprendiendo la trama de control un campo de cabecera de primera capa destinado a transportar información relativa a una primera capa, comprendiendo el procedimiento una etapa de modulación de acuerdo con una primera técnica de modulación y, antes de la etapa de modulación, una etapa de inserción de información relativa a una segunda capa en dicho campo de cabecera de primera capa.
Gracias a la invención, ya no es necesaria una cabecera de segunda capa en la trama de control. Esto libera una cabecera de primera capa destinada a procesar la cabecera de segunda capa. En comparación con la técnica anterior, este procedimiento permite reducir la longitud de la trama de control y también utilizar una sola técnica de modulación, en lugar de dos (una por capa).
De acuerdo con la técnica anterior, por ejemplo WiFi, la información relativa a la capa MAC (segunda capa), es decir, el tipo de trama de control y sus parámetros, se transporta en la cabecera MAC. De acuerdo con la técnica anterior, también existe un campo SIG en la capa PLCP (primera capa), destinado a transportar la información necesaria para procesar la cabecera MAC. De acuerdo con la invención, la información relativa a la capa MAC, es decir, el tipo de trama de control y sus parámetros, se inserta en el campo SIG. Por un lado, esto libera la cabecera MAC, que ya no se inserta en la trama de control y, por otro lado, libera el uso original del campo SIG.
De acuerdo con la técnica anterior, una trama de control WiFi (con su cabecera MAC de 20 bytes) ocupa 32 ps del canal de transmisión. Para una trama de control WiFi de acuerdo con la invención (sin cabecera MAC), esta duración es del orden de 20 ps.
Con la invención, como la trama de control ya no comprende un campo o una cabecera relativos a la capa MAC, no es necesaria la modulación de acuerdo con una técnica de modulación relativa a esta capa MAC. Sólo queda la modulación del campo SIG de acuerdo con una técnica de modulación relativa a la capa PLCP, más robusta y menos compleja que la técnica de modulación relativa a la capa MAC.
Se entiende que, gracias a la invención, una trama de control es más corta, y la entidad transmisora sólo necesita implementar un modo de modulación, el relativo a la primera capa, que resulta ser el más robusto. Esto permite reducir el ancho de banda ocupado por las tramas de control en el tráfico de datos, aumentar la robustez de transmisión y reducir el número y la complejidad de las operaciones de modulación en la entidad transmisora.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la información insertada relativa a la segunda capa comprende al menos un elemento de información de un grupo que comprende como mínimo:
- un elemento de información relativo al tipo de trama de control (PLCP type),
- en elemento de información relativo a la duración (DUR) del intercambio entre las entidades transmisora y receptora,
- un identificador de la entidad transmisora (Partial TA),
- un identificador de la entidad receptora (Partial RA).
De forma ventajosa, con la información insertada en el campo de cabecera relativa a la primera capa, es posible obtener los diferentes tipos de tramas de control necesarios para el intercambio de tramas de datos entre dos entidades.
A modo de ejemplo, la siguiente tabla enumera la composición del campo SIG para las principales tramas de control utilizadas en WiFi:
Por ejemplo, una trama de control ACK (una trama de "acuse de recibo" en WiFi) comprende en su campo SIG, además del tipo "ACK", un identificador de la entidad receptora a la que está destinada la trama ACK, pero no comprende un identificador de la entidad transmisora, ni ninguna información de duración.
La invención también se refiere a un procedimiento de recepción de una trama de control por una entidad receptora desde una entidad transmisora, comprendiendo la trama de control un campo de cabecera destinado a transportar información relativa a una primera capa, comprendiendo el procedimiento una etapa de desmodulación de dicho campo de cabecera de acuerdo con una primera técnica de modulación y, tras la etapa de desmodulación, una etapa de extracción de información relativa a una segunda capa a partir del campo de cabecera desmodulado.
La información extraída de este modo puede transmitirse a la segunda capa, por ejemplo la capa MAC, para ser procesada allí como información relativa a esta capa.
En comparación con la técnica anterior, este procedimiento solo permite utilizar un tipo de desmodulación al recibir una trama de control, en lugar de dos. Esto permite reducir el número y la complejidad de las operaciones de desmodulación en la entidad receptora.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la información extraída no se transmite a la segunda capa si no se detecta ninguna coincidencia entre el identificador de la entidad receptora y la información extraída.
De forma ventajosa, el procesamiento de una trama de control recibida por la entidad receptora pero no destinada a la misma se detiene en la primera capa, por ejemplo la capa PLCP, sin implicar a la segunda capa, por ejemplo la capa MAC. Esto ahorra tiempo y cálculos a la entidad receptora.
La invención también se refiere a un procedimiento de transmisión de una trama de datos por una entidad transmisora a una entidad receptora, que comprende, antes de la etapa de transmisión de la trama de datos, las siguientes etapas:
• transmitir una trama de control de solicitud de reserva, destinada a reservar un canal de comunicación entre la entidad transmisora y la entidad receptora, transmitiéndose la trama de control de solicitud de reserva de acuerdo con el procedimiento de transmisión de una trama de control que se acaba de describir,
• recibir una trama de control de confirmación de reserva, destinada a confirmar a la entidad transmisora la reserva del canal de comunicación por la entidad receptora, recibiéndose la trama de control de confirmación de reserva de acuerdo con el procedimiento de recepción de una trama de control que se acaba de describir.
Por cada trama de datos transmitida, se intercambian al menos dos tramas de control entre las entidades transmisora y receptora. La parte de tramas de control con respecto a las tramas de datos es significativa, sobre todo cuando las tramas de datos son cortas. Se entiende por tanto que, gracias a la invención, se reduce la parte que ocupa el volumen de tramas de control en el tráfico generado por la transmisión de tramas de datos, ya que se reduce el tamaño de las tramas de control en comparación con la técnica anterior.
La invención también se refiere a un procedimiento de recepción de una trama de datos por una entidad receptora desde una entidad transmisora, que comprende, tras una etapa de recepción de la trama de datos, una etapa de transmisión de una trama de control de acuse de recibo, destinada a acusar recibo a la entidad transmisora de la recepción de la trama de datos, transmitiéndose la trama de control de acuse de recibo de acuerdo con el procedimiento de transmisión de una trama de control que se acaba de describir.
Por cada trama de datos recibida, se transmite al menos una trama de control. La parte de tramas de control con respecto a las tramas de datos es significativa, sobre todo cuando las tramas de datos son cortas. Se entiende por tanto que, gracias a la invención, se reduce la parte que ocupa el volumen de tramas de control en el tráfico generado por la recepción de tramas de datos, ya que se reduce el tamaño de las tramas de control en comparación con la técnica anterior.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la etapa de recepción de una trama de datos va precedida de una etapa de transmisión de una trama de control de indicación de salida de espera, destinada a informar a la entidad transmisora de que la entidad receptora ha salido de un modo de espera y está lista para recibir una trama de datos, transmitiéndose la trama de control de indicación de salida de espera de acuerdo con el procedimiento de transmisión de una trama de control que se acaba de describir.
En WiFi, por ejemplo, este aspecto permite tener en cuenta una trama de control de tipo "PSPOLL".
La invención también se refiere a un dispositivo para transmitir una trama de control por una entidad transmisora a una entidad receptora, comprendiendo la trama de control un campo de cabecera destinado a transportar información relativa a una primera capa, modulándose dicho campo de cabecera de acuerdo con una primera técnica de modulación, comprendiendo el dispositivo una unidad para insertar información relativa a una segunda capa en el campo de cabecera relativo a la primera capa.
La invención también se refiere a un dispositivo para recibir una trama de control por una entidad receptora desde una entidad transmisora, comprendiendo la trama de control un campo de cabecera destinado a transportar información relativa a una primera capa, desmodulándose dicho campo de cabecera de acuerdo con una primera técnica de modulación, comprendiendo el dispositivo una unidad para extraer información relativa a una segunda capa del campo de cabecera relativo a la primera capa.
La invención también se refiere a un dispositivo para transmitir una trama de datos desde una entidad transmisora a una entidad receptora, que comprende:
• un dispositivo para transmitir una trama de control tal como la descrita anteriormente, capaz de generar una trama de control de solicitud de reserva, destinada a reservar para la trama de datos un canal de comunicación entre la entidad transmisora y la entidad receptora,
• un dispositivo para recibir una trama de control tal como la descrita anteriormente, capaz de procesar una trama de control de confirmación de reserva, destinada a confirmar a la entidad transmisora que la entidad receptora ha reservado el canal de comunicación.
La invención también se refiere a un dispositivo para la recepción de una trama de datos por una entidad receptora desde una entidad transmisora, que comprende:
• un dispositivo para transmitir una trama de control tal como la descrita anteriormente, capaz de generar una trama de control de acuse de recibo, destinada a acusar recibo a la entidad transmisora de la recepción de la trama de datos por parte de la entidad receptora.
La invención también se refiere a una señal de control que porta una trama de control transmitida por una entidad transmisora y destinada a una entidad receptora, comprendiendo la trama de control un campo relativo a una primera capa modulada de acuerdo con una técnica de modulación relativa a la primera capa, comprendiendo el campo información relativa a una segunda capa.
En comparación con la técnica anterior, esta señal de acuerdo con la invención ocupa menos ancho de banda porque la información relativa a la segunda capa no se inserta en un campo relativo a la segunda capa, sino en un campo preexistente relativo a la primera capa, cuya reutilización para este fin está permitida debido a la ausencia de un campo relativo a la segunda capa.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la información relativa a la segunda capa comprendida en la señal comprende al menos un elemento de información de un grupo que comprende como mínimo:
• un elemento de información relativo al tipo de trama de control,
• en elemento de información relativo a la duración del intercambio entre las entidades transmisora y receptora, • un identificador de la entidad transmisora,
• un identificador de la entidad receptora.
Por lo tanto, la señal puede llevar cualquiera de las tramas de control necesarias para el transporte de una trama de datos entre una entidad transmisora y una entidad receptora, incluidas, entre otras, las tramas de reserva de canal, de confirmación de reserva de canal, de acuse de recibo o de indicación de salida de espera.
La invención también se refiere a una entidad transmisora conectada a una red de comunicación, que comprende al menos un dispositivo para transmitir una trama de datos tal como la descrita anteriormente.
Tal entidad transmisora es, por ejemplo, el punto de acceso o una estación de una red WiFi. El punto de acceso es, por ejemplo, una pasarela de acceso a Internet doméstica o profesional, y la estación es, por ejemplo, un ordenador, una tableta, un teléfono o un descodificador de señal de televisión.
La invención también se refiere a una entidad receptora conectada a una red de comunicación, que comprende al menos un dispositivo para recibir una trama de datos tal como la descrita anteriormente.
Tal entidad receptora es, por ejemplo, el punto de acceso o una estación de una red WiFi. El punto de acceso es, por ejemplo, una pasarela de acceso a Internet doméstica o profesional, y la estación es, por ejemplo, un ordenador, una tableta, un teléfono o un descodificador de señal de televisión.
La invención también se refiere a una entidad transmisora y receptora, que comprende a la vez un dispositivo para transmitir una trama de datos tal como el descrito anteriormente y un dispositivo para recibir una trama de datos tal como el descrito anteriormente.
La invención también se refiere a un sistema de comunicación, caracterizado por que comprende al menos una entidad transmisora tal como la descrita anteriormente y al menos una entidad receptora tal como la descrita anteriormente. Tal sistema comprende, por ejemplo, el punto de acceso y la estación o estaciones de una red WiFi.
La invención también se refiere a un programa de ordenador, que comprende instrucciones para implementar las etapas del procedimiento de transmisión de una trama de control tal como el descrito anteriormente, cuando este procedimiento es ejecutado por un procesador.
La invención también se refiere a un soporte legible por ordenador para grabar el programa que se acaba de describir, que puede utilizar cualquier lenguaje de programación y estar en forma de código fuente, código objeto o código intermedio entre código fuente y código objeto, tal como en una forma parcialmente compilada o en cualquier otra forma deseable.
La invención también se refiere a un programa de ordenador, que comprende instrucciones para implementar las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control tal como el descrito anteriormente, cuando este procedimiento es ejecutado por un procesador.
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La invención también se refiere a un programa de ordenador, que comprende instrucciones para implementar las etapas del procedimiento de recepción de una trama de datos tal como el descrito anteriormente, cuando este procedimiento es ejecutado por un procesador.
Por último, la invención se refiere a un soporte legible por ordenador para grabar el programa que se acaba de describir, que puede utilizar cualquier lenguaje de programación y estar en forma de código fuente, código objeto o código intermedio entre código fuente y código objeto, tal como en una forma parcialmente compilada o en cualquier otra forma deseable.
4. Descripción de las figuras
Otras ventajas y características de la invención resultarán más evidentes tras la lectura de la siguiente descripción de una forma de realización particular de la invención, dada a título de simple ejemplo ilustrativo y no limitativo, y de los dibujos adjuntos, entre los cuales:
- la figura 1 presenta la estructura de una trama de datos y la estructura de diferentes tramas de control de acuerdo con la técnica anterior,
- la figura 2 presenta la estructura de una trama de datos y la estructura de diferentes tramas de control de acuerdo con una forma de realización de la invención,
- las figuras 3A a 3D presentan en detalle la estructura de diferentes tramas de control de acuerdo con una forma de realización de la invención,
- la figura 4 presenta las etapas del procedimiento de transmisión de una trama de control de acuerdo con una forma de realización de la invención,
- la figura 5 presenta las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control de acuerdo con una forma de realización de la invención,
- la figura 6 presenta las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control de acuerdo con otra forma de realización de la invención,
- la figura 7 presenta un ejemplo de estructura de una entidad transmisora EE1, de acuerdo con la invención,
- la figura 8 presenta un ejemplo de estructura de una entidad receptora ER1, de acuerdo con la invención.
5. Descripción detallada de al menos una forma de realización de la invención
En la siguiente descripción, se considera el caso de las formas de realización de la invención por parte de entidades que se comunican entre sí a través de WiFi, es decir, a través de un canal de transmisión de acuerdo con la norma IEEE 802.11. La invención no se limita a este caso, y se aplica a otros tipos de canales de transmisión, tales como las líneas eléctricas (norma IEEE 1901) o la óptica inalámbrica (norma IEEE 802.15.7).
La estructura de una trama de datos DATA1 y la estructura de las tramas de control RTS0, CTS0 y ACK0, de acuerdo con la técnica anterior, se presentaron anteriormente con referencia a lafigura 1.
Lafigura 2presenta la estructura de una trama de datos y la estructura de diferentes tramas de control de acuerdo con una forma de realización de la invención.
La cabecera, ilustrada como ejemplo, entre tramas de control y trama de datos permanece sin cambios en comparación con la técnica anterior, y se ha descrito con referencia a la figura 1.
A diferencia de la técnica anterior, las tramas de control RTS1, CTS1 y ACK1 de solicitud de reserva de canal, de confirmación de reserva de canal y de acuse de recibo, respectivamente, no comprenden una cabecera MAC, ni los campos FCS,tail(cola) ypad(relleno) siguientes. Las tramas de control de acuerdo con la invención comprenden los campos STF y LTF, que permanecen sin cambios en comparación con la técnica anterior, y un campo SIG modificado. Como se ilustra en las figuras 3A a 3D, la invención propone un uso no previsto del campo SIG, insertando en él información relativa a la segunda capa (MAC), típicamente insertada en la cabecera MAC.
Antes de la transmisión de la trama de control, el campo SIG modificado se modula de acuerdo con una técnica de modulación de baja velocidad específica de la primera capa, por ejemplo BPSK.
De este modo, manteniendo la funcionalidad de las tramas de control, no solo son más cortas, sino que ya no es necesario aplicarles modulación de alta velocidad específica de la cabecera MAC, por ejemplo 16QAM.
Lasfiguras 3A a 3Dpresentan en detalle la estructura de diferentes tramas de control de acuerdo con una forma de realización de la invención.
Se recuerda que los campos STF y LTF permanecen sin cambios en comparación con la técnica anterior.
El campo SIG modificado puede incluir hasta 4 campos:
• PCLP type: indica el tipo de trama de control; este campo siempre está presente,
• DUR: indica una duración de intercambio de trama(s); esta duración se puede expresar en microsegundos o en número de símbolos OFDM, teniendo cada símbolo OFDM una duración de 4 microsegundos,
• Partial RA: identificador simplificado de la entidad receptora, que puede ser una dirección MAC de destino simplificada tal como Partial AID de acuerdo con la norma 802.11,
• Partial TA: identificador simplificado de la entidad transmisora, que puede ser una dirección MAC de origen simplificada tal como Partial AID de acuerdo con la norma 802.11.
Lafigura 3Ailustra la composición de una trama de control de tipo RTS, es decir, una trama transmitida por una entidad que desea transmitir una trama de datos a una entidad receptora, destinada a solicitar la reserva de un canal de comunicación durante un período de tiempo determinado entre las dos entidades. El campo SIG' de una trama de control de tipo RTS comprende, además de un campo PLCP type (de valor RTS), un campo DUR, un campo Partial RA y un campo Partial TA.
Lafigura 3Bilustra la composición de una trama de control de tipo CTS, es decir, una trama emitida por una entidad que ha recibido previamente una trama de control de tipo RTS, destinada a confirmar la reserva de un canal de comunicación durante un cierto período de tiempo, donde el período de tiempo es corregido por esta entidad para tener en cuenta el tiempo transcurrido desde la recepción de la trama de control RTS. El campo SIG" de una trama de control de tipo CTS comprende, además de un campo PLCP type (de valor CTS), un campo DUR y un campo Partial RA.
Lafigura 3Cilustra la composición de una trama de control de tipo ACK, es decir, una trama transmitida por una entidad que ha recibido previamente una trama de datos, destinada a confirmar a la entidad transmisora de la trama de datos la correcta recepción de la trama de datos. El campo SIG'" de una trama de control de tipo ACK comprende, además de un campo PLCP type (de valor ACK), un campo Partial RA.
Lafigura 3Dilustra la composición de una trama de control de tipo PSPOLL, es decir, una trama emitida por una entidad que sale de un modo de espera y que desea indicar a otra entidad capaz de transmitir una trama de datos que está en un modo que le permite recibir una trama de datos. El campo SIG"" de una trama de control de tipo PSPOLL comprende, además de un campo PLCP type (de valor PSPOLL), un campo Partial RA y un campo Partial TA. Lafigura 4presenta las etapas del procedimiento de transmisión de una trama de control de acuerdo con una forma de realización de la invención.
El procedimiento se presenta en base al ejemplo de la trama RTS1 con referencia a la figura 2.
En una etapa E1, la entidad EE1 genera a su capa MAC los parámetros que caracterizan la trama RTS1, es decir:
• El tipo de trama de control objeto del procedimiento: RTS,
• La duración del intercambio completo entre las entidades EE1 y ER2, teniendo en cuenta la velocidad del canal de transmisión, la longitud de las tramas RTS1, CTS1, la trama de datos y los intervalos SIFS y las modulaciones utilizadas; esta duración puede expresarse en microsegundos o en número de símbolos OFDM, • El identificador simplificado de la entidad receptora (ER1): Partial RA,
• El identificador simplificado de la entidad transmisora (EE1): Partial TA.
En una etapa E2, estos parámetros, generados por la capa MAC, se transfieren a la capa PLCP de la entidad EE1.
En una etapa E3, la capa PLCP de la entidad EE1 inserta los parámetros de la capa MAC en el campo SIG' de una trama de control que comprende, además del campo SIG', un campo STF y un campo LTF.
En una etapa E4, la capa PLCP de la entidad EE1 aplica una modulación de tipo BPSK al campo SIG'. La trama RTS1 ya está lista para su transmisión.
En una etapa E5, la capa PLCP de la entidad EE1 transmite la trama RTS1.
Lafigura 5presenta las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control de acuerdo con una forma de realización de la invención.
El procedimiento se presenta en base al ejemplo de la trama RTS1 con referencia a la figura 2.
En una etapa R1, la capa PLCP de la entidad ER1 recibe la trama RTS1 y detecta que está compuesta por un campo STF, un campo LTF y un campo SIG'.
En una etapa R2, la capa PLCP de la entidad ER1 desmodula el campo SIG' de la trama RTS1.
En una etapa R3, la capa PLCP de la entidad ER1 extrae del campo SIG' los siguientes parámetros de la capa MAC:
• El tipo de trama de control objeto del procedimiento: RTS,
• La duración del intercambio completo reservado por la entidad EE1,
• El identificador simplificado de la entidad receptora (ER1): Partial RA,
• El identificador simplificado de la entidad transmisora (EE1): Partial TA.
En una etapa R4, estos parámetros se transfieren de la capa PLCP a la capa MAC de la entidad EE1.
En una etapa R5, los parámetros se procesan al nivel de la capa MAC. El procesamiento incluye la decisión de responder con una trama CTS1. Esta decisión va seguida de etapas similares a las etapas E1 a E5 descritas anteriormente, que dan lugar a la transmisión de la trama CTS1 por la ER1 a la EE1.
Lafigura 6presenta las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control de acuerdo con otra forma de realización de la invención.
En esta variante ventajosa, durante una etapa R3b que sigue a la etapa R3, la capa PLCP comprueba si el identificador simplificado de la entidad receptora, Partial RA, extraído del campo SIG', corresponde al de la entidad ER1.
Si hay correspondencia, se repite la etapa R4.
Si no hay correspondencia, se ignora la trama de control recibida porque no está destinada a la entidad ER1 y no se ejecutan las etapas R4 y R5. Esto permite determinar lo antes posible que la trama no está destinada a ER1, sin tener que transmitir los parámetros extraídos a la capa MAC para que pueda llegar a la misma conclusión. Esto ahorra tiempo y cálculos.
La invención se implementa mediante componentes de software y/o hardware. En este sentido, los términos "módulo" y "unidad" pueden corresponder en este documento tanto a un componente de software, como a un componente de hardware o a un conjunto de componentes de hardware y/o software, adecuados para implementar una función o un conjunto de funciones, según se describa para el módulo en cuestión.
En relación con lafigura 7, ahora se presenta un ejemplo de estructura de una entidad transmisora EE1 de acuerdo con la invención.
En este ejemplo, la entidad transmisora EE1 comprende al menos:
- un dispositivo 300 para transmitir una trama de datos,
- un módulo de transmisión 370, capaz de transmitir una trama de control (RTS1) o una trama de datos (DATA1),
- un modulador 360, capaz de modular campos de una trama antes de su transmisión,
- un desmodulador 350, capaz de desmodular campos de una trama después de su recepción,
- un módulo de recepción 340, capaz de recibir una trama de control (CTS1, ACK1).
El dispositivo 300 de transmisión de una trama de datos comprende al menos:
- un dispositivo 100 de transmisión de una trama de control, capaz de implementar las etapas del procedimiento de transmisión de una trama de control tal como el descrito anteriormente,
- un dispositivo 200 de recepción de una trama de control, capaz de implementar las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control tal como el descrito anteriormente.
El dispositivo 100 de transmisión de una trama de control comprende una unidad de procesamiento 130 equipada con un microprocesador capaz de implementar los medios que constituyen la invención, tal como los descritos anteriormente. En particular, el dispositivo 100 comprende una unidad 180 para insertar información relativa a una segunda capa en un campo de cabecera relativo a una primera capa. La unidad de inserción 180 está controlada por el microprocesador de la unidad de procesamiento 130.
El dispositivo 100 también comprende una memoria 120 en la que se almacena un programa informático 110 que implementa las etapas del procedimiento de transmisión de una trama de control. En la inicialización, las instrucciones de código del programa informático 110 se cargan, por ejemplo, en una memoria RAM, antes de ser ejecutadas por el procesador de la unidad de procesamiento 130.
El dispositivo 100 de transmisión de una trama de control es capaz de actuar conjuntamente con al menos el módulo de transmisión 370 y el modulador 360.
Por ejemplo, bajo el control de la unidad de procesamiento 130, la unidad de inserción 180 inserta los parámetros PLCP type, DUR, Partial RA y Partial TA en un campo SIG de una trama de control RTS. A continuación, la unidad de procesamiento 130 ordena al modulador 360 que module el campo SIG y, a continuación, ordena al módulo de transmisión 370 que transmita la trama RTS.
El dispositivo 200 de recepción de una trama de control comprende una unidad de procesamiento 230 equipada con un microprocesador capaz de implementar los medios que constituyen la invención, tal como los descritos anteriormente. En particular, el dispositivo 200 comprende una unidad 280 para extraer información relativa a una segunda capa en un campo de cabecera relativo a una primera capa. La unidad de extracción 280 está controlada por el microprocesador de la unidad de procesamiento 230.
El dispositivo 200 también comprende una memoria 220 en la que se almacena un programa informático 210 que implementa las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control. En la inicialización, las instrucciones de código del programa informático 210 se cargan, por ejemplo, en una memoria RAM, antes de ser ejecutadas por el procesador de la unidad de procesamiento 230.
El dispositivo 200 de recepción de una trama de control es capaz de actuar conjuntamente con al menos el módulo de recepción 340 y el desmodulador 350.
Por ejemplo, cuando se recibe una trama CTS en el módulo de recepción 340, la unidad de procesamiento 230 ordena al módulo 340 que pase al desmodulador 350 el campo SIG de la trama para que sea desmodulada. A continuación, bajo el control de la unidad de procesamiento 230, la unidad de extracción 280 extrae los parámetros PLCP type, DUR y Partial RA del campo SIG desmodulado.
En relación con lafigura 8, ahora se presenta un ejemplo de estructura de una entidad receptora ER1 de acuerdo con la invención.
En este ejemplo, la entidad receptora ER1 comprende al menos:
- un dispositivo 400 para recibir una trama de datos,
- un módulo de recepción 440, capaz de recibir una trama de datos (DATA1) o una trama de control (RTS1), - un desmodulador 450, capaz de desmodular campos de una trama después de su recepción,
- un modulador 460, capaz de modular campos de una trama antes de su transmisión,
- un módulo de transmisión 470, capaz de transmitir una trama de control (CTS1, ACK1).
El dispositivo 400 de transmisión de una trama de datos comprende al menos:
- un dispositivo 100 de transmisión de una trama de control, ya descrito en relación con la figura 7, - un dispositivo 200 de recepción de una trama de control, ya descrito en relación con la figura 7.
De acuerdo con un modo de realización preferido de la invención, una entidad puede ser a la vez entidad transmisora (EE1) y entidad receptora (ER1). En este caso, es posible utilizar un solo módulo de transmisión 370 o 470, un solo modulador 360 o 460, un solo desmodulador 350 o 450 y/o un solo módulo de recepción 340 o 440.
Los ejemplos de realización de la invención que se acaban de presentar son solo algunos de los posibles modos de realización. Muestran que la invención permite reducir el ancho de banda ocupado por las tramas de control en el tráfico de datos, aumentar la robustez de transmisión y reducir el número y la complejidad de las operaciones de modulación en la entidad transmisora, así como el número y la complejidad de las operaciones de desmodulación en la entidad receptora.
Claims (4)
1.Procedimiento de recepción de una trama de controlpor una entidad receptora (ER1) desde una entidad transmisora (EE1), de acuerdo con el protocolo WiFi que comprende una capa PLCP y una capa MAC, comprendiendo la trama de control (RTS1) un campo SIG de cabecera (SIG') de la capa PLCP, comprendiendo el procedimiento una etapa de desmodulación (R2), de acuerdo con una técnica de modulación relativa a la capa PLCP, una etapa de extracción (R3) de un parámetro (partial RA) de capa MAC destinado a identificar una entidad receptora de la trama de control, a partir del campo SIG desmodulado, una etapa de detección de una correspondencia entre el parámetro extraído y un identificador de la entidad receptora (ER1), ignorándose la trama de control si no se detecta ninguna correspondencia.
2.Procedimiento de transmisión de una trama de datospor una entidad transmisora (EE1) a una entidad receptora (ER1), que comprende, antes de una etapa de transmisión de la trama de datos (DATA1), las siguientes etapas: • transmitir una trama de control de solicitud de reserva (RTS1), destinada a reservar un canal de comunicación entre la entidad transmisora y la entidad receptora,
• recibir una trama de control de confirmación de reserva (CTS1), destinada a confirmar a la entidad transmisora la reserva del canal de comunicación por la entidad receptora, recibiéndose la trama de control de confirmación de reserva de acuerdo con el procedimiento de recepción de una trama de control de acuerdo con la reivindicación 1.
3.Programa informático, caracterizado por quecomprende instrucciones para la implementación de las etapas del procedimiento de recepción de una trama de control de acuerdo con la reivindicación 1, cuando este procedimiento es ejecutado por un procesador.
4.Soporte de informaciónlegible por una entidad receptora (ER1) de una trama de control de acuerdo con el protocolo WiFi y que comprende instrucciones de un programa informático (210) conforme a la reivindicación 3.
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