REPORTE MEJORADO DE SITIO EN RED INALÁMBRICA IEEE 802.11
Descripción de la Invención Esta solicitud reivindica los beneficios de la Solicitud Provisional No. de Serie 60/586,945, presentada el 09 de Julio del 2004, las enseñanzas de la cual se incorporan en la presente como referencia. El estándar IEEE 802.11 especifica el Control de Acceso de Medio .. (MAC, por sus siglas en inglés) y las características físicas para una red inalámbrica de área local (WLAN) que soporta las unidades de capa física. El estándar IEEE 802.11 es definido en el Estándar Internacional ISO/IEEE 8802-11, "IEEE Standard for Information Technology Telecommunications and Information Exchange between Systems Local and Metropolitan rea Networks-Specific Requirements, Part 11: Wireles LAN Médium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications", Edición [1] 1999, que se incorpora en la presente como referencia como si fuera señalado por completo en la presente. Los siguientes suplementos para el estándar 802.11 también son incorporados en la presente como referencia: IEEE 802. llh, IEEE TGk draft D 0.14 e IEEE TGe draft D8.0. En ciertos dominios normativos, no es permitido que una estación (STA) transmita cuadros en ciertas bandas de frecuencia hasta que se determine que no existe radar en la REF. 178363 banda de interés, o que se haya informado que los radares de interés no son detectados por el punto de acceso (AP) . Si el AP encontrara un radar, éste lo reportará a la estación, la cual entonces desconectará la red en este canal y se moverá hacia otro canal. Este movimiento es realizado siguiendo el procedimiento de exploración del canal 802.11. El estándar IEEE TGk, previamente incorporado como referencia, proporciona capacidad itinerante o de seguimiento WLAN. Esta especificación proporciona la exploración de radar en un número fijo de canales, es decir, el sistema explorará canales en un cierto intervalo que son permitidos. Para ayudar en la exploración del sistema, una estación inalámbrica recibe reportes, tales como el Reporte de Sitio o Reporte Circundante que son colectados a partir de los APs, es decir, los canales que se encuentran disponibles en la proximidad de la estación. Esto reduce la cantidad de exploración que se requiere para determinar los canales disponibles y minimiza el retraso en el tiempo de transmisión. Las estaciones no podrían tener capacidad para detectar un radar por sí mismas. En estos dominios normativos, las estaciones realizan una exploración pasiva en espera de las señales de baliza que provienen de los puntos de acceso. Las señales de baliza contienen información de si está presente o no un radar en el canal. Las señales de baliza son transmitidas en intervalos regulares fijos de tiempo y se encuentran normalmente separadas por razones de eficiencia de transmisión en cadena. Esto tiene el inconveniente que cuando una estación cambia canales durante la itinerancia o seguimiento, no puede transmitir hasta que explora por radar o escucha las señales de baliza que contienen la información de radar. Esta exploración de radar y/o escucha de señales de baliza conduce a tiempos más grande de espera en promedio para las estaciones que realizan la exploración pasiva, hasta un periodo de señal de baliza por canal explorado. De esta manera, con el fin de reducir el tiempo promedio de espera, la información con respecto a la presencia de radar, un componente de la disponibilidad de canal, debe ser obtenido a través de medios alternativos. La pre.sente invención se dirige a un aparato y método que determinan los canales disponibles en una red inalámbrica. En un aspecto, un método de determinación de canales disponibles en una red inalámbrica involucra las etapas de: recibir la información normativa del dominio dentro de la red inalámbrica; generar un reporte que comprende al menos un componente que corresponde con la información normativa de dominio; transmitir el reporte; recibir el reporte en una STA; y determinar si el canal se encuentra disponible para su transmisión en base, por lo menos en parte, del componente que corresponde con la información normativa de dominio contenida en el reporte. En una modalidad, la etapa de recepción incluye la admisión de la información normativa de dominio en base al nivel del sistema. En otra modalidad, la etapa de recepción incluye la admisión de la información normativa de dominio a través de un sistema inalámbrico, alambrado o ambos. En otra modalidad, la etapa de transmisión incluye el envío del reporte en un intervalo de tiempo más corto que el intervalo de tiempo entre las trasmisiones subsiguientes de señal de baliza. En otra modalidad, la etapa de transmisión incluye el envío del reporte en forma independiente de las trasmisiones de señal de baliza. En otra modalidad, la etapa de transmisión incluye el envío del reporte de un AP cuando sea solicitado por una STA. En otra modalidad, la etapa de transmisión incluye una transmisión no solicitada del reporte. En otra modalidad, el método incluye la transmisión en el canal en base a la etapa de determinación. En otra modalidad, el reporte incluye la información sobre una colección de APs que son candidatos a los cuales una STA puede dar seguimiento.
En otra modalidad, el reporte incluye la información en base a una colección de APs que son candidatos a los cuales una STA preferiría dar seguimiento. En otra modalidad, la etapa de generación incluye crear un reporte que comprenda por lo menos un componente que corresponde con la información normativa de dominio y al menos un componente que corresponda con la presencia de radar. En otra modalidad, la etapa de determinación incluye establecer si un canal se encuentra disponible para su transmisión en base, al menos en parte, del componente que corresponde con la información normativa de dominio y el componente que corresponde con la presencia de radar contenido en el reporte. En otro aspecto, un método de determinación de canales disponibles en una red inalámbrica incluye las etapas de: recibir la información normativa de dominio dentro de la red inalámbrica; generar un reporte que incluya al menos un componente que corresponde con la información normativa de dominio y por lo menos un componente que corresponde con la presencia de radar; transmitir el reporte; recibir el reporte en una STA; y determinar si el canal se encuentra disponible para su transmisión en base, por lo menos en parte, del componente que corresponde con la información normativa de dominio y el componente que corresponde con la presencia de radar contenido en este reporte. En otro aspecto, un método de determinación de canales disponibles en una red inalámbrica incluye las etapas de: colectar la información normativa de' dominio al menos en un canal en un AP; generar un formato de protocolo de cuadro al menos con un componente que corresponde con la información normativa de dominio; transmitir el formato de protocolo de cuadro; y determinar si un canal se encuentra disponible para su transmisión en base, por lo menos en parte, del componente que corresponde con la información normativa de dominio contenida en el formato de protocolo de cuadro. En una modalidad, la etapa de colección incluye reunir la información normativa de dominio que mide por lo menos un canal, recuperar la información normativa de una base de datos local o aplicar reglas normativas en base a los resultados de la medición de radio. En otra modalidad, la etapa de colección se presenta a través de una red alámbrica o a través de una red inalámbrica . En otra modalidad, la etapa de transmisión incluye el AP que envía el formato de protocolo de cuadro en forma independiente de las señales regulares de baliza, ya sea en base a una petición por una STA o una petición no solicitada. En otro aspecto, un sistema que determina canales disponibles en una red inalámbrica incluye: una memoria que contiene la información normativa de dominio; un dispositivo de transmisión que envía la información normativa de dominio dentro de la red inalámbrica; un receptor que admite la información normativa de dominio; un generador de reporte que crea un reporte que contiene por lo menos un componente que corresponde con la información normativa de dominio; un transmisor que envía el reporte; una STA que recibe el reporte; y un procesador que determina si un canal se encuentra disponible para su transmisión en base, por lo menos en parte, del componente que corresponde con la información normativa de dominio contenida en el reporte. En otro aspecto, un sistema de determinación de canales disponibles en una red inalámbrica incluye: una memoria que contiene la información normativa de dominio; un dispositivo de transmisión que envía la información normativa de dominio dentro de la red inalámbrica; un receptor que admite la información normativa de dominio; un detector que reconoce la presencia del radar; un generador de reporte que crea un reporte que contiene por lo menos un componente que corresponde con la información normativa de dominio y al menos un componente que corresponde con la presencia de radar; un transmisor que envía el reporte; una STA para la recepción del reporte; y un procesador que determina si un canal se encuentra disponible para su transmisión en base, por lo menos en parte, del componente que corresponde con la información normativa de dominio y el componente que corresponde con la presencia de radar. La invención proporciona muchas ventajas, algunas de las cuales son aclaradas con referencia a las modalidades de más adelante. La Figura 1 representa una WLAN; La Figura 2 ilustra un diagrama simplificado de bloques de un punto de acceso (AP) y cada estación (STA) dentro de una celda de acuerdo con la modalidad de la presente invención; La Figura 3 representa un elemento de Reporte de Sitio; La Figura 4 representa un campo de Estado .de Coincidencia BSSID; La Figura 5 representa un campo de Señal/Mapa; La Figura 6 representa un diagrama de flujo de proceso en AP para una exploración de latencia o tiempo de espera que utiliza cuadros normativos de información; y La Figura 7 representa un diagrama de flujo de proceso en STA para una exploración de baja latencia utilizando cuadros de información normativa. La Figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema de LAN inalámbrica (WLAN) 20 para la implementación del método de la invención. La LAN inalámbrica 20 define una red de infraestructura que incluye una pluralidad de celdas 22. La celda 22 incluye un punto de acceso (AP) 24 (que en algunas ocasiones es referido como una unión o puente local o estación de base inalámbrica) . Con referencia continua a la Figura 1, la celda 22 podría incluir las estaciones remotas de red (STAs) 26. El punto de acceso 24 y las STAs remotas 26 podrían ser los transmisores y receptores del sistema. Cada STA 26 podría ser una terminal móvil, portátil o fija. Cada STA 26 podría ser una estación de trabajo de una computadora de escritorio de tipo esktop' una computadora portátil de tipo ?laptop', una computadora personal de tipo ?palm' , una computadora portátil personal, una computadora basada en pluma, un asistente personal digital, un escáner portátil, un colector de datos y una impresora portátil, etcétera. Si estuviera presente, el AP 24 podría ser una interfaz para la comunicación entre la red inalámbrica 20 y la red alámbrica. El AP 24 podría ser configurado para proporcionar una pasarela de comunicaciones entre las STAs 26 y el AP 24 que se encuentran en la celda 22 y también entre una red alámbrica y las STAs 26. Normalmente, el AP 24 es configurado para convertir señales entre los medios de comunicaciones alámbrica e inalámbrica. La conversión podría permitir que el punto de acceso pase la información de comunicación entre la red alámbrica y las STAs inalámbricas 26. La red alámbrica podría ser conectada con una red externa 29 (por ejemplo, PBX, PSTN, la Internet, etc.). A continuación, con referencia a la Figura 2, tanto el AP 24 como las STAs 26 podrían incluir una pantalla 30, una unidad central de procesamiento (CPU) 32, un transmisor/receptor 34, un dispositivo de entrada 36, un módulo de almacenamiento 38, una memoria de acceso aleatorio (RAM) 40, una memoria sólo de lectura (ROM) 42 y un enlace común o bus 41. Aunque la descripción podría referirse a los términos comúnmente utilizados para describir los sistemas particulares de cómputo, la descripción y los conceptos se aplican por igual en otros sistemas de procesamiento que incluyen los sistemas que tienen arquitecturas diferentes con la que se muestra en la Figura 2. El transmisor/receptor 34 es acoplado con una antena (no se muestra) para transmitir los datos deseados y su receptor convierte las señales recibidas en datos digitales correspondientes. La CPU 32 funciona bajo el control de un sistema operativo contenido en la ROM 42 y utiliza la RAM 40 para realizar la selección de frecuencia dentro de la red inalámbrica de área local (WLAN) , permitiendo que el AP en una red de infraestructura o una STA en una red específica o ad-hoc proporcionen un nuevo canal o un enlace inalámbrico para el resto de las estaciones (STAs) . En operación, en una red de área local inalámbrica
(WLAN) basada en el estándar común 802.11, tal como una LAN inalámbrica 20 de la Figura 1, una pluralidad de STAs 26 podría ser asociada con el AP 24 si estuviera presente. Cada STA 26 podría tener distintas capacidades y requerimientos de comunicación. El AP 24 podría manejar el tráfico de comunicaciones entre las STAs 26 y la red alámbrica. El AP 24 podría manejar el tráfico de comunicaciones mediante el control cuando los cuadros sean transmitidos hacia cada STA remota 26 en la celda 22. El tráfico de comunicaciones en la celda 22 podría incluir cuadros de datos (por ejemplo, señales que transportan cuadros a fin de proporcionar las comunicaciones de datos) , cuadros de voz (por ejemplo, señales que transportan cuadros a fin de proporcionar comunicaciones de voz), cuadros en tiempo real (por ejemplo, señales que transportan cuadros a fin de proporcionar comunicaciones en tiempo real tales como comunicaciones multimedia o de voz) , cuadros de manejo (por ejemplo, señales que pueden transportar cuadros a fin de proporcionar comunicaciones de manejo de red), etc. El AP 24 podría radiodifundir o transmitir un reporte tal como un Reporte de Sitio o reporte Circundante en cuadros de protocolo de Reporte de Sitio. La información normativa de dominio podría ser incluida y transportada con este reporte. La Figura 3 representa un elemento de Reporte de Sitio que contiene la información pertinente en base a la colección de APs que son candidatos a los cuales las STAs pueden dar seguimiento. La información incluye un campo ID de elemento 300 y un campo de Longitud 301. El campo de Longitud 301 es variable y además, es establecido en el número del conjunto de cuatros 302-311 que enseguida son multiplicados por el tamaño del conjunto de cuatros (es decir, 10 en la Figura 3) . Cada conjunto de cuatros describe un AP 24 y consiste de una ID de Conjunto de Servicio Básico (BSSID) 302, el Estado de Coincidencia BSSID 303, el Canal Actual 304 y el Tipo PHY 306. El valor mínimo del campo de Longitud es 0. Esto sucede cuando ningún AP circundante exista en el elemento de Reporte de Sitio. La transmisión del elemento de Reporte de Sitio podría ser solicitada o no solicitada por las STAs. También podría suceder entre los cuadros de señal de baliza. El BSSID 302 es la dirección de la STA 26 contenida en el AP 24. Los campos subsiguientes, que incluyen el Estado de Coincidencia BSSID 303, el Canal Actual 304 y el Tipo PHY 306 se presume que son para el BSSID correspondiente. El Estado de Coincidencia BSSID 303 es por ejemplo, un campo de 2 octetos que contiene la información que se muestra en la Figura 4. La Figura 4 representa el campo de Estado de Coincidencia BSSID 303. El Estado de Coincidencia BSSID 303 es por ejemplo, un campo de 2 octetos que contiene 1 bit ESS 401, un bit de Capacidad 402 y 1 bit de Velocidades Soportadas 403. Si fuera ajustado, el bit ESS indicaría que el AP representado por el BSSID 302 anunciaría el mismo SSID como el AP actual. Si el bit no fuera ajustado, entonces indicaría que el SSID no coincide, o que el AP no tiene esta información en el tiempo actual. Si fuera ajustado, el bit de Capacidad 402 indicaría que las capacidades actuales del AP coinciden con las del AP representado por el BSSID 302. Si el bit de Capacidad 402 no fuera ajustado, indicaría que las capacidades no coinciden o que la información no se encuentra disponible para el AP en este momento. Si fuera ajustado el bit de Velocidades Soportadas 403, indicaría que el AP representado por el BSSID 302 anunció las coincidencias de Velocidades Soportadas de las Velocidades Soportadas del AP actual. Si el bit de Velocidades Soportadas 403 no fuera ajustado, esto indicaría que las Velocidades Soportadas no coinciden, o que la información no se encuentra disponible para el AP en este momento. Regresando el Reporte de Sitio de la Figura 3, el campo de Canal Actual 304 específica el Canal Actual de operación del AP 24. El campo de banda de canal 305 contiene un valor enumerado de una tabla que especifica la banda de frecuencia en la cual es válido el Canal Actual. Esta información es generada partir de una tabla delineada en TGk draft D1.0. La tabla kl previamente incorporada como referencia, a partir de la cual los APs pueden especificar las bandas en las cuales es válido el Canal Actual.
El campo de Tipo PHY 306 representa el Tipo PHY del AP 24 representado por el BSSID. Si el BSSID tuviera más de un Tipo PHY, existirá una entrada duplicada de BSSID en el Reporte de Sitio. El campo de Nivel de Energía Máxima de Tránsito 307 es por ejemplo, de 1 octeto de Longitud. Esto indica la energía máxima, por ejemplo, en dBm, permitida para que sea transmitida en el sistema. El campo de Restricción de Energía Local 308 es ajustado en un valor que permite que los requerimientos de mitigación sean satisfechos en el Canal Actual. Este es codificado, por ejemplo, como un entero no firmado en unidades de dB. La energía máxima local de transmisión para un canal es definida, por ejemplo, como el Nivel Máximo de Energía de Transmisión especificado por el canal en el elemento de Campo (no se muestra) , menos la Restricción de Energía Local especificada para el canal (para el MIB) en el elemento de Restricción de Energía. El campo de Señal/Mapa 309 es codificado como un campo de bits. La Figura 5 representa el campo de Señal/Mapa 309 que contiene un bit BSS 501, un bit de Preámbulo OFDM 502, un bit de Señal de Identificada 503, un bit de Radar 504 y un bit no Medido 505. El bit BSS 501 puede ajustarse igual a 1 cuando al menos una Unidad Válida de Datos de Protocolo MAC (MPDU) fuera recibida en el canal durante el período de medición de otro BSS o IBSS. De otro modo, el bit es ajustado igual a 0. El bit de Preámbulo OFDM 502 puede ser ajustado igual a 1 cuando al menos una secuencia de símbolos > cortos de entrenamiento, como es definido en la sección 17.3.3 del estándar IEEE 802.11 -1999 Reaf, fue detectado en el canal durante el periodo de medición sin un campo subsiguiente válido de señal. Esto podría indicar la presencia de un preámbulo OFDM, tal como HIPERLAN/2. De otro modo, el bit de Preámbulo OFDM sería ajustado igual a 0. El bit de Señal no Identificada 503 podría ser ajustado igual a 1 cuando la energía significante sea detectada en el canal durante el período de medición que no puede ser caracterizado como radar, un preámbulo OFDM o una MPDU válida. De otro modo, el bit de Señal no Identificada sería ajustado igual a 0. La definición de energía significante está en función de la implementación. El bit de radar 504 puede ser ajustado en 1 cuando el radar sea detectado operando en el canal a través del sistema durante el periodo de medición. El algoritmo que detecta el radar satisface los requerimientos normativos en una región dada y se encuentra más allá del alcance del estándar • TGk. Si ningún radar fuera detectado durante el periodo de medición, el bit de Radar sería ajustado igual a 0.
El bit no Medido 505 puede ser ajustado en 1 cuando este canal no haya sido medido. De otro modo, sería ajustado igual a 0. Cuando el bit no Medido 505 sea ajustado igual a
1, todos los otros campos en el campo de Señal/Mapa 309 serían ajustados igual a 0. Un subconjunto de los elementos de información, o un subconjunto de los campos, o un subconjunto de los bits dentro de los campos, o la combinación de los mismos, podrían ser utilizados en el cuadro propuesto de protocolo. Además, la Longitud de los campos sería dada sólo como un ejemplo. Las Longitudes de campo podrían hacerse fijas o variables, o el conteo de bytes podría cambiarse para acomodar intervalos diferentes de información conocidos en la técnica. La Figura 6 representa un diagrama de flujo de proceso en AP para una exploración de latencia baja utilizando cuadros de información normativa. En este ejemplo ilustrativo, en la etapa 62, un AP colecta la información normativa acerca del canal que está operando y acerca del canal en el cual están operando otros APs. El AP podría colectar esta información haciendo mediciones en los canales, recuperando la información normativa de una base de datos local o aplicando las reglas normativas en base a los resultados de la medición de radio. El AP también podría conseguir la información normativa a través de una red alámbrica o a través de una red inalámbrica. Entonces, el AP genera un formato de cuadro de protocolo con información normativa en este en la etapa 63. A continuación, el AP transmite el formato de cuadro de protocolo independiente de las señales regulares de baliza en la etapa 64. El AP podría transmitir este cuadro ya sea en base a la petición de una STA o podría transmitirlo por lo menos a una STA no solicitada . La Figura 7 representa el diagrama de flujo de proceso en la STA para una exploración de baja latencia utilizando cuadros de información normativa. En este ejemplo ilustrativo, una STA requiere de alguna información normativa por lo menos acerca de un AP en el mismo o en otros canales en la etapa 72. Esta etapa es opcional y una STA no podría realizar esta etapa. Cuando un AP transmite la información normativa, como es señalado en el párrafo previo, la STA recibe esta información en la etapa 73 y decide en base, por lo menos en parte, de la información recibida con cuál AP asociarla, volverla a asociar, dar seguimiento o permanecer con el AP actual en la etapa 74. Si una STA decide dar seguimiento a un AP acerca del cual se recibe la información del AP en el reporte, entonces, inicia la asociación o un nuevo proceso de asociación con el AP en la etapa 75. La presente invención ha sido descrita con respecto en particular a las modalidades ilustradas, se entiende que la invención no se limita a las modalidades y modificaciones descritas con anterioridad en la misma y que aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica podrían realizar varios cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas. En la interpretación de las reivindicaciones adjuntas, debe entenderse que: a) la palabra "que comprende" no excluye la presencia de otros elementos o etapas de las enlistadas en la reivindicación dada; b) la palabra "un" o "una" que preceden de un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de estos elementos; c) cualquiera de los signos de referencia en las reivindicaciones no limitan su alcance; d) el término varios "medios" podría ser representado por la misma estructura o función implementada del ítem o hardware o software; e) cualquiera de los elementos descritos podría estar comprendido de porciones de hardware (por ejemplo, que incluyen conjuntos de circuitos electrónicos discretos e integrados), porciones de software (por ejemplo, programación de computadora) , y cualquiera de las combinaciones de las mismas ; f) porciones de hardware que podrían estar comprendidas de una o ambas porciones analógicas y digitales;
g) cualquiera de los dispositivos o porciones descritas de las mismas podrían ser combinadas juntas o separadas en porciones adicionales a menos que sea señalado de manera específica de otro modo; y h) ninguna secuencia específica de las etapas se pretende que sea requerida a menos que sea indicado en forma específica. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.