MX2008004042A - Metodo y aparato para compartir informacion de programacion de asignacion de intervalo entre nodos de una red de malla inalambrica - Google Patents

Abstract

Método y aparto para comunicar asignaciones de intervalo de nodos en una red de malla inalámbrica que tiene intercambios de datos entre los nodos que ocurren durante intervalos. Cada nodo mantiene el seguimiento interno de esa asignación de intervalo. Un nodo puede solicitar una asignación de intervalo de otro nodo, y cada nodo puede reportar su asignación de intervalo a otros nodos. Un elemento de información (lE) y mensajes del tipo de administración son introducidos para seguir y reportar asignaciones de intervalo entre nodos de la red de malla.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA CONVERTIR INFORMACIÓN DE PROGRAMACIÓN DE ASIGNACIÓN DE INTERVALO ENTRE NODOS DE UNA RED DE MALLA INALÁMBRICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una red de malla inalámbrica, (por ejemplo, una malla de red de área local inalámbrica ( LAN) ) , que incluye una pluralidad de nodos. De manera más particular, la presente invención se relaciona con repartición de la información de programación de asignación entre los nodos de una red de malla.

ANTECEDENTES En una red de malla IEEE 802.11 (por ejemplo, en una malla WLAN) , dos o más nodos intercambian datos durante periodos llamados intervalos. El término "intervalo" implica información multidimensional, la cual puede incluir, pero no se limita a, información de temporización, (por ejemplo, tiempo de inicio y duración) en formación de frecuencia de radio (RF) , (por ejemplo, el radio y el número de canales usados por el nodo para intercambiador datos) , información de calidad de servicio (QoS) , (por ejemplo, la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante el intervalo) , información de nodo personal (por ejemplo, los identificadores de nodo para cada nodo implicado en la transmisión de datos durante el intervalo particular) , dirección del intercambio de datos, (por ejemplo, unidireccional, bidireccional) o similar. En WLAN que no sean de malla convencionales, "programación" opcional basada en 802. lie HCCA es un procedimiento de un solo lado controlado por un AP en un aparato de servicio básico (BSS) . En una malla de WLAN, la programación deberá ser coordinada entre la multiplicidad de puntos de la malla (MP) que proporcionan los servicios de malla de WLAN. Perumal K. et al. describe el uso de listas de intervalos en un articulo titulado "Neighbor Bases TDMSA Slot Assignment for WSN" . Cain J.B. et al. describe el uso de redes ad hoc en un articulo titulado "A Link Scheduling and Ad Hoc Networking Approach Using Directional Antennas". En la Solicitud Internacional No. WO/03003610, se describen las características de un marco o cuadro de respuesta de sonda IEEE 802.11 usado en una red ad hoc. Seria deseable incorporar un mecanismo en los nodos de una red de malla que permita que los nodos reporten información con respecto a su programa de asignación de intervalo interna y solicitar esa información de programación de otros nodos. Para lograr este nuevo nivel de coordinación, es necesario un método y un aparato para intercambiar información de programación entre puntos de malla en una malla de WLAN.

LA INVENCIÓN En una red de malla IEEE 802.11 donde el tráfico entre los nodos es programado en intervalos asignados, se logra una asignación de intervalo eficiente a través de nodos múltiples permitiendo que los nodos compartan su propia información de programación de asignación de intervalo entre si. Esto proporciona a cada nodo conocimiento anticipado de la disponibilidad de intervalo de otros nodos y por lo tanto permite que los nodos asignen recursos de intervalo en una forma eficiente y no conflictiva . La presente invención proporciona un mecanismo el cual permite que los nodos en una red de malla reporten su programa de asignación de intervalo interno a otros nodos en la red, y proporcione un mecanismo el cual permite que los nodos en la red de malla soliciten el programa de asignación de intervalo interno a los otros nodos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Una comprensión más detallada de la invención puede obtenerse de la siguiente descripción, dada a manera de ejemplo y para ser comprendida en conjunto con las figuras 1 a 3 acompañantes donde: La Figura 1 muestra un formato de elemento de información para al asignación de intervalo; La Figura 2 muestra un formato de elemento de información mejorado de acuerdo a la presente invención; y La Figura 3 muestra una red de malla ejemplar que incluye dos nodos los cuales se configuran de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Cuando se haga referencia aqui posteriormente, a un nodo incluye pero no se limita a una unidad de transmisión/recepción inalámbrica (WTRU) , un equipo de usuario (UE) , una estación móvil, una estación base fija o móvil, un punto de acceso fijo o móvil (AP) , una unidad de abonado fija o móvil, un paginador como cualquier otro tipo de dispositivo capaz de operar en un ambiente inalámbrico. Dentro de una red de malla, cada nodo mantiene internamente el seguimiento de los intervalos que se le han asignado después de un acuerdo previo o mutuo con uno o más nodos personales. Durante el intervalo' particular, el nodo envia y recibe datos a/de esos nodos personales. El registro del seguimiento interno es ' referido aquí posteriormente como una "lista de intervalos asignados" y comprende una lista de intervalos. Cada nodo incluye una memoria interna la cual almacena una lista de esos intervalos asignados. Se requiere un nuevo elemento de información (IE) 100 para representar la lista de intervalos asignados. La Figura 1 muestra el formato preferido para un IE 100 de acuerdo con la presente invención. El IE 100 incluye un campo de ID de elemento de un octeto 105, un campo de longitud de un octeto 110, y un campo de información específica del elemento de longitud variable 115. De acuerdo con la presente invención, el campo de ID 105 indica que el IE 100 representa un IE de la "lista de intervalos asignados". El campo de longitud 110 específica el número de octetos en el campo de información 115. La Figura 2 muestra el nodo IE 100 con mayor detalle, con respecto al campo de información 115. El campo de información 115 de la lista de IE 100 de intervalos asignados comprende un subcampo del tamaño de la lista 205, una pluralidad de subcampos de información para cada intervalo 210?, 2102,..., 210N, y un subcampo de tamaño de la lista de número de intervalo 215. Cada subcampo de información de intervalo 210 comprende un campo de información de temporización 220, un campo de información de frecuencia de radio RF 225, un campo de información de calidad de servicio (QoS) 230, un campo de información de nodos personales 235, y un campo de dirección 240. Como se muestra en la Figura 2, los subcampos mostrados con mayor detalle son con respecto al intervalo #1. Por lo tanto, el campo de información de temporización del intervalo 1 220 indica un tiempo inicial y duración del intercambio de datos para el intervalo #1. El campo de información de RF 225 indica el canal de radio y el número de canales usados por el nodo para evitar cambiar datos. El campo de información de QoS 230 indica la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante el intervalo #1. El campo de información de nodos personales 235 indica los identificadores de nodo para cada nodo implicado en la transmisión de datos durante el intervalo #1. El campo de dirección 240 indica si el intercambio de datos es unidireccional, (es decir, de un transmisor a un receptor) , o bidireccional (es decir, a/de todos los nodos implicados) durante el intervalo #1. Cada nodo es activado para solicitar y reportar su lista de intervalos asignados. Esto es efectuado preferiblemente agregando dos tipos de mensajes de administración adicionales: 1) una "lista de mensajes de solicitud de intervalos asignados", y 2) una "lista de mensajes de respuesta en intervalos asignados". La lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados preferiblemente incluye la lista de intervalos asignados dentro de este cuerpo.

La presente invención introduce una modificación al marco o cuadro de "acción" de administración existente. Se agrega un valor de categoría de "reporte de intervalo" a la definición del marco de acción en una entidad de control de acceso a los medios (MAC) residente en cada nodo de la malla. Los marcos de acción del reporte de intervalo son transmitidos por un nodo para llevar su información de asignación de intervalo a los otros nodos. "Categoría" de reporte de intervalo es usada en el marco de la acción de administración para identificar esta nueva categoría de mensajes. Dentro de esta categoría, se definen los dos mensajes mencionados anteriormente "petición de lista" y "respuesta de lista". Dentro del mensaje de "respuesta de lista", se define un nuevo IE de la "lista de intervalos asignados". La Figura 3 muestra una red de malla ejemplar 300 que incluye dos nodos de malla 305 y 310 los cuales se configuran de acuerdo con la presente invención. El nodo 305 incluye un transmisor 315, un receptor 320, un procesador 325, una memoria 330 y una antena 332. El nodo 310 incluye un transmisor 335, un receptor 340, un procesador 345, una memoria 350 y una antena 352. El procesador 325 en el nodo 305 está configurado para generar una lista de mensajes de petición de intervalos asignados 360, los cuales son transmitidos al transmisor 315 vía la antena 332 del nodo 305. Cuando el nodo 305 desee transmitir datos al nodo 310, tiene que saber cuando el nodo 310 está libre para recibir datos. De este modo, el nodo 305 solicita al nodo 310 proporcionar sus "intervalos asignados", (por ejemplo, los intervalos cuando el nodo 310 esté ocupado) . De este modo, el nodo 305 puede solicitar la "lista de intervalos asignados" del nodo 310 para poder asignar algún intervalo libre para intercambiar datos con el nodo 310. Cada memoria 330 y 350 mantiene el seguimiento de la información del programa de asignación de intervalos asociada con su nodo respectivo 305, 310. Las memorias 330 y 350 también mantienen el seguimiento de la información de asignación de intervalo de otros nodos además del nodo que reside en la memoria respectiva. De este modo, cada nodo puede mantener el seguimiento de la asignación de intervalo de otro nodo después de enviar una "lista de peticiones de intervalos asignados" y recibir una "lista de respuesta de intervalos asignados". Cuando el receptor 340 en el nodo 310 recibe la lista de mensajes de petición de intervalos asignados 360, el procesador 325 recupera el IE 100 de la memoria 350 y genera una lista de mensaje de respuesta de intervalos asignadas 365 el cual incluye el IE 100, el cual es transmitido por el transmisor 335 vía la antena 352 al nodo 310. Cada uno de los procesadores 325 y 345 incluye una entidad MAC (no mostrada) la cual facilita la generación de la lista de mensajes de petición de intervalos asignados 360 y la lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados 365. La presente invención puede ser implementada en una capa de enlace de datos, capa de red, programas y sistemas de programación o software, componentes físicos de computación o hardware, middleware, una arquitectura de sistema futura, administración de recursos de radio, o controlador de recursos de radio (RRC) . La presente invención es aplicable a, pero no se limita a, IEEE 802.11, IEEE 802. lis, IEEE 802.15, IEEE 802.15.5, IEEE 802.16 y otras tecnologías de malla relevantes.

MODALIDADES 1. Una red de malla inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos los cuales transfieren los datos durante intervalos, método para reportar información de asignación de intervalo, que comprende: cada uno de los nodos almacena información de asignación de intervalo asociada con el nodo; un primero de los nodos genera y transmite una lista de mensajes de petición de intervalos asignados; y un segundo de los nodos genera y transmite una lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados en respuesta a la recepción del mensaje de petición, la lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados incluye un elemento de información (IE) que representa las asignaciones de intervalo del primer nodo. 2. El método de la modalidad 1, donde el IE comprende : un campo de identificación de elemento (ID); un campo de información específica del elemento de longitud variable que contiene la lista de asignaciones de intervalo; y un campo de longitud el cual específica un número de octetos en el campo de información. 3. El método de la modalidad 2, donde el campo de ID del elemento y el campo de longitud son cada uno de un octeto de longitud. 4. El método como en cualquiera de las modalidades 2 y 3, donde el campo de información comprende: un campo del tamaño de la lista; y una pluralidad de campos de información de intervalo 5. El método de la modalidad 4, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de temporización que indica un tiempo de inicio y duración de datos intercambiados durante un intervalo respectivo. 6. El método como en cualquiera de las modalidades 4 y 5, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de frecuencia de radio (RF) que indica el canal de radio y el número de canales usados por el segundo nodo para intercambiar datos durante un intervalo respectivo. 7. El método como en cualquiera de las modalidades 4-6, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de calidad de servicio (QoS) que indica la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante un intervalo respectivo. 8. El método como en cualquiera de las modalidades 4-7, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de nodos personales que indica identificadores de nodo por cada nodo implicado en la transmisión de datos durante un intervalo respectivo. 9. El método como en cualquiera de las modalidades 4-8, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de dirección que indica si los intercambios de datos por el segundo nodo son unidireccionales de un transmisor a un receptor, o bidireccionales a y de todos los nodos implicados durante un intervalo respectivo. 10. El método como en cualquiera de las modalidades 1-9, que comprende además: incluir un reporte de intervalo en un marco de acción usado por una entidad de control de acceso al medio (MAC) localizado en el primer nodo, llevando el reporte de intervalo la información del programa de asignación de intervalo asociada con el primer nodo a al menos el segundo nodo de la red de malla inalámbrica. 11. El método como en cualquiera de las modalidades 1-9, donde la red de malla inalámbrica es una red de área local inalámbrica (WLAN) . 12. Una red de malla inalámbrica que comprende: un primer nodo; y una pluralidad de otro nodo, donde el primer nodo y los otros nodos transfieren datos durante intervalos y almacenan asignación de información de intervalo, el primer nodo genera y transmite una lista de mensajes de petición de intervalos asignados, y al menos uno de los otros nodos genera y transmite una lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados en respuesta a la recepción del mensaje de petición, la lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados incluye un elemento de información (IE) que representa la asignación del intervalo del primer nodo. 13. La red de malla inalámbrica de la modalidad 12, donde el IE comprende: un campo de identificación de elemento (ID) ; un campo de información específica del elemento de longitud variable que contiene la lista de asignaciones de intervalo; y un campo de longitud el cual especifica un número de octetos en el campo de información. 14. La red de malla inalámbrica de la modalidad 13, donde el campo de ID de elemento y el campo de longitud son cada uno de un octeto de longitud. 15. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13 y 14, donde el campo de información comprende: un campo de tamaño de la lista; y una pluralidad de campos de información de intervalo. 16. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-15, donde campo de información de intervalo comprende: un campo de información de temporización que indica un tiempo de inicio y duración de datos intercambiados durante un intervalo respectivo. 17. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-16, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de frecuencia de radio (RF) que indica el canal de radio y el número de canales usados por el segundo nodo para intercambiar datos durante un intervalo respectivo. 18. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-17, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de calidad de servicio (QoS) que indica la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante un intervalo respectivo. 19. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-18, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de nodos personales que indica los identificadores de nodo para cada nodo implicado en la transmisión de datos durante un intervalo respectivo. 20. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-19, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de dirección que indica si los intercambios de datos por el segundo nodo son unidireccionales de un transmisor a un receptor, o bidireccionales a y de todos los nodos implicados durante un intervalo respectivo. 21. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-20, donde se incluye un reporte de intervalo en un marco de acción usado por una entidad de control de acceso al medio (MAC) localizado en el primer nodo, llevando el reporte de intervalo la información del programa de asignación de intervalo asociada con el primer nodo a al menos el segundo nodo de la red de malla inalámbrica. 22. La red de malla inalámbrica como en cualquiera de las modalidades 13-22, donde la red de malla inalámbrica es una red del área local inalámbrica (WLAN) . 23. En una red de malla inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos los cuales transfieren datos durante intervalos, un nodo de malla que comprende: una memoria configurada para asignar información de asignación de intervalo asociada con el nodo de la malla; un procesador acoplado eléctricamente a la memoria, estando el procesador configurado para generar una lista de mensajes de petición de intervalos asignados sobre la base de la información de asignación de intervalo almacenada; y un transmisor acoplado eléctricamente al procesador, estando el transmisor configurado para transmitir la lista de mensajes de petición de intervalos asignados a otro nodo de malla en la red de malla inalámbrica. 24. En una red de malla inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos los cuales transfieren datos durante intervalos, un primer nodo de malla que comprende: un receptor configurado para recibir una lista de mensajes de petición de intervalos asignados de un segundo nodo de la malla en la red de malla inalámbrica; una memoria configurada para almacenar un elemento de información (IE) ; un procesador acoplado eléctricamente al receptor y la memoria, estando el procesador configurado para recuperar el IE de la memoria y generar una lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados la cual incluye el IE en respuesta a la recepción por el receptor de la lista de mensajes de petición de intervalos asignados; un transmisor acoplado eléctricamente al procesador, estando el transmisor configurado para, transmitir la lista de mensajes de respuesta de mensajes asignados al segundo nodo de la malla. 25. El primer nodo de la malla de la modalidad 24 donde el IE comprende: un campo de identificación de elemento (ID) ; un campo de información específica del elemento de longitud variable que contiene la lista de asignaciones de intervalo; y un campo de longitud el cual especifica un número de octetos en el campo de información. 26. El primer nodo de la malla de la modalidad 25, donde el campo de ID del elemento y el campo de longitud son cada uno de un octeto de longitud. 27. El primer nodo de la malla de la modalidad 25, donde el campo de información comprende: un campo de tamaño de la lista; y una pluralidad de campos de información de intervalo. 28. El primer nodo de la malla de la modalidad 27, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de temporización que indica un tiempo de inicio y duración de datos intercambiados durante un intervalo respectivo. 29. El primer nodo de la malla como en cualquiera de las modalidades 27 y 28, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de frecuencia de radio (RF) que indica el canal de radio y el número de canales usados por el segundo nodo de la malla para intercambiar datos durante un intervalo respectivo. 30. El primer nodo de la malla como en cualquiera de las modalidades 27-29, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de calidad de servicio (QoS) que indica la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante un intervalo respectivo. 31. El primer nodo de la malla como en cualquiera de las modalidades 27-30, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de información de nodos personales que indica los identificadores de nodo para cada nodo implicado en la transmisión de datos durante un intervalo respectivo. 32. El primer nodo de la malla como en cualquiera de las modalidades 27-31, donde cada campo de información de intervalo comprende: un campo de dirección que indica si los intercambios de datos por el segundo nodo de la malla son unidireccionales de un transmisor a un receptor, o bidireccionales a y de todos los nodos implicados durante un intervalo respectivo. 33. El primer nodo de la malla como en cualquiera de las modalidades 24-32, donde la red de malla inalámbrica es una red de área local inalámbrica (WLAN) .

Aunque las características y elementos de la presente invención se describieron en modalidades preferidas en combinaciones particulares, cada característica o elemento puede ser usada sola (sin las otras características y elementos de las modalidades preferidas) o en varias combinaciones con o sin otras características o elementos de la presente invención.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES 1. Para una red de malla inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos los cuales transfieren datos durante intervalos, un método para reportar información de asignación de intervalo, que comprende: cada uno de los nodos almacena información de asignación de intervalo asociada con el nodo; un primer de los nodos genera y transmite una lista de mensajes de petición de intervalos asignados; y un segundo de los nodos genera y transmite una lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados en respuesta a la recepción del mensaje de petición, incluyendo la lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados a un elemento de información IE, que representa las asignaciones de intervalo del segundo nodo, caracterizado porque el IE comprende: un campo de información específica del elemento de longitud variable que incluye una pluralidad de campos de información de intervalo, incluyendo cada campo de información de intervalo 1) un campo de información de temporización que indica un tiempo de inicio y duración de un intercambio de datos durante un intervalo respectivo, 2) un campo de información de frecuencia de radio, RF, que incluye el canal de radio y el número de canales usados por el segundo nodo para intercambiar datos durante un intervalo respectivo, 3) un campo de información de calidad de servicio, QoS, que indica la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante un intervalo respectivo, 4) un campo de información de nodos personales que indica los identificadores de nodo para cada nodo implicado en la transmisión de datos durante un intervalo respectivo, y 5) un campo de dirección que indica si el intercambio de datos es unidireccional o bidireccional.
2. 2. Método según la reivindicación 1, donde el IE comprende además: un campo de identificación de elemento ID; y un campo de longitud el cual específica un número de objetos en el campo de información.
3. 3. Método según la reivindicación 2, donde el campo de ID de elemento y el campo de longitud son cada uno de un aspecto de longitud.
4. 4. Método según la reivindicación 1, donde el campo de información comprende además : un campo de tamaño de la lista.
5. 5. Método según la reivindicación 1, que comprende además: incluir un reporte de intervalo en un marco de acción usado por una entidad de control de acceso al medio, MAC, localizada en el primer nodo, llevando el reporte de intervalo información del programa de asignación de intervalo asociado con el primer nodo a al menos el segundo nodo de la red de malla inalámbrica.
6. 6. Método según la reivindicación 1, donde la red de malla inalámbrica es una red de área local inalámbrica, WLAN.
7. 7. Para una red de malla inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos los cuales transfieren datos durante intervalos, un primer nodo de malla que comprende: un receptor configurado para recibir una lista de mensajes de petición de intervalos asignados de un segundo nodo de la malla en la red de malla inalámbrica; una memoria configurada para almacenar un elemento de información, IE; un procesador acoplado eléctricamente al receptor y la memoria, estando el procesador configurado para recuperar el IE de la memoria y generar una lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados que incluye el IE en respuesta al receptor que recibe la lista de mensajes de petición de intervalos asignados; y un transmisor acoplado eléctricamente al procesador, estando el transmisor configurado para transmitir la lista de mensajes de respuesta de intervalos asignados al segundo nodo de la malla, caracterizado porque el IE comprende: un campo de información específica del elemento de longitud variable que incluye una pluralidad de campos de información de intervalo, incluyendo cada campo de información de intervalo 1) un campo de información de temporización que indica un tiempo de inicio y duración de un intercambio de datos durante un intervalo respectivo, 2) un campo de información de frecuencia de radio, RF, que incluye el canal de radio y el número de canales usados por el segundo nodo para intercambiar datos durante un intervalo respectivo, 3) un campo de información de calidad de servicio, QoS, que indica la QoS requerida por los datos a ser intercambiados durante un intervalo respectivo, 4) un campo de información de nodos personales que indica los identificadores de nodo para cada nodo implicado en la transmisión de datos durante un intervalo respectivo, y 5) un campo de dirección que indica si el intercambio de datos es unidireccional o bidireccional.
8. 8. Primer nodo de malla según la reivindicación 7, donde el IE comprende además: un campo de identificación de elemento, ID; y un campo de longitud el cual especifica un número de octetos en el campo de información.
9. 9. Primer nodo de malla según la reivindicación 8, donde el campo de ID de elemento y el campo de longitud son cada uno de un octeto de longitud.
10. 10. Primer nodo de malla según la reivindicación 7, donde el campo de información comprende además: un campo del tamaño de la lista.
11. 11. Primer nodo de malla según la reivindicación 7, donde la red de malla inalámbrica es una red de área local inalámbrica, WLAN.