MX2008014678A - Metodo y sistema para establecer un canal para una red de area de video inalambrico. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método y sistema para establecer un canal en una red de área de video inalámbrica. El establecimiento de un canal involucra la exploración de canales de alta velocidad y baja velocidad disponibles, selección de un canal de los canales disponibles con mínima interferencia con otras redes, determinar si el canal seleccionado permanece disponible por un período de escucha, y si el canal seleccionado permanece disponible, entonces iniciar la comunicación en el canal seleccionado. El canal seleccionado es un canal de alta velocidad y un canal de baja velocidad correspondiente.

Description

METODO Y SISTEMA PARA ESTABLECER UN CANAL PARA UNA RED DE AREA DE VIDEO INALAMBRICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al control de canal, y en particular al control de canal en una Red de Area de Video Inalámbrica ( VA ) .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Con la proliferación de video de alta calidad, un número incrementado de dispositivos electrónicos (por ejemplo, dispositivos electrónicos para consumidores) utilizan video de alta definición (HD) los cuales pueden requerir múltiples gigabits por segundo (Gbps) en anchura de banda para transmisión. Como tal cuando se transmite tal video de HD entre dispositivos, los procedimientos de transmisión convencional comprimen el video HD a una fracción de su tamaño para disminuir la anchura de banda de transmisión requerida. El video comprimido luego es descomprimido para consumo. Sin embargo, con cada compresión y descompresión subsiguiente de los datos de video, alguna información de video se puede perder y la calidad de imagen se puede reducir. La especificación de Interfaz de Multimedia de Alta Definición (HDMI) permite la transferencia de señales de HD Ref. 197115 no comprimidas entre dispositivos vía un cable. Mientras que los fabricantes de electrónica al consumidor están comenzando a ofrecer equipo compatible con HDMI, aún no existe una tecnología inalámbrica adecuada (por ejemplo, radiofrecuencia) que sea capaz de transmitir señales de video de HD no comprimidas . El estándar OSI proporciona una jerarquía de siete capas entre un usuario final y un dispositivo físico a través del cual diferentes sistemas pueden comunicarse. Cada capa es responsable de diferentes tareas, y el estándar OSI específica la interacción entre capas, así como entre dispositivos que cumplen con el estándar. El estándar OSI incluye una capa física, una capa de enlace de datos, una capa de red, una capa de transporte, una capa de sesión, una capa de presentación y una capa de aplicación. El estándar IEEE 802 proporciona una arquitectura de tres capas para redes locales que se aproximan a la capa física, y la capa de enlace de datos del estándar OSI. La arquitectura de tres capas en el estándar IEEE 802 200 incluye una capa física (PHY) , una capa de Control de Acceso de Medios (MAC) y una capa de control de enlace lógico (LLC) . La capa PHY opera como aquella en el estándar OSI. Las capas MAC y LLC comparten las funciones de la capa de enlace de datos en el estándar OSI. La capa LLC coloca los datos en tramas que se pueden comunicar en la capa PHY, y la capa MAC maneja la comunicación sobre el enlace de datos, enviando tramas de datos y recibiendo tramas de reconocimiento (ACK) . Conjuntamente las capas MAC y LLC son responsables de la verificación de error así como retransmisión de tramas que no son recibidas y reconocidas. Las Redes de Area Local Inalámbricas (WLANs) como se definen por el estándar IEEE 802 y tecnologías similares pueden sufrir emisiones de interferencia cuando diversos dispositivos son conectados los cuales no tienen la anchura de banda para portar la señal de HD no comprimida, y no proporcionan una interfaz de aire con suficiente anchura de banda para transmitir video no comprimido sobre la banda de 60 GHz . El IEEE 802.15.3 específica los métodos de acceso de canal para transmisión de información de audio/visual sobre las redes de área personal inalámbricas (WPANs) . Sin embargo, en el IEEE 802.15.3, el control de acceso de canal es complicado y solamente es para acceso a un canal único. Además, en el IEEE 802.15.3, la descripción de asignación de tiempo de canal realizada en una baliza es limitada a un bloque de tiempo de canal en una supertrama para una corriente de A/V comprimida. Sin embargo, para una corriente de video no comprimida, múltiples bloques de tiempo de canal en una supertrama son necesarios para cumplir los requerimientos de retraso y amortiguamiento. Existe, por lo tanto, una necesidad de un método y sistema para establecer un canal y control de canal en redes de comunicación inalámbricas las cuales dirigen los defectos anteriores. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método y sistema para establecer un canal en una red de área de video inalámbrica. La presente invención proporciona un método y sistema para establecer un canal en una red de área de video inalámbrica. Como es conocido por aquellos expertos en la técnica, las arquitecturas ejemplares mencionadas anteriormente descritas anteriormente, de acuerdo con la presente invención, se pueden implementar en muchas formas, tales como instrucciones de programa para la ejecución por un procesador, como circuitos lógicos, como un circuito integrado de aplicación específica, como firmware, etc. La presente invención se ha descrito en detalle considerable con referencia a ciertas versiones preferidas de la misma; sin embargo, otras versiones son posibles. Por lo tanto, el espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas no se deberán limitar a la descripción de las versiones preferidas contenidas en la presente.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra un diagrama de bloque funcional de una red inalámbrica que implementa transmisión de video de HD no comprimido entre estaciones inalámbricas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 2 muestra un diagrama de sincronización ejemplar para una programación de Dúplex por División de Tiempo (TDD) aplicada a canales de comunicación inalámbrica de ba a velocidad y alta velocidad en la figura 1. La figura 3A muestra una estructura de supertrama ejemplar de acuerdo con la presente invención . / La figura 3B muestra detalles ejemplares de una estructura de supertrama, de acuerdo con la presente invención. La figura 4 muestra una entidad de' acoplamiento ejemplar para seleccionar un canal para iniciar una WVAN. La figura 5 muestra un ejemplo de un flujo de mensaje y operación de exploración, de acuerdo con la presente invención . La figura 6 muestra un ejemplo de la detección de energía en diferentes direcciones para exploración de canal, de acuerdo con la presente invención. La figura 7 ilustra un ejemplo de un flujo de mensaje y operación de inicio de WAN, de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENSIÓN En una modalidad, el establecimiento de un canal incluye explorar canales disponibles, seleccionar un canal de los canales disponibles con mínima interferencia con otras redes, determinar si el canal seleccionado permanece disponible por un período de escucha, y si el canal seleccionado permanece disponible, luego iniciar la comunicación en el canal seleccionado . Los canales disponibles incluyen canales de frecuencia de alta velocidad (HR) y canales de frecuencia de baja velocidad (LR) , de modo que m canales de HR en una banda de frecuencia general son definidos por una PHY de Alta Velocidad (HRP) como canales de HRP, y n canales LR son definidos por una PHY de Baja Velocidad (HRP) como canales LRP en la misma banda de frecuencia como la HRP, de modo que dentro de cada uno de los canales HRP, un número n de canales LRP son definidos . La exploración de canales disponibles incluye primero explorar los canales de LRP realizando detección de energía para cada canal de LRP por un período de tiempo, para determinar un valor de detección de energía pico de LRP para cada canal de LRP. La exploración de canales disponibles adicionalmente incluye explorar selectivamente aquellos canales de HRP dentro de los cuales todos los canales LRP tienen valores de detección de energía pico de LRP menores que un umbral de interferencia de LRP especificado. Además, cada canal de HRP tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro las cuales definen una banda de frecuencia de LRP dentro de la banda de frecuencia de HRP correspondiente. La exploración selectiva de los canales de HRP adicionalmente incluye, para cada canal de HRP a ser explorado, realizar la detección de energía en incrementos de frecuencia correspondientes a las bandas de frecuencia de LRP dentro del canal de HRP, para determinar un valor de detección de energía pico de HRP para el canal de HRP. La selección de un canal de los canales disponibles adicionalmente incluye elegir un canal de HRP que tiene un valor de detección de energía pico de HRP mínimo entre todos los canales de HRP explorados . El valor de detección de energía pico de HRP mínimo es menor que un umbral de interferencia de HRP. La selección de un canal de los canales disponibles adicionalmente incluye seleccionar un canal de LRP con un valor de detección de energía pico de LRP mínimo entre los canales de LRP dentro del canal de HRP elegido .

Luego, un canal de HR se establece, y el acceso al canal de HR y el canal seleccionado es controlado dividiendo el tiempo de canal en supertramas separadas por balizas, cada supertrama incluye bloques de tiempo de canal (CTBs) que tienen uno o más CTBs reservados y uno o más CTBs no reservados, y paquetes de comunicación sobre el canal durante los CTBs reservados . Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención llegarán a ser entendidas con referencia a la siguiente descripción, reivindicaciones anexas y figuras acompañantes. Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos Número de Serie 60/801,767, presentada el 18 de Mayo de 2006, incorporada en la presente para referencia. La presente invención proporciona un método y sistema para establecer un canal en una red de área de video inalámbrica. En una modalidad, el establecimiento de un canal incluye explorar canales disponibles, seleccionar un canal de los canales disponibles con mínima interferencia con otras redes, determinar si el canal seleccionado permanece disponible por un período de escucha, y si el canal seleccionado permanece disponible, luego iniciar la comunicación en el canal seleccionado. El canal seleccionado es un canal de baja velocidad. Luego, un canal de HR se establece, y el acceso al canal de HR y el canal seleccionado es controlado dividiendo el tiempo de canal en supertramas separadas por balizas, cada supertrama incluye CTBs que tienen uno o más CTBs reservados y uno o más CTBs no reservados, y paquetes de comunicación sobre el canal durante los CTBs reservados . La figura 1 muestra un diagrama de bloque funcional de una red inalámbrica ejemplar 10 para comunicación de video de alta definición (HD) no comprimido entre estaciones inalámbricas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La red 10 se basa en el estándar irelessHD el cual es un esfuerzo conducido por la industria para definir una especificación de interfaz de red digital inalámbrica para transmisión de señal digital de HD inalámbrica en la banda de frecuencia de 60 GHz, por ejemplo, para productos electrónicos al consumidor. La red 10 incluye un coordinador 12 tal como un coordinador de HD inalámbrico (WiHD) , y múltiples estaciones inalámbricas 14 (por ejemplo, Devl, DevN) . El coordinador 12 y estaciones 14 utilizan un canal de baja velocidad (LR) 16 (mostrado por las líneas de rayas en la figura 1) y un canal de alta velocidad (HR) 18 (mostrado por las líneas continuas gruesas en la figura 1) para comunicación entre estos.

En esta modalidad, el coordinador 12 es un colector de datos de video y/o audio implementado , por ejemplo, en un equipo HDTV en un ambiente de red inalámbrica casera el cual es un tipo de WPA . Cada estación 14 comprende un dispositivo que puede ser la fuente de video o audio no comprimido. Los ejemplos de cada estación 14 puede ser una caja de conexión, un reproductor DVD, etc. Una estación 14 también puede ser un colector de audio. En otro ejemplo, el coordinador 12 puede ser una fuente de una corriente de video. En todavía otro ejemplo, el coordinador proporciona funciones de coordinación de canal para comunicación inalámbrica entre una estación de colector y una estación fuente. El coordinador funciona tal como funciona el acceso de canal, de acuerdo con la presente invención también se puede implementar en un dispositivo autónomo, en un dispositivo colector y/o en un dispositivo fuente. Un dispositivo puede ser una fuente de video o audio no comprimido similar a una caja de conexión o un reproductor DVD. Un dispositivo también puede ser un colector de audio. El coordinador 12 usa un canal de LR 16 y un canal de HR 18, para comunicación con las estaciones 14. Cada estación 14 usa el canal de LR 16 para comunicaciones con otras estaciones 14. El canal de HR 18 solamente soporta transmisión de unidifusión de dirección única con por ejemplo, anchura de banda de multi-Gb/s para soportar transmisión de video de HD no comprimido. El canal de LR 16 puede soportar transmisión bi-direccional por ejemplo, con a lo mucho 40 megabits por segundo (Mbps) de flujo. El canal de LR 16 principalmente se usa para transmitir tramas de control tales como tramas de ACK. Algunos datos de baja velocidad tal como audio y video comprimido se pueden transmitir en el canal de LR entre dos estaciones 14 directamente. El canal de HR solamente soporta transmisión de unidifusión de dirección única con anchura de banda de multi-Gb/s para soportar video de HD no comprimido. El canal de LR puede soportar transmisión bi-direccional con a lo mucho 40 Mbps de flujo. Un canal de baja velocidad principalmente se usa para transmitir tramas de control tales como tramas de ACK. También es posible que algunos datos de baja velocidad similares a audio y video comprimido se puedan transmitir en el canal de baja velocidad entre dos dispositivos directamente . Como se muestra por el diagrama de sincronización ejemplar en la figura 2, la programación de TDD se aplica a los canales de LR y HR 16 y 18, por lo cual en cualquier tiempo los canales de LR y HR 16 y 18, no se pueden usar en paralelo para transmisión. En el ejemplo de la figura 2, los paquetes /tramas de baliza y ACK se transmiten sobre el canal de LR 16 en medio de la transmisión de paquetes de información de datos (por ejemplo, mensaje de video, audio y control) sobre el canal de HR 18. La tecnología Beanforming (formación de haces) se puede usar tanto en los canales de LR como HR. El canal de LR también puede soportar transmisiones de omni-dirección . El canal de HR y el canal de LR son canales lógicos. En muchos sistemas de comunicación inalámbricos, una estructura de trama se usa para transmisión de datos entre estaciones inalámbricas tal como un transmisor y un receptor. Por ejemplo, el estándar IEEE 802.11 usa estructura de trama en una capa MAC y una capa PHY. En un transmisor típico, la capa MAC recibe Unidad de Datos de Servicio de MAC (MSDU) y une un encabezamiento de MAC a esta, para construir una Unidad de Datos de Protocolo de MAC (MPDU) . El encabezamiento de MAC incluye información tal como una dirección de fuente (SA) y una dirección de destino (DA) . La MDPU es una parte de una Unidad de Datos de Servicio de PHY (PSDU) y se transfiere a una capa PHY en el transmisor para unir un encabezamiento de PHY (es decir, preámbulo de PHY) a esta para construir una Unidad de Datos de Protocolo de PHY (PPDU) . El encabezamiento de PHY incluye parámetros para determinar un esquema de transmisión que incluye un esquema de codificación/modulación. Antes de la transmisión como un paquete de un transmisor a un receptor, un preámbulo se une a la PPDU, en donde el preámbulo puede incluir información de sincronización y estimación de canal.

Existen dos procedimientos para que una estación inalámbrica (STA) acceda al canal de comunicación inalámbrico compartido. Un procedimiento es un método de arbitraje libre de contención (CF) , y el otro es un método de arbitraje basado en contención (CB) . Existen múltiples métodos de acceso de canal para un período CF. Por ejemplo, una función de coordinador de punto (PCF) se puede utilizar para controlar el acceso al canal. Cuando se establece una PCF, la PCF escudriña las STAs registradas para comunicaciones y proporciona acceso de canal a las STAs basado en los resultados de escudriño. El método de acceso CB utiliza un período de retiro aleatorio para proporcionar imparcialidad en el acceso al canal. En el período CB, una STA monitorea el canal, y si el canal ha estado quieto por un período de tiempo pre-definido, la STA espera un cierto período de tiempo, de modo que si el canal permanece quieto, la STA transmite en el canal. El coordinador y los dispositivos no coordinadores comparten la misma anchura de banda, en donde el coordinador coordina la compartición de esta anchura de banda. Los estándares se han desarrollado para establecer protocolos para compartir anchura de banda en un ambiente de red de área personal inalámbrica (WPA ) . Como se señala, el estándar IEEE 802.15.3 proporciona una especificación para la capa PHY y la capa MAC en tal ambiente donde la anchura de banda se comparte usando una forma de acceso múltiple de división de tiempo (TDMA) . De acuerdo con la presente invención, la capa MAC define una estructura de supertrama, descrita posteriormente, a través de la cual la compartición de la anchura de banda por los dispositivos no coordinadores 14 se maneja por el coordinador 12 ylo los dispositivos no coordinadores 14. De acuerdo con la presente invención, en un período libre de contención, en lugar de los escudriños de PCF, la programación de tiempo se utiliza en donde balizas proporcionan información acerca de los bloques de tiempo de canal programado. Un control de acceso de canal basado en supertrama para la transmisión de video no comprimido sobre canales inalámbricos, de acuerdo con la presente invención, se aplica basado en una estructura de supertrama mostrada pr el ejemplo en las figuras 3A-3B. La figura 3A muestra una secuencia de supertramas 20, y la figura 3B muestra los detalles de una supertrama 20 para los canales de LR y HR incluyendo múltiples programas 30. Cada programa 30 incluye uno o más CTBs reservados periódicos 32 los cuales son reservados para la transmisión de corrientes de datos isócronas. En la figura 3B, Ti indica un intervalo entre dos CTBs consecutivos los cuales pertenecen al programa 1, y T2 indica el intervalo entre dos CTBs consecutivos los cuales pertenecen al Programa 2.

Los programas 30 representan los CTBs reservados 32, y los períodos de tiempo entre los programas 30 son CTBs no reservados. Como tal, cada supertrama 20 incluye dos categorías de CTB: CTBs reservados 32, y CTBs no reservados. Tal supertrama 20 es útil para el control de acceso de canal usando los CTBs para transmisión de video no comprimido sobre canales inalámbricos (por ejemplo, el canal de HR 18 y el canal de LR 16) . Las balizas son usadas para separar el tiempo de canal en múltiples supertramas . En cada supertrama existen períodos de contención y períodos libres de contención. En cada CFP existen uno o más programas. Una supertrama incluye un período de control basado en contención (CBCP) , un CFP incluye múltiples bloques de tiempo de canal reservado (RCTBs) y/o bloques de tiempo de canal no reservado (UCTBs) . Específicamente, la supertrama 20 incluye: 1. Una trama de baliza ('baliza') 22 la cual se usa para ajustar las asignaciones de sincronización y para comunicar información de manejo para la red 10 (por ejemplo, sub-red WiHD) . Se asume que las señales de baliza siempre son transmitidas omni-direccionalmente . 2. Un CBCP 24 usado para comunicar Comandos Electrónicos al Consumidor (CECs) y comandos de manejo y control de MAC en el canal de LR 16. Ninguna información se puede transmitir en el canal de HR 18 dentro del período CBCP. También puede existir un período de búsqueda de haces (BSP) entre el CBCP 24 y el CFP 28 para buscar haces de transmisión y ajustar los parámetros de formación de haces (por ejemplo, cada 1 - 2 segundo un BSP puede aparecer en la super rama correspondiente 20) . 3. El CFP 28 el cual incluye los CTBs que comprenden uno o más CTBs reservados 32 y uno o más CTBs no reservados 37. Los CTBs reservados 32 son reservados por una o múltiples estaciones 14 para transmisión de comandos, corrientes isócronas y conexiones de datos asincronas. Los CTBs reservados 32 son usados para transmitir comandos, corrientes isócronas y conexiones de datos asincronas. Cada CTB reservado 32 se puede usar para transmitir una trama de datos única o múltiples tramas de datos. Los programas 30 incluyen organizar los CTBs reservados 32. En cada supertrama 20, un programa 30 puede tener un CTB reservado 32 (por ejemplo, para búsqueda de haces programada o señalización de reservación de anchura de banda) o múltiples CTBs reservados periódicos 32 (por ejemplo, para una corriente isócrona) . Los CTBs no reservados 37 son típicamente usados para transmitir comandos de manejo y control de CEC y MAC en el canal de LR. Ninguna transmisión de formación de haces se permite dentro de los CTBs no reservados. Los CTBs no reservados 37 también se pueden usar para la transmisión de paquetes de manejo y control entre los dispositivos 14 si se permite el soporte de enlace directo (DLS) . Durante un CTB no reservado 37, solamente el canal de LR, que opera en un modo de pmni-dirección, se puede utilizar. Ninguna información se puede transmitir en el canal de HR durante un CTB no reservado 37. Diferentes mecanismos de acceso de medio basado en contención, tal como un esquema de acceso múltiple por detección de portadora (CS A) o un esquema Alona ajustado a intervalos se puede usar durante un CTB 37 no reservado. Una baliza 22 se transmite periódicamente para identificar el inicio de cada supertrama 20. La configuración de la supertrama 20 y otros parámetros son incluidos en la baliza 22. Por ejemplo, la baliza 22 indica el tiempo de inicio y longitud de los periodos CBCP 24 y el CFP 28. Además, la baliza 22 dicta una asignación de los CTBs en el CFP 28 a diferentes estaciones 14 y corrientes. Puesto que los dispositivos pueden conocer implícitamente la información de sincronización de CTBs no reservados, una trama de baliza no necesita portar información de sincronización para CTBs no reservados . Para la asignación de tiempo basado en reservación, las transmisiones de datos que usan formación de haces se deben reservar por adelantado. Un dispositivo 14 solicita la anchura de banda de envío del coordinador 12 para la transmisión tanto de corrientes isócronas como datos asincronos. Si existe suficiente anchura de banda, el coordinador 12 asigna un programa para el dispositivo de solicitud. Cada programa incluye una serie de CTBs reservados 32 uniformemente distribuidos que tienen duraciones iguales. Un programa puede incluir múltiples CTBs reservados 32, o un CTB reservado 32 en una supertrama 20, o un CTB reservado 32 en cada N supertramas 20. Usualmente una corriente isócrona se transmite dentro de un programa para cada supertrama 20. Sin embargo, también es posible asignar múltiples programadas para una corriente isócrona o asincrona. Múltiples corrientes que pertenecen al mismo dispositivo también se pueden transmitir dentro de un programa. Cada paquete de datos 31 transmitido de un dispositivo a un destino tiene un paquete de ACK correspondiente 33 enviado de nuevo desde este destino, en donde cada paquete de datos 31 y paquete de ACK correspondiente 33 forman un par de datos-ACK. Un CTB 32 puede incluir un par de datos-ACK único o múltiples pares de datos-ACK. Un programa puede ser reservado para búsqueda de haces periódica en la cual un CTB reservado 32 aparece cada 1 ~ 2 segundos. La búsqueda de haces periódica también se puede realizar dentro de los CTBs no reservados. Además de la búsqueda de haces periódica, la búsqueda de haces activada por eventos (es decir, búsqueda de haces dinámica) se puede activar por factores tal como el estado de canal malo. Si la búsqueda de haces activada por eventos será implementada sin 1 afectar otros programas reservados, la longitud de cualquier CTB reservado para un programa (TCTB_reservado) más la longitud de CTBs no reservados inmediatamente después del CTB reservado (TC B_no_reservado) no deberá ser menos que la longitud de un período de búsqueda de haces Tbúsqueda de haces (por ejemplo, 400 µ? por Omisión). Como tal, TCTB_reservado + TCTB_no_reservado = Tbúsqueda de haces · Para establecer una WVA para comunicación usando la arquitectura de supertrama anterior, el coordinador 12 primero establece un canal. Esto involucra la exploración de frecuencias disponibles para determinar canales disponibles (es decir, no en uso por redes cercanas) . Todos los canales de LR son explorados para encontrar canales con mínima interferencia con otras redes. Luego, la banda de frecuencia de los canales de HR es explorada para interferencia, y un canal el cual tiene mínima interferencia se selecciona. Un total de m canales en el intervalo de frecuencia de 57 - 66 GHz son definidos por una PHY de Alta Velocidad (HRP) para la frecuencia de HR. Debido a las restricciones regulatorias , no todos estos canales están disponibles en todas las regiones geográficas. Por ejemplo, cuando m = 4 , cuatro canales son indexados por un índice de Canal de HRP. Estos canales de frecuencia de HRP son definidos en la tabla 1 posterior.

Tabla 1 : Canales de Frecuencia de HRP Cada canal de HRP tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro (con una frecuencia central), las cuales definen una banda de frecuencia de HRP. Una PHY de Baja Velocidad (LRP) para la frecuencia de LR usa las mismas bandas de frecuencia como la HRP, en donde dentro de cada uno de los canales de HRP, un número n de canales de LRP son definidos. En este ejemplo, para n = 3, tres canales de LR son definidos para cada uno de los cuatro canales de HRP. Solamente un canal de LRP se usa por una WVAN en un tiempo. Esto permite que múltiples WVANs usen el mismo canal de frecuencia de HRP en proximidad cercana, mientras se minimiza la interferencia de canal. Cada canal de LRP se define con relación a la frecuencia central del canal de HRP correspondiente, fe (HRP). Como tal, dentro de cada uno de los canales de HRP, tres canales de LRP son definidos cerca de la frecuencia central del canal de HRP. Los canales de frecuencia de LRP, indexados por un índice de canal de LRP, son definidos en la tabla 2 posterior.

Tabla 2 : Canales de Frecuencia de LRP Cada canal de LRP tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro (con una frecuencia central) , las cuales definen una banda de frecuencia de LRP. En este ejemplo, cada banda de frecuencia de LRP es una banda de 80 MHz, los canales de LRP son separados por bandas de 120 MHz, y las frecuencias centrales de los canales de LRP son separadas por 200 MHz. La exploración de frecuencias disponibles para determinar canales disponibles se facilita usando una función de exploración. Luego un canal se selecciona entre los canales disponibles por una función de selección de canal. La figura 4 muestra una entidad de manejo ejemplar 40, que incluye una función de entidad de manejo de capa de MAC (MLME) 48 para seleccionar canales disponibles, explorar canales, y manejar operaciones de capa de MAC tal como controlar la operación del coordinador en el establecimiento de un canal, y una función de entidad de manejo de dispositivo (DME) 46 para conducir la detección de energía en un canal seleccionado para ser explorado. La detección de energía incluye medir la energía de señal en el canal, y elegir el valor máximo medido. El coordinador 12, y cada uno de los dispositivos 14, incluyen una entidad de manejo 40 (es decir, el coordinador incluye tanto una DME como una MLME, y cada dispositivo incluye tanto una DME como una MLME) . La entidad de manejo 40 adicionalmente proporciona funciones de monitoreo y control para una capa de MAC 24 y una capa PHY 44, y facilita la comunicación entre las capas superiores 45 y la capa de MAC 42, de acuerdo con la presente invención. Los mensajes de MLME posteriormente son definidos por el estándar IEEE 802.15.3 ( 'Wireless Médium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Areas Networks (WPANs) , ' 2003), incorporada en la presente para referencia. Las operaciones de las funciones de DME y MLME en respuesta a los mensajes de MLME son de acuerdo con la presente invención. Para establecer una WVAN, una función de DME 46 primero emite un mensaje MLME-SCAN. request a una función de MLME 48 para explorar un conjunto específico de canales de HRP y LRP correspondientes. La figura 5 muestra un ejemplo de la operación de exploración y flujo de mensaje 50, de acuerdo con la presente invención. La función de MLME 48 realiza un procedimiento de exploración 52, y regresa un mensaje MLME-SCAN. confirm que incluye información de clasificación de canal (es decir, ListadeClasificacióndeCanal ) , con un CódigodeResultado . Usando la información de clasificación de canal, la función de DME 46 selecciona un canal entre los canales de HRP y LRP con la menor cantidad de interferencia para iniciar la WVA . Específicamente, la función de DME 46 intenta seleccionar un canal con mínima interferencia entre todos los canales de HRP y LRP, en donde aquella interferencia es menor que los umbrales especificados (por ejemplo, -50dB) . Luego, la función de DME 45 inicia una nueva operación de WVAN en aquel canal seleccionado, como se descrie con más detalle adicionalmente posteriormente. Existen dos pasos de exploración de canal en el procedimiento de exploración de canal 52 realizados por la función de MLME 48, como sigue: 1. Explorar todos los canales de LRP primero. Para cada canal de LRP, la función de MLME primero cambia a modo omni-direccional , y luego realiza repetidamente una medición de detección de energía de radiofrecuencia por un período más largo que una duración de supertrama. Una medición de valor de detección de energía máxima obtenida durante este período se señala como un valor de detección de energía pico de LRP antes de moverse al siguiente canal de LRP. Como se muestra por un proceso ejemplar 60 en la figura 6, la detección de energía se realiza en diferentes direcciones (por ejemplo, direcciones 1, 2, 8, cada una cubre un ángulo de 45 grados) para emular la detección de energía omni-direccional. 2. Explorar selectivamente solamente aquellos canales de HRP dentro de los cuales todos los tres canales de LRP correspondiente tienen valores de detección de energía pico de LRP menores que un umbral de interferencia de LRP especificado. La función de MLME utiliza la exploración de canal emulado por LRP para explorar un canal de HRP. Esto se logra como sigue. Desde la frecuencia de inicio de un canal de HRP, la función de MLME repetidamente realiza la detección de energía de radiofrecuencia para cada banda de LRP (por ejemplo, banda de frecuencia de 80 MHz) en modo omni-direccional. Una medición de valor de detección de energía máxima obtenida de todas las bandas de frecuencia de 80 MHz se señala como un valor de detección de energía pico de HRP. Cada banda de frecuencia de HRP se puede dividir en múltiples bandas de frecuencia de LRP. Y cada banda de LRP es de 80 MHz. La exploración del canal de HRP se realiza explorando cada banda de frecuencia de LRP. Después de terminar los dos pasos de exploración en el procedimiento de exploración de canal, la función de MLME proporciona los resultados de exploración de canal como clasificaciones de canal para la función de DME basada en el proceso de exploración. La función de DME usa los resultados de clasificación de canal para elegir un canal de HRP que tiene un valor de detección de energía pico de HRP mínimo entre todo el canal de HRP explorado, en donde el valor de detección de energía pico de HRP mínimo es menor que un umbral de interferencia de HRP. Luego, la función de DME selecciona un canal de LRP con un valor de detección de energía pico de LRP mínimo entre los n canales de LRP dentro del canal de HRP elegido. Por ejemplo, asumiendo que el umbral de detección de energía es -50dB, y todas las n LRPs dentro de una HRP están por debajo de -50dB, entonces el dispositivo explorará todas las bandas de frecuencia de 80 MHz dentro de la HRP. Si los resultados de detección de energía para todas las bandas de frecuencia de 80 MHz están por debajo de -50dB, entonces la HRP explorada se puede elegir para iniciar una nueva red WiHD. Una vez que la función de DME ha seleccionado un canal de LRP, un proceso de comunicación de la función de DME emite un mensaje primitivo MLME-STAR . request con el índice (es decir, IndicedeCanal ) del canal de LRP seleccionado. La figura 7 ilustra un ejemplo de flujo de mensaje y operación de inicio de WVAN 70 de acuerdo con la presente invención, en donde a través del mensaje MLME-START . request el coordinador 12 es instruido para iniciar una WVAN en el canal de LRP seleccionado. Usando un módulo de comunicación 72 que implementa un procedimiento de inicialización de WVAN, la función de MLME de coordinador 48 intenta iniciar su propia WVAN en el canal de LRP seleccionado sin asociación con una WVAN existente. La función de MLME 48 escucha al canal seleccionado por un período de escucha (es decir, mExploracióndeCanalporMin) para determinar si el canal seleccionado aún está claro (es decir, permanece disponible) . La operación de escucha causa detección de energía. Si al final del período de escucha la función de MLME determina que el canal seleccionado está claro, la función de MLME entonces comienza la comunicación en el canal radiodifundiendo una baliza vía las capas de MAC y PHY, una vez cada duración de supertrama (figura 3A) . Sin embargo, si la función de MLME determina que el canal seleccionado no está más tiempo claro, entonces la función de MLME emite un MLME-STAR . confirm con un CodigodeResultado que indica una falla al iniciar la WVAN. En este caso, la función de DME puede enviar otro MLME-STAR . request con un diferente IndicedeCanal para iniciar una WVAN en un canal diferente, o asociar como un DEV regular (es decir, el DEV no iniciará una nueva red, y en su lugar intenta escuchar una baliza asociada con un coordinador que envía la baliza periódicamente) . Cuando la WVAN es exitosamente iniciada, el coordinador 12 asigna un DEVID adicional a si mismo para los propósitos de intercambiar datos con otros dispositivos 14 (DEVs) que llegan a ser miembros de la WVAN establecida. El DEVID es el ID único para un dispositivo. El procedimiento de asociación se usa para un dispositivo que llega a ser un miembro de una red establecida. Una vez que una WVAN se inicia en un canal de baja velocidad seleccionado, el coordinador puede adicionalmente establecer un canal de alta velocidad y asignar periódicamente el tiempo de canal para transmisiones de datos e información de audio/visual (A/V) usando una estructura de supertrama (figura 3B) de acuerdo con la presente invención. El control de acceso de canal se logra usando la estructura de supertrama tanto para el canal de alta velocidad como el canal de baja velocidad seleccionado. Cuando el coordinador 12 será removido por si mismo de la WVAN y ninguno de los otros dispositivos 14 son capaces de tomar el coordinador, el coordinador anuncia el cierre colocando un elemento de información (IE) de cierre en su baliza de radiodifusión. El coordinador asegura que el anuncio de cierre cumple con las reglas para anuncios de baliza . 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.

Claims (32)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Método para control de canal en una red de área de video inalámbrica, caracterizado porque comprende las etapas de : explorar canales disponibles; seleccionar un canal de los canales disponibles con mínima interferencia con otras redes; determinar si el canal seleccionado permanece disponible por un período de escucha; y si el canal seleccionado permanece disponible, entonces iniciar la comunicación en el canal seleccionado.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los canales disponibles incluyen canales de frecuencia de alta velocidad (HR) y canales de frecuencia de baja velocidad (LR) , de modo que m canales de HR en una banda de frecuencia general son definidos, y n canales de LR son definidos en la misma banda de frecuencia como los canales de HR, de modo que dentro de cada uno de los canales de HR, un número n de canales de LR son definidos.

3. Método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque la exploración de canales disponibles incluye primero explorar los canales de LR realizando detección de energía por cada canal de LR por un período de tiempo, para determinar un valor de detección de energía pico de LR por cada canal de LR.

4. Método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la exploración de canales disponibles adicionalmente incluye explorar selectivamente aquellos canales de HR dentro de los cuales todos los canales de LR tienen valores de detección de energía pico de LR menores que un umbral de interferencia de LR especificado.

5. Método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: cada canal de HR tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro las cuales definen una banda de frecuencia de HR para el canal de HR; cada canal de LR tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro las cuales definen una banda de frecuencia de LR dentro de la banda de frecuencia de HR correspondiente; y la exploración selectiva de los canales de HR adicionalmente incluye, para cada canal de HR, realizar la detección de energía en incrementos de frecuencia correspondientes a las bandas de frecuencia de LR dentro del canal de HR, para determinar un valor de detección de energía pico de HR para el canal de HR.

6. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la selección de los canales disponibles adicionalmente incluye elegir un canal de HR que tiene un valor de detección de energía pico de HRP mínimo entre todos los canales de HRP explorados.

7. Método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el valor de detección de energía pico de HRP mínimo es menor que un umbral de interferencia de HRP.

8. Método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la selección de un canal de los canales disponibles adicionalmente incluye seleccionar un canal de LRP con un valor de detección de energía pico de LRP mínimo entre los canales de LRP dentro del canal de HRP elegido.

9. Método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la realización de detección de energía para un canal de LRP incluye realizar la detección de energía en aquel canal en un modo omni-direccional .

10. Método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la realización de la detección de energía en un canal de LRP incluye realizar la detección de energía en aquel canal en diferentes direcciones para emular la detección de energía omni-direccional.

11. Método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la banda de frecuencia general comprende 57-66 GHz y cada canal de LRP cubre una banda de 80 MHz , los canales de LRP son separados por bandas de 120 MHz, y las frecuencias centrales de los canales de LRP son separadas por bandas de 200 MHz.

12. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende la etapa de: cerrar el canal colocando un anuncio de cierre en una baliza de radiodifusión.

13. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la comunicación sobre el canal comprende: controlar el acceso de canal dividiendo el tiempo de canal en supertramas separadas por balizas, cada supertrama incluye bloques de tiempo de canal (CTBs) que tienen uno o más CTBs reservados y uno o más CTBs no reservados; y comunicar paquetes sobre el canal durante los CTBs reservados.

14. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el período de escucha comprende duración de una supertrama.

15. Método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la realización de la detección de energía para cada canal de LRP incluye realizar la detección de energía por un período de escucha más largo que una duración de supertrama.

16. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los canales disponibles incluyen canales de frecuencia de alta velocidad (HR) y canales de frecuencia de baja velocidad (LR) , de modo que múltiples canales de HR en una banda de frecuencia general son definidos, y canales de LR plurales son definidos en la misma banda de frecuencia como los canales de HR.

17. Coordinador para control de canal en una red de área de video inalámbrica, caracterizado porque comprende: un módulo de exploración configurado para explorar canales disponibles; un módulo de selección configurado para seleccionar un canal de los canales disponibles con mínima interferencia con otras redes; y un módulo de comunicación para iniciar la comunicación en el canal seleccionado si el canal seleccionado permanece disponible por un período de escucha.

18. Coordinador de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque los canales disponibles incluyen canales de frecuencia de HR y canales de frecuencia de LR, de modo que m canales de HR en una banda de frecuencia general son definidos, y n canales de LR son definidos en la misma banda de frecuencia como los canales de HR, de modo que dentro de cada uno de los canales de HR, un número n de canales de LR son definidos .

19. Coordinador de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el módulo de exploración es adicionalmente configurado para explorar primero los canales de LR realizando detección de energía para cada canal de LR por un período de tiempo, para determinar un valor de detección de energía pico de LR para cada canal de LR.

20. Coordinador de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el módulo de exploración es configurado adicionalmente para explorar selectivamente aquellos canales de HR dentro de los cuales todos los canales de LR tienen valores de detección de energía pico de LR menores que un umbral de interferencia de LR especificado.

21. Coordinador de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque: cada canal de HR tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro las cuales definen una banda de frecuencia de HR para el canal de HR; cada canal de LR tiene una frecuencia de inicio y una frecuencia de paro las cuales definen una banda de frecuencia de LR dentro de la banda de frecuencia de HR correspondiente; y el módulo de exploración adicionalmente se configura de modo que, para cada canal de HR, el módulo de exploración realiza la detección de energía en incrementos de frecuencia correspondientes a las bandas de frecuencia de LR dentro del canal de HR, para determinar un valor de detección de energía pico de HR para el canal de HR.

22 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado porque el módulo de selección se configura adicionalmente para elegir un canal de HR que tiene un valor de detección de energía pico de HR mínimo entre todos los canales de HR explorados .

23 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 22 , caracterizado porque el valor de detección de energía pico de HR mínimo es menor que un umbral de interferencia de HR.

24 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 22 , caracterizado porque el módulo de selección se configura adicional para seleccionar un canal de LR con un valor de detección de energía pico de LR mínimo entre los canales de LR dentro del canal de HR elegido.

25 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 18 , caracterizado porque el módulo de exploración se configura adicionalmente para realizar la detección de energía en un canal de LR en un modo o ni-direccional .

26 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 25 , caracterizado porque el módulo de exploración se configura adicionalmente para realizar detección de energía en un canal de LR en diferentes direcciones para emular la detección de energía omni-direccional .

27 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 18 , caracterizado porque la banda de frecuencia general comprende 57 - 66 GHz, y cada canal de LR cubre una banda de 80 MHz, los canales de HR son separados por bandas de 120 MHz, y las frecuencias centrales de los canales de LR son separadas por bandas de 200 MHz.

28 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 18 , caracterizado porque el módulo de comunicación se configura adicionalmente para cerrar el canal colocando un anuncio de cierre en una baliza de radiodifusión .

29 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 17 , caracterizado porque el módulo de comunicación se configura adicionalmente para controlar el acceso de canal dividiendo el tiempo de canal para el canal de HR y el canal seleccionado en supertramas separadas por balizas, cada supertrama incluye unos o más CTBs reservados y uno o más CTBs no reservados, y paquetes de comunicación sobre el canal durante los CTBs reservados.

30 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 29 , caracterizado porque el período de escucha comprende la duración de una supertrama.

31 . Coordinador de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el módulo de exploración se configura adicionalmente para realizar la detección de energía en un canal de LR por un período más largo que una duración de supertrama.

32. Método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque los canales disponibles incluyen canales de frecuencia de alta velocidad (HR) y canales de frecuencia de baja velocidad (LR) , de modo que múltiples canales de HR en una banda de frecuencia general son definidos, y canales de LR plurales son definidos en la misma banda de frecuencia como los canales de HR.