MX2011000108A - Autoconfiguracion de microtelefonos por una estacion base en un protocolo de control de acceso al medio heterogeneo para redes inalambricas. - Google Patents

Abstract

Se describe un método basado en un elemento para configurar de manera automática microteléfonos móviles por la estación base, utilizando un protocolo que combina los protocolos MAC libres de contención y basados en la contención, para utilizarse en sistemas VoIP inalámbricos con múltiples estaciones base.

Description

AUTOCONFIGUI ACIÓN DE MICROTELEFONOS POR UNA ESTACIÓN BASE EN UN PROTOCOL ) DE CONTROL DE ACCESO AL MEDIO HETEROGÉNEO PARA REDES INALÁMBRICAS REFE RENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reclama el beneficio de la Solicitud d? Patente Provisional presentada de manera copendiente, No. de Serie 61/132,839.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esi a invención trata la necesidad de transportar datos y voz .. alta velocidad de bits (cuantos de información) a múltiples isuarios sobre medios alámbricos e inalámbricos. De manera e specifica, esta descripción describe un método basado en ur elemento para configurar de manera automática microteléfonc s móviles por la estación base, utilizando un protocolo qu< combina los protocolos MAC libres de contención y basados en la contención, para utilizarse en sistemas VoIP inalámbricos con múltiples estaciones -base.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención descrita en esta solicitud utiliza cualquier mo iulación del tipo de ciclo del entero o impulso, y más parti :ularmente, está diseñada para trabajar con un método de modulación llamado Modulación del Ciclo del Entero Triestado C'ICM), que se ha descrito previamente en la Patente de ] os Estados Unidos No. 7,003,047, expedida el 21 de Febrero c el 2006 y es conocida ahora por su designación comercial, ::Max. Esta nueva tecnología de capa física inalámbrica desarrollada por xG Technology Inc., referida como xMAX, permite que se reciban transmisiones omnidireccio: tales de potencia extremadamente baja en un área amplia. Utilizando xMAX, puede hacerse disponible un ancho de banda significativo para sustentar varias aplicaciones inalámbricas Los servicios celulares basados en Voz sobre IP (VolP) e: tán desarrollándose ahora utilizando xMAX. En las redes celulares basadas en xMAX, tanto la estación base como los mic coteléfonos estarán equipados con un transceptor xMAX. Un d: spositivo móvil (microteléfono xMAX) en tal red será libre de moverse en un área cubierta por múltiples estaciones b se xMAX. Aunque el protocolo MAC Heterogéneo para múltiplss estaciones base se describe en la modalidad preferida co; \o que se utiliza en estos tipos de sistemas de modulación iel ciclo del 1 entero y de impulso, puede implementars 5 en cualesquier tecnologías inalámbricas de banda ancha como WiMax, iBro, WiFi, 3GPP y HSDPA, o cualquier ot ro tipo de sistemas de voz o de datos alámbricos o inalámbricas.

Un protocolo MAC heterogéneo propuesto para sustentar t ráfico VOIP en redes xMAX inalámbricas se ha discutido en las solicitudes de patente de los Estados Unidos presentadas previamente, Nos. de Serie: 12/069,057; 12/070,815; L2/380,698; 12/384,546; 61/125,696; 61/132,160; y 61/132,131, que se incorporan como referencia en esta descripción. En el protocolo MAC heterogéneo descrito en estas solicitudes, las fracciones de tiempo garantizadas se asignan pare enviar paquetes VOIP, las fracciones de tiempo temporales : e asignan para enviar paquetes de datos y el acceso1 basaco en la contención se utiliza para intercambiar mensajes de control. Esta solicitud describe un método basado' en u¡ i elemento para configurar de manera automática microteléfon >s móviles por la estación base, utilizando un protocolo qu 3 combina protocolos MAC' libres de contención y basados en .a contención para utilizarse en sistemas VoIP inalámbricos con múltiples estaciones base.

BREVE SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención descrita en esta solicitud se desarrolló \ ara, y está descrita en la modalidad preferida como se que utiliza en cualquier modulación del tipo de ciclo del entero c de impulso, y más particularmente, en un método de modulaci< n conocido por su designación comercial, xMax, pero puede implementarse en cualesquier tecnologías inalámbricas de banda ancha, como WiMax, iBro, WiFi, 3GPP y HSDPA, o en cualquier otro tipo de sistemas de voz o de datos alámbricos > inalámbricos. Esta descripción detalla un método basa lo en un elemento, para configurar de manera automática nicroteléfonos móviles por la estación base, utilizando un protocolo que combina protocolos MAC libres de contención basados en la contención, para utilizarse en sistemas Vol ? inalámbricos con múltiples estaciones base.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Pa ra un entendimiento más completo de la naturaleza y objetos di¦¦ la invención, deberá hacerse referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es un diagrama que muestra un superbloque ; y La Figura 2 es un diagrama que muestra la estructura C )T.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Au ique el método basado en un elemento para configurar ce manera automática microteléfonos móviles por la estación ba; e descrito en la presente, puede utilizarse en todas las redes inalámbricas y alámbricas, la modalidad preferida SÍ describe a continuación en el contexto de la nueva tecnología de capa física inalámbrica, desarrollada por xG Technolo y Inc., referida como x AX, que permite que se reciban ti ansmisiones omnidireccionales con potencia extremádamen ;e baja en un área amplia. Utilizando xMAX, puede hacers 5 disponible un ancho de banda significativo para sustentar v; rias aplicaciones inalámbricas. Los servicios celulares bisados en la Voz sobre IP (VOIP) se están desarrolland > ahora utilizando xMAX. En las redes celulares basadas en xMAX, tanto la estación base como los microteléf??· >s estarán equipados con un transceptor xMAX. Un dispositivo nóvil (microteléfono xMAX) en tal red, será libre de moverse e 1 un área cubierta por múltiples estaciones base xMAX .

En la modalidad preferida, los microteléfonos xMAX de la red c.lular basad en VOIP (o nodos móviles), están equipados coi. el grupo VOIP completo. La estación base xMAX está conectada a la Internet a través de un puerto de Ethernet. los nodos móviles se comunican con la estación base xMAX p; ra alcanzar la compuerta VOIP. Para permitir la comunicaciór entre un microteléfono xMAX y múltiples estaciones l ase xMAX, uno necesita un protocolo MAC (Control de Acceso al Medio) , que está optimizado para el tráfico VOIP y tiene una sobrecarga reducida.

Er. el protocolo MAC de esta invención, el dominio de tiempo < stá dividido en intervalos de tiempo iguales. Cada intervilo de tiempo es referido como un superbloque, como se muestra en la Figura 1. La parte inicial del superbloque está reservada para el Acceso Basado en la Fracción de Tiempo (TBA) . La parte restante del superbloque está pretendida para el Acceso Basado: en la Contención (CBA) . El TBA de ;ada superbloque empieza con las Fracciones de Tiempo de les Datos de Control (CDT) .

Du cante el CDT, la estación base transmite la información de control. La asignación de la Fracción de Tiempo y el reconocimiento del registro están incluidos en la información de control. Se espera que todos los microteléfon )s estén en el modo de recepción para la duración de las- CDT e cada superbloque.

Es ;a descripción de la invención describe un elemento de control basado en un proceso, mediante el uso del cual logramos la autoconfiguración de los microteléfonos . El siguiente nétodo también puede hacer a las CDT más organizadas > flexibles para las adiciones y cambios futuros.

Se introduce el concepto de Radiobalizas, Fracciones de Tiempo de Ce ntrol (CT) y Elemento de Control (CE): R diobaliza: Habrá exactamente un bloque de Radiobaliza en cada CDT, sin importar los registros y reconocimier to . La Radiobaliza contendrá todos los elementos de transmisión relevantes para el superbloque.

Fracciones de Tiempo de Control (CT) : una CDT puede contener 0 D más CT. El número de CT es dependiente del número total de registros y asignaciones de las fracciones de tiempo hechas en el superbloque. Cada CT contiene múltiples Elementos de Control (CE) , en donde cada CE corresponderá a un tipo es Decifico de información de control que puede enviarse al .nicroteléfono . Este mensaje puede corresponder a un microtel áfono particular, o puede ser un mensaje de transmisión pretendido para todos los microteléfonos .

Una Radiobaliza se transmitirá al inicio de cada superbloque y permitirá que los microteléfonos se sincronicen con la Estación Base. Está comprendida de la información requerida p r el microteléfono para iniciar sus periodos de la fracción ie tiempo. Incluye los siguientes elementos: ¦1) ID de la Estación de Base (32 bits) 2) Duración del Superbloque (16 bits) 3) Duración de la fracción de control (16 bits) 4) Duración del Enlace Descendente (16 bits) 5) Duración del Enlace Ascendente (16 bits) 6) Duración de la Fracción de Tiempo (16 bits) 7) Duración de la banda de Protección (16 bits) 8) Número de Superbloque (8 bits) 9) Número de Fracciones de Tiempo de Control (8 Además de los 18 bytes (octetos) de carga útil, la Radiobaliza también incluye 8 bytes del encabezado MAC, 12 bytes de Li secuencia de sincronización, y 2 bytes del encabezado es la Radiobaliza. Así, se transmite un total de 40 bytes. 1 ueden agregarse más parámetros que conducen a un tamaño incrementado de la Radiobaliza. En la modalidad preferida de esta invención, el encabezado de la Radiobaliza no se utiliza pero puede portar otros valores, como puede reconocerse fácilmente por aquéllos : con experiencia en la técnica .

Ca ia Radiobaliza es seguida por 0 o más CT. Cada CT estará comprendida de múltiples CE de Registro (Reconocimiento de Unión a la Red) y de Fracciones de Tiempo. En la modalidad preferida, el tamaño ' de la CT se fija a 128 bytes. Esto es equivalente al número máximo de bytes leídos en la memoria intermedia del FPGA eri el microteléfono . El tamaño de la memoria intermedia del FPGA puede ajustarse de manera dinám: ca basándose en el tamaño del paquete entrante.

Caca CT consistirá de múltiples CE. Cada Elemento de Control incluirá: • Tipo de Elemento: 8 bits de tamaño, especificará el tipo de mensaje de control. Puede definirse un total de 256 (28) Tipos de Elementos.

• Longitud del Elemento: 8 bits. Especifica el tamaño del ¦ ? en bytes, que puede tener un valor máximo de 256 bytes.

• Información especifica del mensaje: Longitud variable. C ¿penderá del Tipo de Elemento.

Les siguientes son los tipos de elementos: • CE de Información del Superbloque (Tipo de Elemento OxCl): Este CE contiene toda la información global relevante p¿ ra el superbloque. En -la modalidad preferida, todos los m .embros de los datos de este CE constituyen los campos' de la Radiobaliza.

• Asignación/cambio de la Fracción de Tiempo (Tipo de Ele nento 0x02): Este mensaje proporciona información sobre la fracción de tiempo asignada a un nodo móvil particular. La longitud de este elemento será de 64 bits, de los cuales, 48 bits serán la Dirección MAC del nodo móvil al cual se hace la asignación. Los siguientes 16 bits especificará"! el índice de la fracción de tiempo, que corresponde a la posición de las fracciones de tiempo del Enlace Asee dente y del Enlace Descendente. Cada CDT incluirá múl ;iples CE de asignación de la fracción de tiempo, dependiendo del número de asignaciones hechas.

• Reconocimiento (Tipo de Elemento 0x03) : Este mensaje se :nviará en respuesta a un mensaje de Unión a la Red enviado por el microteléfono . La: longitud del CE será de 80 bits. Incluirá: Dirección MAC (48 bits) : la dirección MAC del microteléfon -> que envió la solicitud de registro.

Dirección IP (32 bits) : La Dirección ip asignada al oicroteléfono por la BTS con el registro exitoso.

No;a: La dirección IP sólo es asignada si el DHCP Proxy está labilitado. Si el DHCP está en uso, entonces se esperará que el microteléfono envié una solicitud del DHCP. En tal' caso, puede enviarse una dirección IP de 0, indicando un DHCP no. mal. Si la BTS es incapaz de registrar el microteléfon ), no enviará un reconocimiento.

Transmisión IP (Tipo de Elemento Oxfl) : Este mensaje est.. pretendido para todos los microteléfonos e incluirá la Dirección IP de la Compuerta- (32 bits), la máscara de 1 a subred (32 bits) y la Dirección DNS (32 bits). Sólo se trai smitirá tras recibir un. mensaje de Unión a la Red. Todos Los mensajes de transmisión futuros tendrán tipo de elementos que empiecen desde Oxf.

Caca superbloque puede contener un máximo de 16 asignaciones de registros y 16 de fracciones de tiempo. El tamaño de un CE de Registro es de 12 bytes y el tamaño del CE de la Fracc .ón de Tiempo es de 10 bytes. Asi, un total de (12*16 + 10 16 = 352) bytes puede alojarse y un máximo de 3 CT puede tr¿ nsmitirse en una CD . Sin embargo, conforme más CE se definen, el número de CT puede incrementarse.

Esta solicitud de patente describe un método sistemático para que las estaciones base actualicen los microteléfor os con información de control. El proceso propuesto e 3tá estructurado y puede . extenderse definiendo nuevos elementos de control y conforme surja la necesidad.

Pueden hacerse ciertos cambios en el método basado en un elemento descrito anteriormente, para configurar de manera autcnática microteléfonos móviles por la estación t base, utilizando un protocolo MAC para utilizarse en sistemas VoIP sin apartarse del alcance de la "invención involucrada en la presente, se pretende que toda la materia contenida en la descripción de la misma, o mostrada en las Figuras acompañantes, sea interpretada como ilustrativa y no en un sentido limiiante.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Un protocolo de control de acceso al medio, que combina protocolos de control de acceso al medio libres de contencit n y basados en la contención en un protocolo de control de i cceso al medio heterogéneo, utilizado para enviar paquetes de; Protocolo de Internet que contienen tráfico de voz, tráfiCD de señalización y tráfico de datos de la aplicación >:ntre una estación base y nodos móviles, en un sistema de protocolo de voz sobre Internet, en una red inalámbrica, que comprende: ur a estación base en comunicación eléctrica con la Internet ; uro o más nodos móviles en comunicación eléctrica inalámbrica ^on la estación base; la estación base y uno o más nodos móviles tienen cada uno, un protocolo de control de acceso al medio; el protocolo de control de acceso al medio tiene superbloques de intervalos de tiempo iguales ; ca ia uno de los superbloques constituyen un tiempo inicial par., el tráfico de voz del acceso basado en las fracciones de tiempo, libre de contención y un tiempo restante para el tráfico de señalización del acceso basado en la contenció y tráfico de los datos de la aplicación; la estación base es capaz de determinar de manera dinámica' la duración del tiempo de los superbloques y el tiempo inic..al para el acceso basado en las fracciones de tiempo, libre de contención, basándose en un intervalo de empaquetada a determinado por la duración del tráfico de voz en los paquetes del Protocolo de Internet; el tiempo inicial para el acceso basado en las fracciones ce tiempo, libre de contención, se divide en una fracción de tiempo de los datos de control, una fracción de tiempo del :nlace descendente y una fracción de tiempo del enlace ascei dente, en donde la fracción de tiempo de los datos de control contiene información con respecto a un superbloque actual de los superbloques, y uno o más nodos móviles que son todos capaces de recibir la información durante la f racción de tiempo de los datos de control en cada uno de; los s iperbioques ; la fracción de tiempo de> los datos de control contiene una radiobaliza, y una o más fracciones de tiempo de control, ca a una de las fracciones de tiempo de control contienen el ¡mentos de control transmitidos entre la estación base y uno D más nodos móviles, para configurar de . manera automática 1 >s nodos móviles; uno o más nodos móviles utilizan un acceso múltiple del sentido del portador con evasión de la colisión, con un acceso basaco en la contención del desbloqueo exponencial binario; y, er donde los mensajes de control son asignados a la prioridad más alta, el tráfico de señalización es asignado a una prioridad menor y los mensajes de aplicación de los datos son asignados a la prioridad más baja.

2. El protocolo de control de acceso al medio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se ajusta un 1.mite en el número de paquetes del Protocolo de Internet paia cada uno de uno o más nodos móviles, de manera que si el ni mero de los paquetes del Protocolo de Internet a ser enviados por la estación base a uno o más nodos móviles excede el l .mite, la estación base abandonará uno o más de los paquetes del Protocolo de Internet.

3. El protocolo de control de acceso al medio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los saquetes del Protocolo de Internet contienen un reloj ' fecha' lor y se clasifican por la estación base de acuerdo con el reloj fechador y a continuación envia uno o más nodos mó/iles de acuerdo con el reloj fechador, de manera que el paq tete del Protocolo de Internet con el reloj fechador má. anterior se envia antes que los paquetes del Protocolo de Internet con un reloj fechador posterior.

4. El protocolo de control de acceso al medio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende a<lemás, una o más estaciones base en la red inalámbrica i en donde la fracción de tiempo de los datos de control se u iliza para transmitir mensajes entre la estación base y una o más estaciones base adicionales.