MX2012004964A - Metodo y sistema para habilitacion e inhabilitacion selectiva de estaciones a base de canales escalables en espacios en blanco en bandas de television. - Google Patents
Metodo y sistema para habilitacion e inhabilitacion selectiva de estaciones a base de canales escalables en espacios en blanco en bandas de television.Info
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Abstract
Se proporcionan un método y sistema para comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco de bandas de TV. Un dispositivo maestro inalámbrico mantiene seguimiento de canales de comunicación inalámbrica disponibles en un espectro de espacios en blanco. El dispositivo maestro lleva a cabo un proceso de habilitación para habilitar un dispositivo cliente correspondiente para transmitir en un canal inalámbrico. Durante el proceso de habilitación, el dispositivo maestro permite al dispositivo cliente seleccionar un canal inalámbrico para comunicación de entre: un canal inalámbrico de operación específica, un subconjunto de los canales inalámbricos disponibles y todos los canales inalámbricos disponibles.
Description
METODO Y SISTEMA PARA HABILITACION E INHABILITACION SELECTIVA DE ESTACIONES A BASE DE CANALES ESCALABLES EN ESPACIOS EN BLANCO EN BANDAS DE TELEVISION
Campo Invención
La presente invención se refiere en general a comunicación inalámbrica, y en particular, a comunicación inalámbrica en espacios en blanco en bandas de televisión.
Antecedentes de la Invención
Actualmente existen grandes tendencias en liberar bandas de televisión (TV) no usadas y habilitar operaciones cognitivas no licenciadas en la banda de espacios en blanco de TV (TVWS, por sus siglas en inglés). IEEE 802.11 especifica una norma para redes de área local inalámbricas (WLAN, por sus siglas en inglés) que proporciona especificaciones para una capa física (PHY, por sus siglas en inglés) y una capa de Control de Acceso a Medios (MAC, por sus siglas en inglés) para dispositivos de red de radio WLAN interoperables para bandas no TVWS.
Breve Descripción de la Invención
Solución al problema
Las modalidades de la invención proporcionan un método y sistema para habilitación e inhabilitación selectiva y dinámica de estaciones a base de canales escalables en espacios en blanco en bandas de televisión (TVWS) .
REF . : 230024 Efectos ventajosos de la invención
La invención proporciona un proceso que cumple esencialmente con los requerimientos de la FCC de que dispositivos cliente estén bajo el control de dispositivos maestros. Se proporciona una implementación de dispositivo maestro flexible, en la que el manejo de espectros puede ser ya sea distribuido o centralizado. La invención proporciona además una utilización eficiente del espectro de bandas TVWS sin instalar varios dispositivos maestros en una sola área geográfica. El manejo a base de canales escalables permite configuraciones simples de aglutinamiento/agregación/fragmentación de canales.
Breve Descripción de las Figuras
La figura 1 muestra una red de dispositivos (estaciones) electrónicos inalámbricos de espacio en blanco de TV, que implementa la habilitación e inhabilitación selectiva a base de canales escalables, de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 2 muestra otra vista de una red inalámbrica a base de la red de la figura 1, que implementa habilitación e inhabilitación selectiva de estaciones a base de canales, de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 3 muestra un formato de cuadros de Habilitación de Estaciones Dinámica (DSE, por sus siglas en inglés) como ejemplo, que incluye un elemento de información (IE, por sus siglas en inglés) de listas de canales disponibles para habilitación e inhabilitación selectiva de estaciones a base de canales escalables, de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 4 muestra un formato de cuadro DSE ejemplar que incluye un IE de listas de canales disponibles y un IE de listas de canales activos para habilitación e inhabilitación selectiva a base de canales escalables, de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 5 muestra un formato de cuadro de SE ejemplar que incluye además un IE de Canal de Respaldo para habilitación e inhabilitación selectiva de estaciones a base de canales escalables, de acuerdo con una modalidad de la invención .
La figura 6 muestra un diagrama de flujo de un proceso implementado por un dispositivo de espacio en blanco (cliente) dependiente inalámbrico en una red de dispositivos electrónicos de espacios en blanco de TV inalámbrica, de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 7 muestra un diagrama de flujo de un proceso de habilitación implementado por un dispositivo de espacio en blanco (maestro) de habilitación inalámbrica en una red de dispositivos electrónicos de espacio en blanco de TV inalámbricos, de acuerdo con una modalidad de la invención .
La figura 8 muestra un ejemplo de arquitectura de dispositivos en una red de dispositivos electrónicos de espacio en blanco de TV inalámbricos, que implementan habilitación e inhabilitación selectiva de estaciones de canal a base de canales escalables, de acuerdo con una modalidad de la invención.
Descripción Detallada de la Invención
Las modalidades de la invención proporcionan un método y sistema para comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco. Un dispositivo maestro inalámbrico mantiene seguimiento de canales de comunicación inalámbricos disponibles en un espectro de espacios en blanco. El dispositivo maestro lleva a cabo un proceso de habilitación para habilitar un dispositivo cliente correspondiente para transmitir en un canal inalámbrico. Durante el proceso de habilitación, el dispositivo maestro permite al dispositivo cliente seleccionar un canal inalámbrico para comunicación de entre: un canal inalámbrico operativo específico, un subconjunto de los canales inalámbricos disponibles y todos los canales inalámbricos disponibles.
Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán con referencia a la siguiente descripción, reivindicaciones anexas y figuras acompañantes .
Las modalidades de la invención proporcionan un método y sistema para habilitación e inhabilitación selectiva y dinámica de estaciones a base de canales escalables en espacios en blanco en bandas de televisión (TVWS) . De acuerdo con modalidades de la invención, una estación comprende un dispositivo de espacio en blanco inalámbrico. En un ejemplo, un dispositivo de espacio en blanco es un dispositivo inalámbrico certificado que puede operar sin una licencia de difusión exclusiva en el espectro RF debajo de cierta frecuencia (por ejemplo, 700MHz) . Los dispositivos de espacios en blanco pueden acceder a Internet a velocidades de banda ancha inalámbrica usando porciones subutilizadas del espectro de radiofrecuencia conocidas como espacio en blanco.
Una modalidad de la invención proporciona habilitación/inhabilitación selectiva y escalable a base de canales dinámicos de dispositivos cliente TVWS inalámbricos (estaciones cliente) utilizados por dispositivos maestros TVWS inalámbricos (estaciones maestras) para operaciones en la TVWS. Un dispositivo maestro está configurado para administrar la habilitación e inhabilitación de dispositivos cliente que residen en varias configuraciones únicas de canales operativos (es decir, canales inalámbricos) , adecuados para varios canales de TV en la TVWS .
De acuerdo con una modalidad de la invención, un dispositivo maestro de comunicación inalámbrica no tiene seguimiento de una lista de canales disponibles indicados por una base de datos de geolocalización TVWS y/o por detección. Durante un proceso de habilitación el dispositivo maestro permite a un dispositivo cliente correspondiente usar: (1) un canal operativo específico, (2) un subconjunto de los canales disponibles, o (3) todos los canales disponibles. Una habilitación inicial del dispositivo cliente es temporal y contingente en el dispositivo cliente que reporta una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro por un plazo prescrito. Una vez que la habilitación inicial es completa, la renovación periódica de la habilitación (junto con actualizaciones de estado de canal) tiene lugar entre los dispositivos maestro y cliente. El dispositivo maestro inhabilita o anuncia el cambio de canal a cualquier subconjunto de los dispositivos cliente cuando cambia la disponibilidad/condición del canal.
Modo para la invención
En la norma IEEE802.11Y, la habilitación de estaciones dinámicas (DSE) permite que dispositivos WI-FI altamente energizados operen sobre una base co-primaria en la banda de 3650 a 3700 MHz . Una estación inalámbrica de Habilitación STA (es decir, STA de Habilitación o dispositivo maestro) puede habilitar/inhabilitar sus STAs de estación inalámbrica Dependientes (es decir, STAs dependientes o dispositivos cliente) .
La figura 1 muestra un ejemplo de red inalámbrica 10, de acuerdo con una modalidad de la invención, que incluye STAs de habilitación 22 en donde un STA de habilitación 22 selecciona un canal de TV específico (frecuencia y ancho de banda central) , en donde STAs Dependientes 21 no tienen que usar la misma configuración de canal de TV que el STA de Habilitación. Por ejemplo, hay varios canales de TV disponibles a través de la banda de 500 MHz-700 MHz, y de esta manera STAs dependientes 21 no se requieren para usar el mismo canal que sus STAs de habilitación.
Las modalidades de la presente invención proporcionan un proceso de habilitación/inhabilitación escalable a base de canales. Las modalidades de la invención proporcionan además control dinámico de habilitación/inhabilitación sobre una base de canales escalables. En el TV S, un STA dependiente debe ser habilitado por un STA de habilitación para de esta manera poder transmitir. El STA dependiente es un dispositivo cliente que comprende un dispositivo portátil/personal modo I. El STA de Habilitación es un dispositivo maestro que comprende un dispositivo modo II o fijo.
Un dispositivo de espacio en blanco personal/portátil está ya sea en modo I, bajo control de un dispositivo fijo o un dispositivo personal/portátil que emplea acceso a bases de datos de geolocalización y detección de espectros, o en modo II en el que el dispositivo personal/portátil es un dispositivo maestro que emplea acceso a bases de datos de geolocalización y la propia detección de espectros. Los dispositivos de espacio en blanco personales/portátiles que operan en cualquier modo detectan señales tales como señales de TV, señales de micrófono inalámbricas y señales de otros servicios que operan en las bandas de TV, incluyendo aquellas que operan sobre una base intermitente, a niveles tan bajos como -114 dBm. Dispositivos personales/portátiles no tienen que registrarse con un sistema de base de datos de geolocalización.
Para operar en el TVWS sin violar regulaciones, un dispositivo cliente es habilitado y bajo el control de un dispositivo maestro, en donde el dispositivo maestro puede ser un dispositivo portátil/personal modo II o un dispositivo fijo. Las modalidades de la presente invención proporcionan habilitación/inhabilitación de estaciones dinámicas a base de canales escalables selectivas, en donde un procedimiento de habilitación y mantenimiento guía al dispositivo cliente para configurar su canalización en una forma dinámica y escalable. Además, un interruptor de canales accionado por habilitación con configuración de canales dinámicos actualiza entre dispositivos cliente y maestros.
En referencia a la figura 2, un ejemplo de red inalámbrica 20 de acuerdo con una modalidad de la invención incluye STAs dependientes 21 que comprenden dispositivos cliente, y un SSTA de habilitación 22 que comprende un dispositivo maestro. La red 20 implementa un área de servicio de Habilitación de Estaciones Dinámica (DSE) a base de canales escalables 23 administrada por el STA de habilitación 22 en T S . En la norma IEEE 802. lly, DSE permite que dispositivos Wi-Fi de alta activación operen sobre una base co-primaria en la banda de 3650 a 3700 MHz .
De acuerdo con una modalidad de la invención, el STA de Habilitación 22 energiza y crea un área de servicio DSE al seleccionar un canal piloto para transmitir inalámbricamente balizas de habilitación. Cuando un STA Dependiente 21 que requiere habilitación es iniciado, lleva a cabo escaneo pasivo para el STA de Habilitación 22. Una vez que un STA dependiente 21 recibe balizas de habilitación del STA de Habilitación 22, el STA Dependiente 21 como un solicitante de DSE STA puede enviar un cuadro de solicitud DSE al STA de Habilitación 22.
En TVWS, el procedimiento de habilitación y administración tiene que soportar varios canales TVWS con varias frecuencias centrales únicas y configuraciones de ancho de canales escalables .
De acuerdo con una modalidad de la invención, la red 10 es una red TVWS de STAs de dispositivos inalámbricos 21 y 22, en donde un STA de Habilitación 22 habilita todos los demás STAs 21 los cuales son STAs Dependientes del STA de Habilitación 22. Las áreas 24 ilustran los Conjuntos de Servicios Básicos (BSSs, por sus siglas en inglés) de canales no superpuestos (o superpuestos) creados por los STAs Dependientes 21, incluyendo un BSS creado por el punto de acceso API, un BSS creado por el punto de acceso AP2 y un Conjunto de Servicios Básicos Independientes (IBSS, por sus siglas en inglés) . El STA de Habilitación 22 mantiene la información de configuración de canal de todos los STAs Dependientes habilitados que maneja, y opcionalmente los servicios proporcionados en esos canales. Dispositivos fijos y dispositivos portátiles/personales en Modo II son capaces de ser STAs habilitantes, pero no necesariamente lo son. Un dispositivo personal/portátil puede operar en Modo II (como un dispositivo maestro) al emplear acceso de base de datos de geolocalización y detectar espectros en sí mismo.
Si el STA de Habilitación 22 acepta una solicitud de DSE, el STA de habilitación envía un cuadro de respuesta a un STA Dependiente con un Código de Razón puesto en Éxito, el STA solicitante de DSE (el STA Dependiente) es habilitado y se vuelve un STA Dependiente del STA de Habilitación. El STA solicitante de DSE, ahora el STA Dependiente, seguirá configuración de canales idénticos que el STA de Habilitación. Una vez habilitado, el STA Dependiente tiene que involucrarse en la renovación periódica de la habilitación con el STA de Habilitación. El STA de Habilitación puede inhabilitar el STA dependiente y puede enviar un anuncio de cambio de canal para ordenar el cambio de canal cuando sea adecuado.
Una vez que el STA de Habilitación 22 acepta una solicitud de DSE en respuesta a un STA solicitante 21, el STA de Habilitación 22 envía una lista de canales en los cuales el STA de Habilitación 22 solicite al STA solicitante 21 operar. Para diferentes STAs solicitantes 21, la lista de canales puede ser la misma o ser parcialmente superpuesta o no superpuesta.
En un ejemplo de acuerdo con la invención, la lista de canales contiene todos los canales disponibles en esta área geográfica indicados por un dispositivo de base de datos de geolocalización TVWS inalámbrico 25 (figuras 1-2) y el STA solicitante 21 puede seleccionar un subconjunto de la lista de canales en los cuales operará.
En otro ejemplo, la lista de canales contiene un canal parcial, individual, aglutinado, agregado en el cual el STA de Habilitación 22 asigna al STA solicitante 21 operar. En otro ejemplo más, la lista de canales contiene un subconjunto de canales indicados como disponibles por la base de datos de geolocalización TVWS en donde el STA solicitante 21 puede seleccionar entre el subconjunto asignado por el STA de Habilitación 21.
Además de la lista de canales permitido proporcionada por el STA de Habilitación 22 en el cuadro de respuesta DSE, de acuerdo con una modalidad de la invención, el STA de Habilitación 22 puede ayudar al STA solicitante 21 a descubrir más rápidamente servicios disponibles y actividades. En un ejemplo, el STA de Habilitación 22 proporciona esta asistencia al enviar a un STA solicitante 21 una forma de asignación entre servicios disponibles y números de canales, junto con la lista de canales permitidos. El STA de Habilitación 22 puede listar los canales que estén actualmente activos. El STA de Habilitación 22 también puede listar servicios que estén disponibles para cada canal.
En el momento en que el STA solicitante 21 recibe el cuadro de respuesta de DSE con un Código de Razones puesto en éxito del STA de Habilitación 22, el STA solicitante aún no está completamente habilitado. De acuerdo con una modalidad de la invención, en esta etapa, el STA solicitante 21 escanea la lista de canales permitidos, pero aún no está habilitado con capacidad completa para transmitir cuadros de datos reales. Para ser completamente habilitado, el STA solicitante 21 tiene que notificar/confirmar con el STA de Habilitación 22 dentro de un límite prestablecido su configuración de canales operativos seleccionada o si el STA solicitante 21 acepta la asignación de canales del STA de Habilitación 22. De otra manera, el STA solicitante 21 es inhabilitado y debe reiniciar el proceso. En un ejemplo, el STA solicitante 21 puede negociar con el STA de Habilitación 22 canales permitidos deseables.
Una vez completamente habilitado, el STA solicitante 21 se vuelve un STA Dependiente 21 y la renovación periódica de la habilitación tiene lugar entre el STA de Habilitación 22 y el STA Dependiente 21. Las actualizaciones de la lista de canales permitida e información de actividades/servicios se comunican a través de un proceso de renovación de habilitación periódico por el' STA de Habilitación 22. El STA de Habilitación 22 puede enviar cuadros de inhabilitación a base de canales para inhabilitar subconjuntos de sus STAs Dependientes 21 cuando un canal ya no esté disponible más. El STA de habilitación 22 puede enviar anuncio de cambio de canal (CSA, por sus siglas en inglés) a base de canales para ordenar subconjuntos de estos STAs 21 para llevar a cabo cambio de canales cuando sea adecuado .
Además, de acuerdo con una modalidad de la invención, el STA de Habilitación 22 mantiene seguimiento de la selección de canales de todos sus STAs Dependientes 21 en todo momento. Los STAs Dependientes 21 mantiene seguimiento de un canal piloto (es decir, el canal operativo del STA de Habilitación 22) en todo momento. Cuando una estación en la red 10, ya sea el STA de habilitación 22 o un STA Dependiente 21 desea llevar a cabo un cambio de canal, la estación notifica a su estación contraparte antes de hacerlo (a menos que los requerimientos regulatorios no permitan la notificación) . El STA dependiente puede llevar a cabo selección de frecuencias dinámicas (DFS, por sus siglas en inglés) entre los canales indicados por la lista de canales permitidos por el STA de Habilitación 22. Cuando el STA Dependiente 21 notifica al STA de Habilitación 22 de su intención de llevar a cabo DFS, el STA de habilitación 22 puede reconocer o rechazar con Código de Razón y/o una lista permitida actualizada.
En el contexto de las redes de área local inalámbricas (WLA s) de IEEE 802.11, de acuerdo con una modalidad de la invención para hacer posible la habilitación selectiva a base de canales escalables en TV S, el STA de habilitación 22 puede anexar información adicional al cuadro de respuesta DSE enviado al STA solicitante 21 (cuando el STA de Habilitación conceda la solicitud) . Esta información adicional comprende la lista de canales permitidos o lista de canales disponibles como un nuevo elemento de información (IE) . La figura 3 muestra un ejemplo de formato de cuadro de Habilitación de DSE 30 que incluye un IE de listas de canales disponibles 31 de acuerdo con una modalidad de la invención.
Además de la lista de canales permitidos proporcionada por el STA de Habilitación 22 en el cuadro de respuesta de DSE, como se indicó de acuerdo con una modalidad de la invención, el STA de Habilitación 22 puede ayudar al STA solicitante 21 a descubrir más rápidamente servicios y actividades disponibles. El STA de Habilitación 22 puede enviar al STA solicitante 21 una forma de asignación entre servicios disponibles y números de canales, junto con la lista de canales permitidos.
En una implementación, para ayudar a un STA solicitante temporalmente habilitado 21 a llevar a cabo descubrimiento/escaneo de servicios acelerados, el STA de Habilitación 22 proporciona información de asignación de canales de servicios al STA solicitante 21. La figura 4 muestra un ejemplo de formato de cuadro de Habilitación de DSE 40 que incluye una información de asignación de canales de servicios como el IE de Lista de Canales Activos 41, y el IE de Lista de Canales Disponibles 31, de acuerdo con una modalidad de la invención. En una implementación, el IE de listas de canales disponibles incluye un mapa de espacios en blanco, en donde cada bit en el mapa corresponde a un canal específico e indica la disponibilidad de canal al establecer su valor a 0 ó 1. En otra implementación, el IE de listas disponibles enumera los canales disponibles. Esquemas de asignación similares pueden ser aplicados al IE de listas de canales activo.
Cuando tiene lugar la renovación periódica de la habilitación, el STA de Habilitación 22 también incluye IE de Listas de Canales Disponibles 31 e IE de Listas de Canales Activos 41 actualizados cuando esta información ha cambiado desde la última renovación. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el STA de Habilitación 22 puede enviar actualizaciones de los IEs 31, 41 una vez que esta información haya cambiado sin esperar a la siguiente renovación.
Cuando el canal operativo (es decir, canal piloto) del STA de Habilitación 22 se vuelve no disponible, el STA de Habilitación 22 puede tener que cesar la transmisión/cambio de canal antes de una oportunidad de notificar sus STAs Dependientes. Una situación en donde los STAs Dependientes pierden conexión con el STA de Habilitación al unísono es indeseable. De acuerdo con una modalidad de la invención, el STA de habilitación 22 puede usar un IE de Canales de Respaldo para dictar un canal que cumpla en el caso de una pérdida de conexión. El IE de Canal de Respaldo puede incluir uno solo o varios canales de respaldo en donde la secuencia de los canales dicte cierta prioridad/orden de los canales que cumplan con respaldo. La figura 5 muestra un ejemplo de un formato de cuadro de Habilitación DSE 50 que incluye además un IE de Canal de Respaldo 51, de acuerdo con la invención.
La figura 6 muestra un diagrama de flujo de un proceso 60 para un STA Dependiente 21, de acuerdo con una modalidad de la invención. El proceso 60 incluye los siguientes bloques de proceso:
Blogue 61: Inhabilitado.
Bloque 62: Escanear para STAs Habilitantes. Bloque 63: Enviar solicitud.
Bloque 64: Después de recibir un cuadro de respuesta de habilitación, proceder a bloque 67.
Bloque 65: Después de no poder recibir un cuadro de respuesta de habilitación, proceder a bloque 74.
Bloque 66: Después de recibir cuadro de inhabilitación, proceder a bloque 61.
Bloque 67: Temporalmente habilitado.
Bloque 68: Después de notificación/confirmación de selección de canal con STA de Habilitación dentro de un límite de tiempo t, proceder a bloque 71.
Bloque 69: Después de la falla en notificar/confirmar selección de canal dentro del límite t, proceder al bloque 74.
Bloque 70: Después de recibir cuadro de inhabilitación, proceder a bloque 61.
Bloque 71: Habilitado. Después de renovar DSE dentro del tiempo de renovación, repetir bloque 71.
Blogue 72: Después de recibir cuadro de inhabilitación, proceder a bloque 61.
Blogue 73: Después de falla de renovación, proceder a bloque 61.
Bloque 74: Intento de habilitación fallido.
Bloque 75: Esperar X cantidad de tiempo. Proceder a bloque 61.
La figura 7 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de proceso de habilitación 80 para un STA de Habilitación 22, de acuerdo con una modalidad de la invención. El proceso 80 incluye los siguientes bloques de proceso :
Bloque 81: Determinar si una nueva solicitud DSE se recibe de un STA solicitante. Si sí, proceder a bloque 82, si no permanecer en bloque 81 para verificar.
Bloque 82: Si se acepta la solicitud DSE, proceder a bloque 83, si no proceder a bloque 88.
Bloque 83: Enviar cuadro de respuesta de habilitación a STA solicitante.
Bloque 84: Establecer un temporizador a un tiempo límite t.
Bloque 85: Determinar si se recibe notificación de canal? Si sí, proceder a bloque 86, si no proceder a bloque 87.
Blogue 86: Habilitar STA solicitante. Fin. Blogue 87: Determinar si tiempo límite t ha transcurrido? Si sí, proceder a bloque 81, si no proceder a bloque 85.
Bloque 88: Enviar cuadro de respuesta a STA solicitante para rechazar solicitud DSE. Proceder a bloque 81.
La figura 8 muestra un diagrama de bloques de un sistema de comunicación inalámbrica 200 como un ejemplo de implementación de aspectos de la red 23 en la figura 2, de acuerdo con una modalidad de la invención. El sistema 100 incluye dispositivos de espacio en blanco (WSD) inalámbricos tales como dispositivos cliente 21, dispositivos maestros inalámbricos 22 y una base de datos de geolocalización 25. El dispositivo 21 puede comprender además un módulo de geolocalización 90 para comunicarse con la base de datos de geolocalización 25.
Cada dispositivo cliente (dependiente) 21 incluye una capa física (PHY) 206, una capa de Control de Acceso a Medios (MAC) 208, lógica de comunicación 89 que implementa funciones tales como el proceso 60 en la figura 6, de acuerdo con modalidades de la invención. El dispositivo cliente 21 comprende además una memoria 91, un procesador 93 y un módulo sensor 92 para detección de espectros según se requiera. En otra modalidad, la lógica de comunicación 89 también puede, ser un componente de la capa MAC 208.
La capa PHY 206 incluye un módulo de comunicación por radiofrecuencia (RF) 207 que transmite/recibe inalámbricamente señales bajo control de un módulo de proceso de banda base 230. El módulo de banda base 230 permite comunicar información de control y datos. La capa MAC puede, incluir además una capa de aplicación para empaquetar datos, en donde paquetes de datos sean luego convertidos en paquetes MAC.
De acuerdo con una modalidad de la invención, un dispositivo (de habilitación) maestro 22 configurado para administrar la habilitación e inhabilitación de dispositivos cliente de comunicación inalámbricos 21, comprende hardware similar a aquél de los dispositivos cliente 21. En una modalidad, un dispositivo maestro tiene capacidad de geolocalización mientras que un dispositivo cliente no.
Cada dispositivo maestro 22 incluye una capa PHY 106, una capa MAC 108, lógica de comunicación 94 que implementa funciones tales como proceso 80 en la figura 7, de acuerdo con modalidades de la invención. El dispositivo maestro 22 puede comprender además un módulo de geolocalización 95 para comunicarse con la base de datos geolocalización 25 según se requiera, una memoria 96, un procesador 98 y un módulo sensor 97 para detección de espectros según se requiera. En otra modalidad, la lógica de comunicación 94 también puede ser un componente de la capa MAC 108.
La capa PHY 106 incluye un módulo de comunicación por radiofrecuencia (RF) 107 que transmite/recibe inalámbricamente señales bajo control de un módulo de proceso de banda base 130. El módulo de banda base 130 permite comunicar información de control y datos. La capa MAC puede incluir además una placa de aplicación para empaquetar datos, en donde paquetes de datos sean convertidos después en paquetes MAC.
De acuerdo con modalidades de la invención, los dispositivos maestro/cliente se refieren a dispositivos de habilitación/dependientes de TVWS (no debe confundirse con los dispositivos maestro/cliente de IEEE 802.11).
De acuerdo con modalidades de la invención un dispositivo maestro (habilitante) puede incluir un enlace inalámbrico o alámbrico para comunicación con la base de datos de geolocalización . En forma similar, un dispositivo cliente en modo II puede utilizar un enlace inalámbrico y/o alámbrico para comunicación con la base de datos de geolocalización. La base de datos de geolocalización comprende un dispositivo (tal como un sistema de computadora que mantiene datos de geolocalización) que utilice un enlace inalámbrico y/o alámbrico para comunicación. En general, una base de datos de geolocalización. proporciona identificación de ubicación geográfica en mundo real de un objeto, tal como una estación/dispositivo inalámbrico o una estación/dispositivo conectado a Internet.
La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos proporciona regulaciones con definiciones específicas para dispositivos que califican como dispositivos maestros, en donde los dispositivos que no califican pueden funcionar como dispositivos clientes que tengan que ser habilitados/manejados por un dispositivo maestro. De esta manera, en un ejemplo, un dispositivo maestro y un dispositivo cliente pueden tener configuraciones de hardware como las definidas por la FFC (por ejemplo, un documento de la FCC es FCC-08-260, y las reglas en el Apéndice B, http : //hraunfoss . fce . gov/edocs_public/attachmatch/FCC- 08-260Al.pdf, editado el 14 de Noviembre de 1008) . La presente invención proporciona configuraciones y mejoras novedosas a estos dispositivos maestros y clientes para funcionalidad de acuerdo con las modalidades de la invención descritas en la presente. Las regulaciones son sujetas a cambios por la FCC. La presente invención es además útil con otras regulaciones para TV S o bandas similares, y/o regulaciones por otros países o entidades que correspondan a aquellos por la FCC.
La invención proporciona un proceso que cumple esencialmente con los requerimientos de la FCC de que dispositivos cliente estén bajo el control de dispositivos maestros. Se proporciona una implementación de dispositivos maestros flexible, en donde la administración de espectros puede ser ya sea distribuida o centralizada. La invención proporciona además la utilización eficiente del espectro de bandas de T S sin instalar varios dispositivos maestros en una sola área geográfica. La administración a base de canales escalables permite configuraciones simples de aglutinamiento/agregación/fragmentación de canales.
Como se conoce por aquellos expertos en la técnica, los ejemplos de arquitecturas mencionados arriba y descritos arriba, de acuerdo con la presente invención, pueden ser implementados de muchas maneras, tales como instrucciones de programa para su ejecución por un procesador, como módulos de software, microcódigo, como producto de programa de computadora en medios legibles por computadora, como circuitos lógicos, como circuitos integrados específicos de aplicación, como firmware, como dispositivos electrónicos de consumo, etc., en dispositivos inalámbricos, en transmisores/receptores inalámbricos, en redes inalámbricas, etc. Además, las modalidades de la invención pueden tener la forma de una modalidad completamente de hardware, una modalidad completamente de software o una modalidad que contenga tanto elementos de hardware como software.
Los términos "medio de programa de computadora" , "medio usable por computadora" , "medio legible por computadora" y "producto de programa de computadora" , se usan para referirse generalmente a medios tales como una memoria principal, memoria secundaria, dispositivo de almacenamiento removible, un disco duro instalado en una unidad de disco duro, y señales. Estos productos de programa de computadora son medios para proporcionar software al sistema de computadora. El medio legible por computadora permite al sistema de computadora leer datos, instrucciones, mensajes o paquetes de mensajes, y otra información legible por computadora del medio legible por computadora. El medio legible por computadora, por ejemplo, puede incluir memoria no volátil, tal como un disco flexible, ROM, memoria flash, memoria de unidad de disco, un CD-ROM y otro almacenamiento permanente. Por ejemplo, es útil para transportar información, tal como datos e instrucciones de computadora, entre sistemas de computadora. Además, el medio legible por computadora puede comprender información legible por computadora en un medio de estado transitorio tal como un enlace de red y/o una interfaz de red, incluyendo una red alámbrica o una red inalámbrica, que permitan a una computadora leer esta información legible por computadora. Programas de computadora (también llamados lógica de control de computadora) son almacenados en memoria principal y/o memoria segundaria . Los programas de computadora también pueden ser recibidos por medio de una interfaz de comunicación. Estos programas de computadora, cuando son ejecutados, hacen posible que el sistema de computadora lleve a cabo las características de la presente invención como se describe aquí. En particular, los programas de computadora, cuando son ejecutados, hacen posible que el procesador de varios núcleos lleve a cabo las características del sistema de computadora. En consecuencia, estos programas de computadora representan controladores del sistema de computadora.
Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a ciertas versiones de la misma; sin embargo, otras versiones son posibles. Por lo tanto, el espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas no debe limitarse a la descripción de las versiones preferidas contenidas en la presente .
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 (37)
1. Un método para comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco, caracterizado porque comprende : un dispositivo maestro que mantiene seguimiento de canales de comunicación inalámbrica disponibles en un espectro de. espacios en blanco; el dispositivo maestro lleva a cabo un proceso de habilitación para habilitar un dispositivo cliente correspondiente para transmitir en un canal inalámbrico; y durante el proceso de habilitación, el dispositivo maestro permite al dispositivo cliente seleccionar un canal inalámbrico para comunicación de entre: un canal inalámbrico de operación específica, un subconjunto de los canales inalámbricos disponibles y todos los canales inalámbricos disponibles .
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: una habilitación inicial del dispositivo cliente para transmitir está supeditada a que el dispositivo cliente reporte una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro antes de un plazo prescrito.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además: el dispositivo cliente selecciona un canal de aquellos permitidos por el dispositivo maestro, y reporta una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro antes de un plazo prescrito.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3 ,¦ caracterizado porque comprende además: después de la conclusión del proceso de habilitación, llevar a cabo una renovación de habilitación periódica, junto con actualizaciones de estado de canal, entre el dispositivo maestro y el dispositivo cliente.
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además: el dispositivo maestro inhabilita el dispositivo cliente cuando cambia la disponibilidad y/o condición de un canal seleccionado.
6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además: el dispositivo maestro anuncia un cambio de canal al dispositivo cliente cuando cambia la disponibilidad y/o condición de canal de un canal seleccionado.
7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque: el espectro de espacios en blanco comprende un espectro inalámbrico de espacios en blanco en bandas de televisión (TV S) ; el dispositivo maestro comprende un dispositivo inalámbrico TVWS capaz de auto-habilitación; cada dispositivo cliente comprende un dispositivo inalámbrico TVWS incapaz de auto-habilitación; y el dispositivo maestro mantiene seguimiento de canales inalámbricos disponibles al detectar el espectro, y/o como se indica por una base de datos de geolocalización TVWS.
8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además: el dispositivo maestro administra la habilitación e inhabilitación de varios dispositivos cliente que residen en varias configuraciones únicas de canales inalámbricos, adecuados para varios canales de TV en el espectro inalámbrico TVWS.
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además: el dispositivo maestro habilita varios dispositivos cliente que solicitan habilitación; el dispositivo maestro mantiene la información de configuración de canal seleccionada de todos los dispositivos cliente habilitados administrados por el dispositivo maestro, y los servicios proporcionados en los canales seleccionados; y para diferentes dispositivos cliente, los canales permitidos pueden ser iguales o parcialmente superpuestos o no superpuestos .
10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además: el dispositivo maestro lleva a cabo habilitación de un dispositivo cliente usando Habilitación de Estaciones Dinámica (DSE) a base de canales escalables; y el dispositivo cliente lleva a cabo selección de canales entre los canales permitidos y notifica al dispositivo maestro.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además: el dispositivo maestro proporciona un cuadro de habilitación de DSE de dispositivos cliente que incluye uno o más de: un elemento de información que indica canales disponibles, un elemento de información que indica canales activos y un elemento de información que indica un canal de respaldo .
12. Un sistema de comunicación inalámbrica para comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco, caracterizado porque comprende: un dispositivo maestro de espacios en blanco; un dispositivo cliente de espacios en blanco inalámbrico; el dispositivo maestro comprende un módulo de comunicación configurado para mantener seguimiento de canales de comunicación inalámbricos disponibles en un espectro de espacios en blanco y llevar a cabo un proceso de habilitación para habilitar el dispositivo cliente para transmitir en un canal inalámbrico, en donde durante el proceso de habilitación, el dispositivo maestro permite al dispositivo cliente seleccionar un canal inalámbrico para comunicación de entre: un canal inalámbrico de operación específica, un subconjunto de los canales inalámbricos disponibles, y todos los canales inalámbricos disponibles.
13. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque: una habilitación inicial del dispositivo cliente para transmitir está supeditada a que el dispositivo cliente reporte una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro antes de un plazo prescrito.
14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque: el dispositivo cliente está configurado para seleccionar un canal de aquellos permitidos por el dispositivo maestro, y reportar una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro antes de un plazo prescrito.
15. El sistema de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque: el dispositivo maestro y el dispositivo cliente están configurados para, después de la conclusión del proceso de habilitación, llevar a cabo la renovación periódica de la habilitación, junto con actualizaciones en estado de canal, entre el dispositivo maestro y el dispositivo cliente.
16. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para inhabilitar al dispositivo cliente cuando cambie la disponibilidad y/o condición de un canal seleccionado .
17. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado además para anunciar el cambio de canal al dispositivo cliente cuando cambie la disponibilidad y/o condición de canal de un canal seleccionado.
18. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque: el espectro de espacios en blanco comprende un espectro inalámbrico de espacios en blanco en bandas de televisión (TVWS) ; el dispositivo maestro comprende un dispositivo inalámbrico TVWS capaz de auto-habilitación; cada dispositivo cliente comprende un dispositivo inalámbrico TVWS capaz de auto-habilitación; y el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado además para mantener seguimiento de canales inalámbricos disponibles al detectar el espectro, y/o como se indica por una base de datos de geolocalización de TVWS.
19. El sistema de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para administrar habilitación e inhabilitación de varios dispositivos cliente que residen en varias configuraciones únicas de canales inalámbricos, adecuados para varios canales de TV en el espectro inalámbrico TVWS.
20. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para habilitar varios dispositivos cliente que soliciten habilitación; el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para mantener la información de configuración de canales seleccionados de todos los dispositivos cliente habilitados administrados por el dispositivo maestro, y los servicios proporcionados en los canales seleccionados; y para diferentes dispositivos cliente, los canales permitidos pueden ser iguales o parcialmente superpuestos o no superpuestos .
21. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para llevar a cabo habilitación de un dispositivo cliente usando Habilitación de Estaciones Dinámicas (DSE) a base de canales escalables; y el dispositivo cliente está configurado para llevar a cabo selección de canales entre los canales permitidos y notificar al dispositivo maestro.
22. El sistema de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para proporcionar un cuadro de habilitación de DSE de dispositivos cliente que incluye uno o más de: un elemento de información que indica canales disponibles, un elemento de información que indica canales activos y un elemento de información que indica un canal de respaldo.
23. Un dispositivo maestro inalámbrico para comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco, caracterizado porque comprende: un módulo de comunicación configurado para mantener seguimiento de canales de comunicación inalámbricos disponibles en un espectro de espacios en blanco y llevar a cabo un proceso de habilitación para habilitar un dispositivo cliente para transmitir en un canal inalámbrico, en donde durante el proceso de habilitación, el dispositivo maestro permite al dispositivo cliente seleccionar un canal inalámbrico para comunicación de entre: un canal inalámbrico de operación específica, un subconjunto de los canales inalámbricos disponibles y todos los canales inalámbricos disponibles .
24. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque: una habilitación inicial del dispositivo cliente para transmitir está supeditada a que el dispositivo cliente reporte una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro antes de un plazo prescrito.
25. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado para, después de la conclusión del proceso de habilitación, llevar a cabo renovación de habilitación periódica, junto con actualizaciones de estado de canal, entre el dispositivo maestro y el dispositivo cliente.
26. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado para inhabilitar el dispositivo cliente cuando cambie la disponibilidad y/o condición de un canal seleccionado.
27. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado además para anunciar el cambio de canal al dispositivo cliente cuando cambie la disponibilidad y/o condición de canal de un canal seleccionado.'
28. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque: el espectro de espacios en blanco comprende un espectro inalámbrico de espacios en blanco en bandas de televisión (TVWS) ; el dispositivo maestro comprende un dispositivo inalámbrico TVWS capaz de auto-habilitación; cada dispositivo cliente comprende un dispositivo inalámbrico TVWS incapaz de auto-inhabilitación; y el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado además para mantener seguimiento de canales inalámbricos disponibles al detectar el espectro, y/o como se indica por una base de datos de geolocalización TVWS.
29. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque: el módulo de comunicación del dispositivo maestro está configurado para administrar habilitación e inhabilitación de varios dispositivos cliente que residan en varias configuraciones únicas de los canales inalámbricos, adecuados para varios canales de TV en el espectro inalámbrico TV S .
30. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado para habilitar varios dispositivos cliente que soliciten habilitación, y mantener la información de configuración de canales seleccionados de todos los dispositivos cliente habilitados administrados por el dispositivo maestro, y los servicios proporcionados en los canales seleccionados; y para diferentes dispositivos cliente, los canales permitidos pueden ser iguales o parcialmente superpuestos o no superpuestos .
31. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado para llevar a cabo habilitación de un dispositivo cliente usando Habilitación de Estaciones Dinámicas (DSE) a base de canales escalables .
32. El dispositivo maestro inalámbrico de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado para proporcionar un cuadro de habilitación de DSE de dispositivos cliente que incluye uno o más de: un elemento de información que indica canales disponibles, un elemento de información que indica canales activos y un elemento de información que indica un canal de respaldo.
33. Un dispositivo cliente inalámbrico para comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco, caracterizado porque comprende: un módulo de comunicación configurado para seleccionar un canal de comunicación inalámbrica en un espectro de espacios en blanco de aquellos permitidos por un dispositivo maestro, y reportar una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro por un plazo prescrito; en donde el dispositivo maestro está configurado para mantener seguimiento de canales de comunicación inalámbrica disponible en el espectro de espacios en blanco y llevar a cabo un proceso de habilitación para habilitar el dispositivo cliente para transmitir en un canal inalámbrico, en donde durante el proceso de habilitación, el dispositivo maestro permite al dispositivo cliente seleccionar un canal inalámbrico para comunicación de entre: un canal inalámbrico de operación específica, un subconjunto de los canales inalámbricos disponibles y todos los canales inalámbricos disponibles .
34. El dispositivo cliente inalámbrico de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque: una habilitación inicial del dispositivo cliente para transmitir está supeditada a que el dispositivo cliente reporte una configuración de canal seleccionada al dispositivo maestro antes de un plazo prescrito.
35. El dispositivo cliente inalámbrico de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque: el dispositivo maestro está configurado para llevar a cabo habilitación de un dispositivo cliente usando Habilitación de Estación Dinámica (DSE) a base de canales escalables; y el dispositivo cliente está configurado además para llevar a cabo selección de canal entre los canales permitidos y notificar al dispositivo maestro.
36. El dispositivo cliente inalámbrico de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque: el módulo de comunicación está configurado para, después de la conclusión del proceso de habilitación, llevar a cabo renovación de habilitación periódica, junto con actualizaciones de estado de canal, entre el dispositivo maestro y el dispositivo cliente.
37. El dispositivo cliente inalámbrico de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque: el espectro de espacios en blanco comprende espectro inalámbrico de espacios en blanco de bandas de televisión (TVWS) ; el dispositivo maestro comprende un dispositivo inalámbrico TVWS capaz de auto-habilitación; el dispositivo cliente comprende un dispositivo inalámbrico TVWS incapaz de auto-habilitación; y el dispositivo maestro está configurado además para mantener seguimiento de canales inalámbricos disponibles al detectar el espectro, y/o como lo indique una base de datos de geolocalización TVWS.
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