MXPA04011588A - Repetidor de red de area local inalambrica. - Google Patents

Repetidor de red de area local inalambrica.

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MXPA04011588A
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Abstract

Un repetidor (200) que facilita la comunicacion inalambrica entre un primer dispositivo de comunicacion (100) y un segundo dispositivo de comunicacion (105) en una red inalambrica, utilizando un protocolo de comunicacion en duplex por division de tiempo para la transmision de datos. El repetidor (200) incluye un receptor (310), (315) para recibir una senal en cualquiera de al menos dos frecuencias de comunicacion bidireccionales, de manera simultanea. Un detector de la senal (362) esta acoplado de manera operativa al receptor (300), (310), (315) para determinar si la senal esta presente en al menos una de las dos frecuencias bidireccionales. Un convertidor de frecuencia (320), (321), (323), (324), (360), (361) es para convertir la senal presente en una de las frecuencias bidireccionales a una senal convertida en la otra de las frecuencias bidireccioales. Un transmisor (300), (325), (330), (335), (345), (350) es para transmitir la senal convertida a la otra de las frecuencias bidireccionales.

Description

REPETIDOR DE RED DE AREA LOCAL INALAMBRICA REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud se relaciona con, y reclama la prioridad de, una solicitud provisional presentada en junio 21, 2002, titulada REPETIDOR PARA WLAN, identificada por el número de serie 60/390,093.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente con comunicaciones inalámbricas, y más específicamente con un repetidor para incrementar la cobertura de las redes inalámbricas .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Varios protocolos estándar para redes de área local inalámbricas, referidas comúnmente como WLAN, se están volviendo populares. Estos incluyen protocolos tales como 802.11 (como se expone en los estándares inalámbricos 802.11), RF local y Bluetooth. El protocolo inalámbrico estándar con el mayor éxito comercial a la fecha es el protocolo 802.11b. Aunque las especificaciones de los productos que utilizan los protocolos inalámbricos estándar anteriores, indican comúnmente velocidades de datos del orden de, por ejemplo, 11 MBPS y alcances del orden de, por ejemplo, 100 metros, estos niveles de desempeño se logran rara vez, si es gue lo hacen. Esta falta de desempeño se debe a la atenuación de las trayectorias de radiación de las señales RF, las cuales están típicamente en el intervalo de 2.4 GHz, en un medio interior. Los alcances de la base al receptor son generalmente menores que el intervalo de cobertura requerido en un hogar típico, y pueden ser tan pequeños como 10 a 15 metros. Además, en las estructuras que tienen planos de piso dividido, tales como casas estilo rancho o de 2 pisos, o que están construidas de materiales que atenúan las señales RF, las áreas en las cuales se necesita la cobertura inalámbrica pueden estar físicamente separadas por distancias fuera del alcance de, por ejemplo, un sistema basado en el protocolo 802.11. Finalmente, las velocidades de datos de los protocolos inalámbricos estándar anteriores dependen de la fuerza de la señal. Conforme las distancias en el área de cobertura se incrementan, el desempeño del sistema inalámbrico disminuye típicamente. Una manera para incrementar el alcance de los sistemas inalámbricos es mediante el uso de repetidores. Esta es una práctica común en la industria inalámbrica móvil. Una complicación significativa es que los receptores y transmisores del sistema operan a la misma frecuencia para una WLAN que utiliza el protocolo inalámbrico 802.11 ó 802.16 WMAN. Tal operación se refiere comúnmente como una comunicación en dúplex por división de tiempo. Esta operación es significativamente diferente de la operación de muchos sistemas repetidores celulares, tales como aquellos sistemas basados en los estándares IS-136, IS-95 ó IS-2000, en donde las bandas de recepción y transmisión están separadas por una derivación de la frecuencia de la comunicación en dúplex. La comunicación en dúplex por división de frecuencia hace a la operación del repetidor más fácil que en el caso en donde los canales del receptor y el transmisor están en la misma frecuencia. Existen, sin embargo, sistemas móviles celulares que separan a los canales para recibir y trasmitir por tiempo, más que por frecuencia. Estos sistemas utilizan tiempos programados para transmisiones especificas de enlace ascendente/enlace descendente. Los repetidores para estos sistemas son construidos fácilmente, puesto que los tiempos para la transmisión y la recepción son bien conocidos y difundidos por una estación base. Los receptores y los transmisores para estos sistemas pueden aislarse por cualquier número de medios, incluyendo por separación física, patrones de antenas o aislamiento por polarización. La naturaleza aleatoria del paquete de los protocolos para las WLAN no proporciona periodos definidos para recibir y trasmitir. Los paquetes de cada nodo de la red inalámbrica se generan y trasmiten espontáneamente, y no son predecibles temporalmente. Se utiliza un protocolo referido como un protocolo para evitar la colisión y de desconexión aleatoria, para evitar que dos unidades trasmitan sus paquetes al mismo tiempo. Para el protocolo estándar 802.11, esto se refiere como a una función de coordinación distribuida (DCF) . Los repetidores de las WLAN tienen restricciones únicas debido a las capacidades anteriores de transmisión espontánea y por lo tanto, requieren una solución única. Otro requisito único es que, puesto que estos repetidores utilizan la misma frecuencia para recibir y trasmitir, debe existir alguna forma de aislamiento entre el receptor y el transmisor de los receptores. Aunque los sistemas CDMA existentes emplean antenas direccionales y separación física de las antenas para recibir y trasmitir para lograr este aislamiento, tales técnicas no son prácticas para los repetidores de las WLAN, en muchos medios de operación, tal como una casa, en donde un cableado largo no es deseable o puede ser demasiado costoso.
SUMftRIO DE LA INVENCIÓN El repetidor inalámbrico de la presente invención soluciona los puntos discutidos anteriormente con respecto a la transmisión espontánea y al aislamiento del transceptor, a través del uso de un método de detección y traslación de una frecuencia única. El repetidor inalámbrico permite que dos unidades WLAN se comuniquen trasladando los paquetes de un primer canal de frecuencia utilizado por un dispositivo a un segundo canal de frecuencia utilizado por un segundo dispositivo. La dirección de la conversión del primer canal de frecuencia al segundo canal de frecuencia versus la conversión del segundo canal de frecuencia primer canal de frecuencia, depende de la configuración en tiempo real. El repetidor verifica ambos canales para las transmisiones y cuando se detecta una transmisión en un canal, traslada la señal recibida al otro canal, en donde se trasmite. El repetidor inalámbrico de la presente invención permite por lo tanto, comunicación a alta velocidad entre transmisores y receptores que de otra manera, pueden aislarse uno de los otros en un medio WLAN convencional. Y además, el repetidor es pequeño y relativamente barato, y evita la transmisión espontánea verificando y respondiendo en reacción a las transmisiones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE IOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloque una red inalámbrica, que incluye un repetidor para WLAN de acuerdo con una modalidad preferida de 1 presente invención .
La Figura 2 es un diagrama de bloques detallado del repetidor mostrado en la Figura 2. La Figura 3 es un diagrama de bloques detallado de un extremo frontal alterno para el repetidor mostrado en la Figura 2, que utiliza antenas dobles poralizadas ortogonalmente . La Figura 4 es un diagrama de bloques detallado de un extremo frontal alterno para el repetidor mostrado en la Figura 2, que utiliza antenas dobles direccionales y conmutadores .
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Refiriéndose ahora a la Figura 1, una conexión de área amplia (101), que puede ser una conexión de Ethernet, una linea TI, una conexión inalámbrica de banda ancha o cualquier otra conexión eléctrica que proporcione comunicación de datos, se conecta a un dispositivo de interconexión inalámbrico, o punto de acceso (100). El dispositivo de interconexión inalámbrico (100) envía señales RF, tales como paquetes IEEE 802.11 o señales basadas en Bluetooth, Hyperlan u otros protocolos de comunicación inalámbricos, a los dispositivos del cliente (104), (105), los cuales pueden ser computadoras personales, asistentes personales digitales o cualquier otro dispositivo capaz de comunicarse con otros dispositivos similares a través de uno de los protocolos inalámbricos mencionados anteriormente. La propagación respectiva o trayectorias RF a cada uno de los dispositivos del cliente se muestran como (102) , (103) . Aunque la señal portada sobre la trayectoria RF (102) es de suficiente fuerza para mantener comunicaciones de paquetes de datos a alta velocidad entre el dispositivo del cliente (104) y el dispositivo de interconexión inalámbrico (100), las señales transportadas sobre la trayectoria RF (103) y pretendidas para el dispositivo del cliente (105) , se atenuarían cuando pasan a través de una barrera estructural tal como una pared (106) a un punto en donde pocos, si es que algunos, paquetes de datos se reciben en cualquier dirección si no es por un repetidor inalámbrico (200), la estructura y operación del cual se describirán ahora. Para aumentar la cobertura y/o la velocidad de los datos de la comunicación para el dispositivo del cliente (105), el repetidor inalámbrico (200) recibe paquetes transmitidos en un primer canal de frecuencia (201) del dispositivo de interconexión inalámbrico (100) . El repetidor inalámbrico (200), el cual puede tener dimensiones de por ejemplo, 6.35 cm x 8.89 cm x 1.27 cm (2.5" x 3.5" x .5") y el cual de manera preferida, es capaz de conectarse en un tomacorriente eléctrico estándar y operar a una potencia CA de 110 V, detecta la presencia de un paquete en el primer canal de frecuencia (201), recibe el paquete y retransmite el paquete con mas potencia en un segundo canal de frecuencia (202) . A diferencia de los protocolos que operan las WLAN convencionales, el dispositivo del cliente (105) opera en el segundo canal de frecuencia, a pesar de que el dispositivo de interconexión inalámbrico (100) opera en el primer canal de frecuencia. Para realizar la operación de retorno del paquete, el repetidor inalámbrico (200) detecta la presencia de un paquete transmitido en el segundo canal de frecuencia (202) desde el dispositivo del cliente (105), recibe el paquete en el segundo canal de frecuencia (202), y retransmite el paquete en el primer canal de frecuencia (201). El dispositivo de interconexión inalámbrico (100) recibe entonces el paquete en el primer canal de frecuencia (201). De esta manera, el repetidor inalámbrico (200) es capaz de recibir y trasmitir señales simultáneamente, asi como extender la cobertura y desempeño del dispositivo de interconexión inalámbrico (100) al dispositivo del cliente (105). Deberá apreciarse que el repetidor inalámbrico (200) puede utilizarse de una manera similar para mejorar las comunicaciones en una red de igual a igual de un dispositivo del cliente al otro dispositivo del cliente. Cuando hay muchas unidades que están aisladas unas de las otras, el repetidor inalámbrico (200) actúa como una terminal inalámbrica permitiendo que dos grupos de diferentes unidades se comuniquen en donde una propagación y cobertura RF estándar no permitiría, de otra manera, que las unidades se comunicaran. La Figura 2 muestra el repetidor inalámbrico (200) con más detalle. Las características clave del repetidor inalámbrico (200) son su capacidad para recibir una señal y trasladar la frecuencia de la señal recibida de una primera frecuencia- bidireccional a una segunda frecuencia bidireccional, con muy poca distorsión de la señal. Esto es posible mediante la rápida detección de la señal y el retraso de la señal recibida durante un tiempo suficientemente largo para determinar las acciones de control apropiadas. Las ondas de radio se propagan de varios dispositivos inalámbricos tales como los dispositivos del cliente (104), (105) en la Figura 1, e inciden en la antena (300), la cual, como se sabe por aquellos con experiencia ordinaria en la técnica, es un transductor de electromagnético a voltaje. En una modalidad preferida, ésta puede ser una sola antena omnidireccional sintonizada e igualada a las frecuencias de interés. Otras modalidades podrían incluir, de manera más exclusiva, antenas planas direccionales , elementos de antena doble, elementos de antena polarizada, y arreglos direccionales.
La antena (300) mostrada en la Figura 2 trasforma las ondas de radio recibidas a una señal de voltaje y alimenta la señal de voltaje a un aislador (305) . De manera alterna, el aislador puede no incluirse dependiendo del tipo de configuración de antena utilizado. Se describirán a continuación dos detalles de configuración de antena. El aislador (305) permite que una señal pase de la antena (300) a un Amplificador de Ruido Bajo (LNA) (310) y de un amplificador de potencia (325) a la antena (300) , pero bloquea o aisla el LNA (310) del amplificador de potencia (325). Otras modalidades del aislador (305) incluyen, de manera no exclusiva, distribuidores, acopladores direccionales , divisores y conmutadores. Por ejemplo, pueden utilizarse conmutadores con la configuración de antena direccional doble a ser descrita en la Figura 4. Una señal recibida y transformada por la antena (300) que pasa a través del aislador (305) se alimenta al LNA (310) , el cual amplifica la señal y ajusta el nivel de ruido a ese punto. Una señal amplificada por el (LNA) (310) se alimenta a un divisor (315), el cual realiza una función de división o acoplamiento de la potencia RF en la señal, para dividir la señal en dos trayectorias diferentes. El divisor (315) también puede ser un acoplador direccional o cualquier dispositivo que pueda separar una señal en dos señales. En este punto, alguien con experiencia en la técnica reconocerá fácilmente que la antena (300) , el LNA (310) y el divisor RF (315) son los componentes primarios que forman un receptor en el repetidor (200) . Además, alguien con experiencia en la técnica reconocerá fácilmente que la antena (300), el amplificador de potencia (325), el amplificador (330), el filtro (335), el conmutador (345) y el mezclador (350) son los componentes primarios que forman un transmisor en el repetidor (200) . Los mezcladores (320), (321) son dispositivos de conversión de frecuencia que mezclan señales que pasan del divisor (315) con señales transferidas de los osciladores locales (340), (341) a frecuencias respectivas designadas como (LOl) , (L02) para producir una frecuencia intermedia (IF) o típicamente, señales con una frecuencia menor. Los osciladores locales (340), (341) se sintonizan a las diferentes frecuencias (LOl), (L02), de manera que dos señales diferentes en dos frecuencias diferentes alimentadas del divisor (315) pueden convertirse a una frecuencia IF común. Por ejemplo, si dos señales en dos frecuencias diferentes Fl = 2.412GHz y F2 = 2.462 se transfieren del divisor (315) a los mezcladores (320), (321), respectivamente, y suponiendo que el mezclador (320) está realizando una función de mezclado del lado bajo y el mezclador (321) está realizando una función de mezclado del lado alto, entonces con el oscilador local (340) sintonizado a L01 = 2.342GHz y el oscilador local (341) sintonizado a L02 = 2.532GHz y proporcionando entradas a los mezcladores (320), (321), respectivamente, las señales transferidas de los mezcladores (320), (321), tendrían cada una sus frecuencias transformadas a una IF de 70MHz. Los divisores (323), (324), que operan igual que el divisor (315) descrito anteriormente, separan las señales IF transferidas de los mezcladores respectivos (320) , (321) en dos diferentes trayectorias. Una trayectoria de cada uno de los divisores (323), (324) va hacia los filtros (360), (361), respectivamente, mientras que la otra trayectoria de cada uno de los divisores (323), (324) va a los filtros (365), (366), respectivamente. Los filtros (360), (361), los cuales son de manera preferida, filtros de paso de banda con retardos, eliminan todas las transferencias de la operación de mezclado excepto los componentes de la frecuencia deseada. De manera preferida, los filtros (360), (361) tienen un retardo de tiempo suficiente, de manera que la unidad de detección y control (362) puede detectar cual de las dos frecuencias RF está presente, y realizar las funciones de control descritas a continuación antes de que las señales estén disponibles a las salidas de los filtros (360), (361), puesto que los detectores (370), (371) están en paralelo con los filtros de retardo (360) , (361) . Los métodos para retardar las señales eléctricas son bien conocidos por aquellos con experiencia ordinaria en la técnica, e incluyen, de manera no exclusiva, dispositivos de Onda Acústica de la Superficie (SAW) y lo similar. Sin embargo, si es aceptable truncar una porción de la primera parte de la señal RF, entonces los filtros (360), (361) no necesitarían retardos especificados. Alguien con experiencia en la técnica reconocerá fácilmente que los mezcladores (320), (321), los divisores (323), (324) y los filtros (360), (361) son los componentes primarios que forman un convertidor de frecuencia en el repetidor (200) . Los filtros (365), (366) en la unidad de detección y control (362) también realizan el mismo tipo de filtración por paso de banda que los filtros (360), (361). La diferencia principal es que los filtros (365) , (366) son de manera preferida, filtros rápidos sin retardos de tiempo largos especificados. Adicionalmente, los filtros (365), (366) de manera preferida, no requieren el mismo nivel de desempeño de la filtración que los filtros (360) , (361) , aunque alguien con la experiencia en la técnica reconocerá que variar el desempeño de los filtros dentro de los confines de la realización del objetivo de la filtración, es una elección de diseño. Alguien con experiencia en la técnica también reconocerá que pueden utilizarse filtros o dispositivos diferentes a los filtros de paso de banda para realizar las funciones de paso de banda discutidas anteriormente . Los detectores de potencia (370), (371) son dispositivos de detección de potencia simples que detectan si una señal está presente en cualquiera de las frecuencias Fl, F2 respectivas, y proporcionan una salida de voltaje proporcional si la señal está presente. Pueden utilizarse muchos tipos de detectores análogos que realizan esta función. Por ejemplo, tales detectores incluirían, de manera no exclusiva, detectores de diodo. Tal detección de diodo podría realizarse a RF, IF o una banda base. También pueden utilizarse detectores que proporcionen un desempeño más alto que los simples detectores de potencia. Estos detectores pueden implementarse como una filtración igualada a RF o IF utilizando dispositivos SAW, y una filtración o correlación igualada a una banda base después de la conversión de análogo a digital. Los detectores de potencia (370), (371) se utilizan para determinar la presencia de una transmisión inalámbrica en uno de los dos canales IF, comparando las señales en los dos canales IF con un umbral. Tal umbral podría predeterminarse o calcularse basándose en la aplicación de los canales con el tiempo, para establecer un fondo de ruido. Además, los detectores de potencia (370) , (371) pueden utilizarse para determinar los tiempos de inicio y de paro de una transmisión detectada. La salida del voltaje proporcional por uno de los detectores de potencia (370) , (371) , en respuesta a la detección de la señal, se utilizará por el microprocesador (385) para controlar la retransmisión de la señal como se describe a continuación. Alguien con experiencia ordinaria en la técnica reconocerá a que la detección de potencia puede colocarse antes o después en la trayectoria de procesamiento da la señal, puesto que es posible detectar señales, de manera que el proceso de retransmisión puede encenderse o apagarse. Además, alguien con la experiencia ordinaria en la técnica reconocerá que pueden emplearse técnicas para determinar o limitar el tiempo de la transmisión, incluyendo, de manera no exclusiva, colocar un limite de tiempo en la retransmisión utilizando un temporizador . Los filtros (375), (376) son filtros de paso bajo y de manera preferida tienen anchos de banda más estrechos que los filtros (365), (366). Los filtros (375), (376) se requieren para eliminar los componentes de frecuencia alta que permanecen después de la detección de la señal en los detectores de potencia (370), (371), y para proporcionar un incremento en la relación de señal a ruido, proporcionando una ganancia de procesamiento reduciendo el ancho de banda de la señal de detección. Las señales transferidas de los filtros de paso bajo (375), (376) se introducen en los convertidores de analógico a digital (380), (381), convencionales . Después de que los convertidores de analógico a digital (380), (381) convierten la señal analógica que representa la potencia detectada de las señales RF a señales digitales de una manera bien conocida por aquellos con experiencia en la técnica, las señales digitales resultantes se envían al microprocesador (385) . El microprocesador (385), el cual puede describirse también como una máquina de estado lógico, el procesador de la señal digital u otro dispositivo digital de procesamiento y control, pueden programarse para implementar todos los algoritmos de control necesarios para, con una alta probabilidad de certidumbre, detectar la presencia de Fl o F2 e iniciar las funciones de control apropiadas . De manera alterna, debe notarse que los detectores del comparador (no mostrados) con controles de umbral ajustables pueden utilizarse en lugar de los convertidores de analógico a digital (380, 381) y el microprocesador (385) . Además, las salidas de control del microprocesador (385) pueden conectarse de manera alterna, directamente a compuertas digitales para controlar la conmutación, en donde la entrada a estas compuertas se toma directamente de las salidas del detector del comparador. Además, la entrada al lógico digital puede venir del microprocesador (385) para permitir anular el control de los ajustes proporcionados de la salida del detector del comparador. En este caso, el microprocesador (385) continuaría controlando las funciones de representación; sin embargo, es probable que el control del amplificador de ganancia variable (330) sea controlado directamente de los detectores de potencia (370), (371) utilizando señales análogas. La retroalimentación a un usuario puede controlarse por el microprocesador (385) vía a un indicador (390), el cual puede ser, pero no se limita a, una serie de diodos electroluminiscentes . La retroalimentación al usuario podría ser una indicación de que el repetidor inalámbrico (200) está en una ubicación aceptable, de manera que cualquiera o ambas frecuencias del punto de acceso inalámbrico (100) y al dispositivo del cliente (105) pueden detectarse, o que la potencia es suministrada al repetidor inalámbrico (200) . Una vez que cualquiera de las frecuencias Fl, F2 se detecta, el microprocesador (385) controla los conmutadores (345), (355). El conmutador (355) está conectado para permitir que la señal detectada, ya sea Fl o F2, que está en una frecuencia IF, sea encaminada a la entrada de un convertidor de frecuencia (350), el cual es otro dispositivo de traslación de la frecuencia similar a los mezcladores (320), (321). Adicionalmente, el microprocesador (385) ajustará el conmutador (345) para permitir que una señal de uno apropiado de los osciladores locales (340), (341), se encamine al mezclador (350), de manera que la frecuencia IF en la entrada del convertidor de frecuencia (350) se traslada a la frecuencia apropiada a la salida del mismo. Un ejemplo de la operación del repetidor inalámbrico (200) se describirá ahora utilizando la frecuencia en los ejemplos previos: Fl = 2.412GHz; F2 = 2.462Ghz; IF = 70MHz; LOl = 2.342GHz y L02 = 2.532GHz. Suponer que Fl se detecta y se transfiere del filtro (361) . El conmutador (355) está ajustado para recibir esta entrada del filtro (361), el cual es trasladado a Fl a 70MHz. Puesto que se desea retransmitir Fl a F2 = 2.462GHz, entonces el conmutador (345) está conectado a la señal del oscilador local (341) . La salida del emisor de frecuencia (350) incluye dos componentes L02-IF y L02+IF. El componente deseado es L02-IF ó 2.532GHz-70MHz = 2.462GHz. Puesto que el emisor de frecuencia (350) produce la suma y la diferencia de la salida del conmutador (345) y la salida del conmutador (355), entonces se requiere un filtro (335) para eliminar el término indeseable. En el ejemplo anterior, el término indeseable seria L02+IF ó 2.602GHZ. El filtro (335) realiza las operaciones de filtración requeridas. Lo mismo es cierto si se detectó F2.
Ocurrirá un producto de la suma y la diferencia, y el filtro (335) debe filtrar el componente indeseable. La versión trasladada y filtrada de la señal recibida se aplica al amplificador (330), el cual es de manera preferida, un amplificador de ganancia variable. El amplificador (330) aplica una cantidad variable de ganancia bajo el control del microprocesador (385) para asegurarse que la señal que es alimentada al amplificador (325) está en el intervalo de potencia de transmisión objetivo. El amplificador (325) es de manera preferida, la etapa final de la amplificación de la potencia para la señal trasmitida. Alimenta su salida el aislador (305) , el cual envía entonces la señal a la antena (300) . A continuación, la señal se convierta nuevamente a un campo electromagnético o a una onda de radio por la antena (300) de una manera bien conocida por aquellos con experiencia ordinaria en la técnica. Esta onda de radio es una versión trasladada en frecuencia y amplificada en potencia de la que se recibió por la antena (300) . Las descripciones y el ejemplo anteriores suponen las frecuencias Fl y F2. También es posible operar con cualquier frecuencia Fl y F2 moviendo las frecuencias LOl, L02 de los osciladores locales (340), (341) a diferentes canales definidos y verificando la detección de la potencia en esos canales. Una vez que se determinan los canales, el microprocesador (385) usará esas frecuencias, y todas las operaciones se realizarán como se describió anteriormente. El control de las frecuencias de los osciladores locales (340, 341) puede lograrse por el microprocesador (385) o por la sintonización del usuario. En el caso de sintonización del usuario para el control de las frecuencias seleccionadas, el repetidor tendría un conjunto de conmutadores (giratorios u otros) , que un técnico ajustaría al momento de la instalación para especificar las frecuencias de operación. Aquellos con experiencia ordinaria en la técnica reconocerán que el punto en el cual la señal de entrada se convierte de la señal RF a una señal digital, puede alterarse, de manera que se realizan más o menos funciones en el dominio RF o en el dominio digital. Además, pueden utilizarse múltiples dispositivos tales como el dispositivo de interconexión inalámbrico (unidad de base 100) o dispositivos del cliente (104), (105), en la presente invención. El repetidor (200) detectará y retransmitirá las señales de cualquiera de estos dispositivos. Los dispositivos (100), (104) ó (105) se comunican unos con otros dentro del protocolo de un sistema (tal como 802.11), que proporciona que el receptor deseado de la señal retransmitida se identifique. Así, el repetidor (200) puede servir a muchos dispositivos maestros. Refiriéndose a la Figura 3, en la cual los componentes idénticos a aquéllos en la Figura 2 se identifican por los mismos números de referencia utilizados en la Figura 2, se muestra una modalidad alterna que utiliza antenas dobles polarizadas ortogonalmente , o cruzadas. En este caso, las dos antenas (300b) , (300c) reemplazan la sola antena (300) y el aislador (305) de la Figura 2. En esta modalidad, una de las antenas con polarización cruzada (300b) se conecta al amplificador de potencia (355) . La otra antena (300c) , de polarización opuesta, se conecta al LNA (310). Las antenas de polarización cruzada (300b), (300c) pueden colocalizarse o separarse alguna distancia, como se permita por el empaque de repetidor (200) . La polarización ortogonal o cruzada permite el aislamiento de las señales trasmitidas del PA (325) de las señales recibidas en el LNA (310) , y permiten la realización de una función similar a aquélla realizada por el aislador (305) en la Figura 2. Refiriéndose a la Figura 4, en la cual los componentes idénticos a aquéllos en la Figura 2 se identifican por los mismos números de referencia utilizados en la Figura 2, se muestra una modalidad alterna que utiliza antenas direccionales dobles. Esta modalidad sustituye dos antenas direccionales de ganancia alta (300d,) (300e) , y los conmutadores (500) , (501) , (502) por la antena (300) y el aislador (305) en la Figura 2. Esta modalidad difiere de las modalidades descritas previamente en que permite que el repetidor (200) se utilice a la mitad de un tiempo punto a punto y que se beneficie del uso de las antenas direccionales de ganancia alta (300d) , (300e) . Para esta modalidad, se requiere que el repetidor (200) sea capaz de recibir o trasmitir desde cada una de las dos antenas direccionales (300d) , (300e) , debido a la selectividad espacial de cada una de las antenas. En esta configuración, los conmutadores (500) , (501) se ajustan nominalmente para recibir más mediante lineas de control (503) , (505) respectivamente, de manera que los LNA (310b), (310c) están conectados a las antenas direccionales (300d) , (300e), respectivamente. Los LNA (310b), (310c) están conectados a los mezcladores (320), (321) respectivamente. La operación de la detección y el procedimiento de retardo IF son idénticos a los discutidos con relación a la Figura 2. Una vez que se detecta una señal de una antena (300d) , por ejemplo, las lineas de control (503), (505) se ajustan para después conectar el LNA (310c) de la antena direccional (300e) , en la cual no está presente la señal, y para conectar la antena (300e) al amplificador de potencia (325) durante la transmisión. Las lineas de control (503), (504), (505) son para ajustar los conmutadores (500) , (501) , (502) respectivamente, y están acopladas al microprocesador (385), u a otro lógico de control digital como se describió previamente. La invención se describe aquí con detalle, con referencia particular a las modalidades actualmente preferidas. Sin embargo, se entenderá que puedan efectuarse variaciones y modificaciones dentro del alcance y espíritu de la invención.

Claims (33)

  1. REIVINDICACIONES : 1. Un aparato para facilitar la comunicación inalámbrica en una red entre un primer dispositivo de comunicación y un segundo dispositivo de comunicación, la red incluye al menos dos frecuencias de comunicación bidireccionales, cada una utilizando un formato de comunicación en dúplex por división de tiempo de la transmisión de los datos, que comprende: un receptor para recibir señales en al menos dos frecuencias de comunicación bidireccionales de manera simultánea; un detector de señal acoplado de manera operativa al receptor para determinar si una señal está presente en al menos una de al menos dos frecuencias bidireccionales; un convertidor de frecuencia para convertir la señal presente en una de las frecuencias bidireccionales a una señal convertida en la otra de las frecuencias bidireccionales; y un transmisor para trasmitir la señal convertida en la otra de las frecuencias bidireccionales.
  2. 2. El aparato según la reivindicación 1, en donde el detector de la señal opera a una frecuencia intermedia .
  3. 3. El aparato según la reivindicación 1, en donde el detector de la señal es para detectar la señal a una frecuencia de radio.
  4. 4. El aparato según la reivindicación 1, en donde el receptor es para recibir las señales en al menos dos frecuencias bidireccionales, de manera simultánea sobre una primer antena, y el transmisor es para trasmitir la señal convertida en la otra de las frecuencias bidireccionales sobre una segunda antena.
  5. 5. El aparato según la reivindicación 4, en donde la primera y segunda antena tienen polarizaciones respectivas que son en gran medida ortogonales una con la otra .
  6. 6. El aparato según la reivindicación 1, en donde el receptor y el transmisor comparten una sola antena que está conectada al receptor y al transmisor a través de un aislante.
  7. 7. El aparato según la reivindicación 1, en donde el receptor incluye primer y segundo receptores de un canal de una sola frecuencia, en donde el primer receptor del canal de una sola frecuencia y un transmisor para el primer canal de frecuencia comparten una primera antena aislada direccionalmente, y el segundo receptor del canal de una sola frecuencia y un transmisor para el segundo canal de frecuencia comparten una segunda antena aislada direccionalmente .
  8. 8. El aparato según la reivindicación 1, en donde el receptor incluye un divisor de la señal conectado a una entrada del receptor, y el convertidor de frecuencia comprende primer y segundo convertidores de frecuencia, cada salida del divisor está acoplada al primer y segundo convertidores de frecuencia, de manera que cualesquier señales en cada una de al menos dos frecuencias bidireccionales estará presente en las salidas del primer y segundo convertidores de frecuencia, respectivamente, a frecuencias intermedias, y en donde cada una de la primera y segunda frecuencias intermedias está acoplada a primer y segundo divisores adicionales respectivos, cada uno de los cuales incluye una primera salida conectada a un circuito de retardo y una segunda salida conectada a un circuito detector, el circuito de retardo permite que ocurra la retransmisión de una de las señales convertidas utilizando el circuito de retardo.
  9. 9. El aparato según la reivindicación 8, en donde el circuito de retardo es para reducir el truncamiento de las señales recibidas al ser trasmitidas a niveles aceptables, compensando el retardo de la detección durante la recepción de las señales en al menos dos frecuencias de comunicación bidireccionales, de manera simultánea por el receptor .
  10. 10. El aparato según la reivindicación 8, en donde cada uno del primer y segundo convertidores de frecuencia incluye un mezclador y un oscilador local, el mezclador incluye una primer entrada acoplada a una salida de los divisores y una segunda entrada acoplada a una salida del oscilador local.
  11. 11. El aparato según la reivindicación 10, que incluye además divisores de frecuencia intermedia, cada uno de los cuales incluye una entrada conectada a una salida de uno de los mezcladores, y detectores, cada uno de los cuales está conectado respectivamente a la primera salida de uno de los divisores de la frecuencia intermedia, los detectores son para detectar una señal en el receptor, basándose en la comparación de la potencia de las señales en las primeras salidas respectivas de los divisores de la frecuencia intermedia .
  12. 12. El aparato según la reivindicación 10, en donde el receptor incluye además un detector para detectar una señal recibida en el receptor, el detector indica el inicio o final de la señal recibida por el receptor en una de las frecuencias bidireccionales .
  13. 13. El aparato según la reivindicación 12, en donde el detector es para comparar la señal recibida en el receptor con un valor umbral para detectar la señal.
  14. 14. El aparato según la reivindicación 11, en donde los detectores son para detectar la presencia de la señal en una de las frecuencias bidireccionales, y en donde una salida de cada uno de los detectores controla la selección de una de las frecuencias intermedias para la transmisión de la señal convertida por el transmisor tras la detección de la señal, en al menos una de las frecuencias bidireccionales .
  15. 15. El aparato según la reivindicación 11, que comprende además : circuitos de retardo, cada uno conectado a una segunda salida de los divisores de la frecuencia intermedia, y a un solo conmutador capaz de acoplar uno de los circuitos de retardo a un convertidor de frecuencia, para cambiar una frecuencia de una señal acoplada de la frecuencia intermedia a otra de las frecuencias bidireccionales antes de la transmisión .
  16. 16. Una red de área local inalámbrica que incluye al menos primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, que comprende: un primer dispositivo de comunicación capaz de trasmitir y recibir datos en la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, en donde el primer dispositivo de comunicación trasmite y recibe datos utilizando un formato de comunicación en dúplex por división de tiempo en cualquiera de al menos la primera o segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, un segundo dispositivo de comunicación capaz de trasmitir y recibir datos en la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales , en donde el primer dispositivo de comunicación trasmite y recibe datos utilizando un formato de comunicación en dúplex por división de tiempo en cualquiera de al menos la primera o segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, un repetidor para mejorar un enlace de comunicaciones entre el primer y segundo dispositivos de comunicación, el repetidor incluye un receptor capaz de recibir simultáneamente una señal en cualquiera de la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, un detector de señal acoplado de manera operativa para receptor que determina si la señal está presente en una de al menos dos frecuencias bidireccionales, un convertidor de frecuencia acoplado de manera operativa al detector de la señal para convertir la señal presente en una de las frecuencias bidireccionales a una señal convertida en la otra de las frecuencias bidireccionales, y un transmisor que trasmite la señal convertida a la otra de las frecuencias bidireccionales.
  17. 17. La red de área local inalámbrica según la reivindicación 16, donde al menos uno del primero y segundo dispositivos de comunicación está conectado a una red alámbrica y sirve como un dispositivo de interconexión inalámbrico .
  18. 18. Un repetidor para una red que incluye al menos primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales , que comprende: un receptor para recibir una señal en al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, de manera simultánea, un transmisor para trasmitir la señal recibida en al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales; y una antena conectada de manera operativa al receptor y al transmisor, en donde el transmisor y el receptor operan en diferentes frecuencias y utilizan un protocolo de comunicación en dúplex por división de tiempo.
  19. 19. El repetidor según la reivindicación 18, que incluye además un distribuidor para recibir un paquete de información de la señal en el receptor en la primera frecuencia de comunicación bidireccional y para trasmitir el paquete de información de la señal utilizando el transmisor en la segunda frecuencia de comunicación bidireccional.
  20. 20. El repetidor según la reivindicación 19, en donde el receptor incluye un detector de la señal acoplado de manera operativa al distribuidor, que determina si la señal está presente en una de al menos la primera o la segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, y un convertidor de frecuencia acoplado de manera operativa al receptor para convertir la señal presente en una de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales , a la otra de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales.
  21. 21. El repetidor según la reivindicación 19, en donde el detector incluye un indicador de potencia que detecta la señal recibida en el receptor en una de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales .
  22. 22. Una red que opera en al menos una primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, que comprende : una unidad de base para trasmitir y recibir datos en la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, utilizando un protocolo de comunicación en dúplex por división de tiempo, en cualquiera de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, una unidad del cliente capaz de trasmitir y recibir datos en la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, utilizando el protocolo de comunicación en dúplex por división de tiempo, en cualquiera de al menos la primera o segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, y un repetidor capaz de comunicarse entre la unidad de base y la unidad del cliente, utilizando el protocolo de comunicación en dúplex por división de tiempo en una de al menos la primera o segunda frecuencias de comunicación bidireccionales , diferente de aquélla utilizada por la unidad del cliente, y capaz de recibir una señal en cualquiera de al menos las primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales simultáneamente.
  23. 23. La red según la reivindicación 22, en donde el repetidor incluye: un receptor para recibir señales en al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, de manera simultánea; un detector de la señal acoplado de manera operativa al receptor para determinar si una señal está presente en al menos una de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales; un convertidor de frecuencia para convertir una señal presente en la primera frecuencia bidireccional a una señal convertida en la segunda frecuencia de comunicación bidireccional, y un transmisor que trasmite la señal convertida en la segunda frecuencia de comunicación bidireccional.
  24. 24. La red según la reivindicación 23, en donde la duración de la transmisión de la señal detectada en una de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales, se basa al menos en parte en un contador de la duración del tiempo iniciado cuando la señal detectada se detecta .
  25. 25. La red según la reivindicación 23, en donde el receptor está conectado a una primera antena y el transmisor está conectado a una segunda antena, en donde la primera y segunda antena tienen polarizaciones ortogonales en gran medida.
  26. 26. La red según la reivindicación 23, en donde el receptor para cada una de al menos la primera y segunda frecuencias de comunicación bidireccionales está conectado a al menos dos conmutadores respectivamente, cada uno de los cuales está acoplado a al menos dos antenas direccionales de manera respectiva, y a un conmutador adicional, el cual a su vez, está acoplado a al menos un transmisor.
  27. 27. Un dispositivo inalámbrico de extensión de la cobertura, capaz de recibir y trasmitir señales inalámbricas de/a un primer dispositivo de la estación inalámbrica y a/de un segundo dispositivo de la estación inalámbrica, permitiendo que el primer y segundo dispositivos de la estación inalámbrica se comuniquen, el dispositivo inalámbrico de la extensión de la cobertura incluye un indicador para proporcionar la indicación de cuando los niveles de la señal recibida de al menos uno de los dispositivos de la estación son suficientes para la comunicación entre al menos uno del primer y segundo dispositivos de la estación inalámbrica, y el dispositivo inalámbrico de extensión de la cobertura.
  28. 28. Un dispositivo inalámbrico de extensión de la cobertura, capaz de recibir y trasmitir señales inalámbricas de/a un primer dispositivo de la estación inalámbrica en un primer enlace de comunicación bidireccional y a/de un segundo dispositivo de la estación inalámbrica en un segundo enlace de comunicación bidireccional, permitiendo que el primer y segundo dispositivos de la estación inalámbrica se comuniquen, el primer enlace de comunicación bidireccional opera en un primer canal de frecuencia utilizando una primer antena de una polarización especifica, y el segundo enlace de comunicación bidireccional opera en un segundo canal de frecuencia, utilizando una segunda antena con una polarización ortogonal a la primera antena.
  29. 29. El dispositivo inalámbrico de extensión de la cobertura según la reivindicación 28, en donde el primer y segundo enlaces de comunicación bidireccional utilizan el protocolo 802.11 o un derivado del mismo.
  30. 30. El dispositivo inalámbrico de extensión de la cobertura según la reivindicación 29, que comprende además, un desmodulador para desmodular de manera digital la señal detectada durante la retransmisión de la misma.
  31. 31. En un dispositivo de comunicación inalámbrica, un método para retransmitir una señal detectada con amplificación y/o conversión de la frecuencia, que comprende : realizar una función de división de la señal; acoplar la función de división a una función de retardo; adicionalmente, acoplar la función de división a una función de detección; realizar la función de retardo en paralelo con la función de detección; y trasmitir la señal utilizando una función del transmisor subsiguiente a la realización de la función de retardo, la función del transmisor está acoplada a la función de retardo y se activa basándose en la detección de la señal por la función de detección.
  32. 32. El método según la reivindicación 31, en donde la función de retardo es suficiente para permitir una reducción en el truncamiento de la señal durante la transmisión debido a los retardos de la detección.
  33. 33. Un dispositivo inalámbrico de extensión de la cobertura, capaz de recibir y trasmitir señales inalámbricas de/a un primer dispositivo de la estación inalámbrica en un primer enlace de comunicación bidireccional y a/de un segundo dispositivo de la estación inalámbrica en un segundo enlace de comunicación bidireccional, permitiendo que el primer y segundo dispositivos de la estación inalámbrica se comuniquen, el primer enlace de comunicación bidireccional opera en un primer canal de frecuencia que utiliza una primer antena direccional, y el segundo enlace de comunicación bidireccional opera en un segundo canal de frecuencia que utiliza una segunda antena direccional.
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