MXPA05000355A - Metodo para efectuar conmutacion inalambrica. - Google Patents

Abstract

Un sistema de LAN inalambrica (WLAN) para comunicaciones entre una pluralidad de usuarios (101-105) dentro de un sistema de servicio basico o celula que comprende un punto de acceso de conmutacion (SAP) (106) para transmitir (116) y recibir (118) comunicaciones de un punto a puntos multiples a y de los usuarios. Una pluralidad de puertos estan disponibles en el SAP, a cada uno de los cuales se les asigna una frecuencia portadora unica para aislar comunicaciones entre los usuarios para evitar colisiones, con la capacidad de que la asignacion de frecuencia no sea permanente, y una capacidad de asignacion de portador dinamica o pseudoaleatoria. Una modalidad alternativa del SAP usa la formacion de haz para proporcionar puertos espaciales para asignarlos a la pluralidad de usuarios.

Description

METODO PARA EFECTUAR CONMUTACION INALAMBRICA CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un sistema de LAN Inalámbrica (WLAN) con varios usuarios conectados. De manera más particular, la conmutación de sistemas WLAN para evitar colisiones.

ANTECEDENTES Los sistemas WLAN hacen uso de bandas sin licencia para la comunicación inalámbrica. Las transmisiones del sistema de comunicación de LAN inalámbrica (WLAN) pueden ser de una terminal particular a un destino deseado, ya sea otra terminal dentro del mismo Sistema de Servicio Básico (BSS) o la red principal, pero siempre dentro del mismo portador. Existen dos modos de operación para sistemas de WLAN: ad-hoc e infraestructura. En el modo ad-hoc, las terminales pueden hablar entre sí en una' forma de puntos múltiples a puntos múltiples . En el modo de infraestructura, un punto de acceso (AP) actúa como una estación base para controlar las transmisiones entre usuarios, proporcionando de este modo una red inalámbrica de un punto a puntos múltiples . Puesto que todos los usuarios comparten el mismo medio de una WLAN, el modo de infraestructura se vuelve más eficiente para redes semipesada o pesadamente cargadas.

En un modo de infraestructura, la terminal se comunica primero con el AP cuando envía datos a una terminal de destino deseada. El AP a su vez forma un puente o encamina la información al destino deseado. De esta forma, en este modo, un AP de un sistema de comunicación de WLAN controla las transmisiones dentro de un BSS o célula. Los protocolos de Control de Acceso al Medio (MAC) están definidos para coordinar el uso del canal por los usuarios de la WLAN que comparten la banda. Esos protocolos de MAC se basan en la evasión de colisiones entre usuarios puesto que varios usuarios tienen acceso al canal al mismo tiempo. La eficiencia de un protocolo es calibrada por la evasión exitosa de colisiones. Dos protocolos usados por la WLAN son el CSMA/CA MAC y el protocolo de Ethernet CSMA/CD. Ambos protocolos pueden detectar el portador para otras transmisiones. Una Ethernet puede ser conectada de varias maneras, incluyendo conexiones de Ethernet y conmutadores de Ethernet . Una conexión de Ethernet concentra las conexiones en un punto central como una conexión de un punto a puntos múltiples, sin impactos sobre el desempeño. Un conmutador de Ethernet opera cada vez que existe un arribo de paquete desde una terminal. El conmutador lee la dirección de destino, aprende sobre cual puerto está conectado y hace una conexión directa entre los dos puertos físicos. La ventaja del conmutador de Ethernet es que el MAC no detecta ningún otro usuario en el medio, lo cual mejora el desempeño a través de la probabilidad reducida de colisiones y mejor rendimiento en comparación con una conexión central de Ethernet . Una conexión central de Ethernet envía un paquete recibido a todos los usuarios, aún cuando únicamente exista un receptor pretendido. La conexión central no busca información de dirección. El conmutador de Ethernet únicamente envía el paquete directamente al destino pretendido, dando como resultado un uso. más eficiente del ancho de banda disponible. Un AP de WLAN común no es capaz de usar más de una frecuencia portadora al mismo tiempo, lo cual da como resultado una baja eficiencia de protocolo. Los conmutadores de Ethernet han probado mejorar la eficiencia del protocolo de Ethernet considerablemente. Por lo tanto, lo que se necesita es un método para mejorar el desempeño de una red inalámbrica de un punto a puntos múltiples cuando las terminales comparten el mismo medio.

LA INVENCION Un sistema de LAN inalámbrico (WLAN) para comunicaciones entre una pluralidad de usuarios dentro de un sistema de servicio básico o célula que comprende un punto de acceso de conmutación (SAP) para transmitir y recibir comunicaciones de un punto a puntos múltiples a y de los usuarios . Una pluralidad de puertos están disponibles en el SAP, a cada uno de los cuales se le asignó una frecuencia portadora única para aislar comunicaciones entre los usuarios para evitar colisiones, con la capacidad de que la asignación de frecuencia no sea permanente, y una capacidad de asignación de portador dinámica o pseudoaleatoria . Una modalidad alternativa del SAP usa la formación de haz para proporcionar puertos espaciales para las asignaciones a la pluralidad de usuarios .

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1A muestra un diagrama de sistema de una WLAN con puertos de Ethernet de portador de frecuencia. La FIGURA IB muestra un diagrama simplificado de una terminal de usuario y un punto de acceso de conmutación que usa puertos de Ethernet de portador de frecuencia. La FIGURA 2A muestra un diagrama de sistema de una WLAN con puertos de Ethernet de haz espacial . La FIGURA 2B muestra un diagrama simplificado de una terminal de usuario y un punto de acceso de conmutación que usa puertos de Ethernet de haz espacial .

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La Figura 1A muestra un sistema que aplica el principio de conmutador de Ethernet a un punto de acceso (AP) , que permite la operación multifrecuencia, de modo que el AP se convierta en un Punto de Acceso de Conmutación (SAP) 106. Los portadores de frecuencia fl-f5.son tratados como puertos diferentes en el SAP, desde los cuales las terminales de usuario 101-105 tienen acceso centralizado a los portadores de frecuencia fl-f5 en una forma controlada. Como se muestra en la figura 1A, cada terminal de usuario 101-105 se le asignó un portador de frecuencia fl-f5 y el SAP 106 es capaz de recibir y transmitir cada portador fl-f5. Para evitar la asignación permanente de portadores fl-f5 a cada terminal de usuario 101-105, pueden ser usados dos métodos. En la modalidad preferida, es deseable, aunque no esencial, no asignar permanentemente portadores a terminales de usuario 101-105. Una asignación no permanente evita asignar una frecuencia a una terminal que no envíe datos. ' Cuando existan más terminales que frecuencias disponibles, puede evitarse que una terminal que tenga datos para enviar lo haga si a la terminal se le asignó permanentemente una frecuencia que no esté usando. Puede ser aplicado un esquema de asignación dinámica de portador (DCA) , en el cual las terminales de usuario 101-105 envían una petición de enviar (RTS) en un portador compartido y entonces el SAP responde con limpiar para enviar (CTS) indicando que el portador puede ser usado para la transmisión. De manera alternativa, puede ser usado un esquema de salto de frecuencia, el cual las terminales de usuario 101-105 tiene una secuencia pseudoaleatoria para cambiar portadores, conocida a priori por las terminales de usuario 101-105 y el SAP 106, para minimizar la probabilidad de que dos terminales de usuario usen simultáneamente el mismo portador. Para una LA preferida desarrollada de acuerdo al estándar 802.11b actual, son usados tres portadores para el salto de frecuencia. Para el estándar 802.11a, son usados ocho portadores para el salto de frecuencia. El sistema de conmutación inalámbrico 100 puede emplear DCA y salto de frecuencia de manera separada o combinados. La Figura IB es una ilustración de una terminal de usuario y SAP preferidos que usan frecuencias múltiples. El SAP 106 tiene un dispositivo de asignación de frecuencia 120 para asignar frecuencias (puertos de frecuencia) a las terminales de usuario 101-105. Un receptor de frecuencia múltiple 118 recibe datos enviados por las terminales 101-105 usando el puerto de frecuencia asignada. Un transmisor de frecuencia múltiple 116 envía datos de una terminal a otra usando la frecuencia asignada de la terminal de destino. El transmisor de frecuencia múltiple 116 preferiblemente también transmite la asignación de frecuencia a las terminales 101-105. Es usada una antena 122 o arreglo de antena para enviar o recibir datos por el SAP 106 sobre la interconexión inalámbrica 124. Las terminales 101-105 tienen un receptor de frecuencia múltiple 114 para recibir la asignación de frecuencia y recuperar los datos transmitidos sobre la frecuencia asignada a la terminal . Un controlador de frecuencia 108 usa las frecuencias asignadas recibidas para controlar las frecuencias de transmisión y recepción de la terminal 101-105. Un transmisor de frecuencia múltiple 110 transmite los datos sobre la frecuencia asignada. La Figura 2? muestra una modalidad alternativa de conmutación inalámbrica asignando a cada terminal de usuario 201-205 a un puerto espacial en lugar de una frecuencia particular. Como se muestra en la Figura 2A; los haces espaciales bl-b5 son creados por medio de la formación de haz y pueden ser usados como puertos para aislar las terminales de usuario 201-206 entre sí. El SAP 206 reconoce la dirección de destino de cada terminal de usuario 201-205, y asocia un haz con cada dirección. El SAP 206 es capaz de recibir más de un haz al mismo tiempo. La Figura 2B es una ilustración de una terminal de usuario preferido y el SAP que usa haces espaciales . El SAP 206 tiene un controlador de haz 220 para determinar cual haz (puerto espacial) está asociado con un usuario particular. El controlador 220 proporciona un transmisor de formación de haz 216 y un receptor de formación de haz 218 la información del haz, de modo que sea usado el puerto espacial apropiado por una terminal dada. Se usa un arreglo de antena 214 para enviar y recibir datos sobre la interconexión inalámbrica 222. Las terminales 201-205 tienen un receptor de formación de haz 210 para recibir, datos transmitidos usando un arreglo de antena 212. Es usado un transmisor de formación de haz 208 para transmitir datos al SAP 206 usando el arreglo 212. Aunque las configuraciones de sistemas de las Figuras 1A, IB, 2A y 2B muestran cinco terminales de usuario, puede ser usado cualquier número de terminales de usuario. Lo que se pretende es demostrar y no limitar o restringir las capacidades del sistema. Los sistemas de conmutación inalámbricos de las Figuras 1A y 2A pueden ser usados separados o combinados . Como ilustración, las terminales de usuario 101-105 pueden ser distinguidas por una combinación de haz y frecuencia espacial . Los sistemas de conmutación inalámbricos de las Figuras 1A y 2A pueden ser aplicados a sistemas, incluyendo pero sin limitarse a, WLA de secuencia directa (DS) y sistemas de WLA de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) .

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de LAN inalámbrica ( LAN) para comunicaciones entre una pluralidad de usuarios dentro de un sistema de servicio básico o célula, que comprende: un punto de acceso de conmutación (SAP) para transmitir y recibir comunicaciones de un punto a puntos múltiples a y de los usuarios; y una pluralidad de puertos, a cada uno de los cuales se le asignó una frecuencia portadora única para aislar comunicaciones entre los usuarios para evitar colisiones; donde la asignación de frecuencias no es permanente, y en su lugar tiene capacidad de asignación de portador dinámica o pseudoaleatoria .
2. 2. El sistema según la reivindicación 1, donde la asignación no permanente es la asignación dinámica de portador que es lograda por las señales de la petición de envío de los usuarios y señales de limpiar para enviar del SAP.
3. 3. El sistema según la reivindicación 1, donde las señales de limpiar para enviar indican una frecuencia asignada a los usuarios.
4. 4. El sistema según la reivindicación 1, donde las señales de limpiar para enviar indica una asignación pseudoaleatoria de portador a los usuarios .
5. 5. El sistema según la reivindicación 1, por el cual la asignación pseudoaleatoria de portador es lograda por el salto de frecuencia de los usuarios a lo largo de una secuencia de cambio de portadores, la secuencia conocida a priori por los usuarios y el SAP .
6. 6. U sistema de LAN inalámbrica (WLAN) para comunicaciones entre una pluralidad de usuarios dentro de un sistema de servicio básico o célula, que comprende: un punto de acceso de conmutación (SAP) para transmitir y recibir comunicaciones de un punto a puntos múltiples a y de los usuarios; y una pluralidad de puertos, a cada uno de los cuales se asignó un haz espacial único para aislar comunicaciones entre los usuarios para evitar colisiones; donde el SAP recibe más de un haz espacial a la vez.
7. 7. El sistema según la reivindicación 4, donde la formación de haz es usada para crear los puertos espaciales .
8. 8. Una terminal de usuario de LAN inalámbrica (WLAN) que comprende: un transmisor de frecuencia múltiple para transmitir una petición para enviar un mensaje para transmitir datos sobre un portador de transmisión asignado; un receptor de frecuencia múltiple para recibir una señal de limpiar para enviar sobre una primera frecuencia y para recibir datos sobre un portador de recepción asignado; y un controlador de frecuencia acoplado de manera operativa al receptor de frecuencia múltiple, para determinar el portador de transmisión y de recepción asignado de la terminal de usuario usando la señal de limpiar para enviar recibida .
9. 9. La terminal de usuario de LAM según la reivindicación 8, donde la señal de limpiar para enviar indica una transmisión . pseudoaleatoria y la asignación de un portador de recepción.