PT2359489E

PT2359489E - Processo e dispositivo para aceder aos canais num sistema de comunicações sem fios

Info

Publication number: PT2359489E
Application number: PT97529820T
Authority: PT
Inventors: Ismail Lakkis; Vered Bar Bracha
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2013-08-22
Also published as: CN103595451B; ES2676370T3; EP2359492A1; JP2012509021A; KR20110084531A; BRPI0921913A2; TW201032509A; BRPI0921913B1; KR101259939B1; HUE038094T2; DK2448144T3; EP2448144B1; JP5619763B2; WO2010056882A1; EP2359491B1; US9214990B2; EP2356756A1; US20100118749A1; JP5461569B2; WO2010056888A1

Description

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DESCRIÇÃO

"PROCESSO E DISPOSITIVO PARA ACEDER AOS CANAIS NUM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES SEM FIOS"

Antecedentes I. Campo da descrição A presente descrição refere-se genericamente a sistemas de comunicações sem fios e, mais particularmente, a um processo e dispositivo para acesso de canal num sistema de comunicações sem fios. II. Descrição da técnica relacionada

Num aspecto da técnica relacionada, os dispositivos com uma camada física (PHY) que suportam os modos de modulação de uma só portadora ou de multiplexação ortogonal por divisão de frequência (OFDM) podem ser utilizados para comunicações de ondas milimétricas, como por exemplo numa rede que adere aos pormenores tal como especificado pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) na sua norma 802.15.3c. Neste exemplo, a camada PHY pode ser configurada para comunicações de ondas milimétricas no espectro de 57 gigahertz (GHz) a 66 GHz e especificamente, dependendo da região, a camada PHY pode ser configurada para a comunicação na gama de 57 GHz a 64 2 ΡΕ2359489 GHz nos Estados Unidos da América e 59 GHz a 66 GHz no Japão.

Para permitir a interoperabilidade entre dispositivos ou redes que suportam modos de OFDM ou de uma só portadora, ambos os modos suportam adicionalmente um modo comum. Especificamente, o modo comum é um modo de taxa básica de uma só portadora por ambos os emissores-receptores OFDM e emissores-receptores de uma só portadora para facilitar a coexistência e interoperabilidade entre diferentes dispositivos e redes diferentes. 0 modo comum pode ser empregue para proporcionar sinais de sincronização, informação de controlo de transmissão e de comando, e utilizado como uma taxa de base para pacotes de dados.

Um emissor-receptor de uma só portadora numa rede 802.15.3c emprega tipicamente pelo menos um gerador de código para proporcionar a propagação de forma introduzida primeiro por Mareei J.E. Golay (designado como códigos de Golay) , para alguns ou todos os campos de uma trama de dados transmitida e para executar a filtragem combinada de um sinal codificado em Golay recebido. Os códigos de Golay complementares são conjuntos de sequências finitas de comprimento igual tal como uma série de pares de elementos idênticos com qualquer separação dada numa sequência é igual ao número de pares de elementos diferentes que têm a mesma separação nas outras sequências. 0 documento S.Z. Budisin, "Efficient Pulse Compressor for Golay 3 ΡΕ2359489

Complementary Sequences, " Electronic Letters, 27, no. 3, pp 219-220, Janeiro 31, 1991, o qual é aqui incorporado como referência, apresenta um transmissor para gerar códigos complementares de Golay bem como um filtro adaptado de Golay.

Para dispositivos de baixa potência, é vantajoso para o modo comum empregar um sinal modulado de fase contínua (CPM) com um envelope constante de modo que os amplificadores de potência podem ser operado na potência máxima de saída sem afectar o espectro do sinal filtrado. A modulação de deslocamento mínimo e filtro gaussiano (GMSK) é uma forma de modulação de fase contínua tendo ocupação espectral reduzida escolhendo um parâmetro de produto de período de largura de banda (BT) apropriado num filtro gaussiano. O envelope constante torna a GMSK compatível com a operação de amplificador de potência não-linear sem o recrescimento espectral concomitante associado a sinais de envelope não constantes.

Podem ser implementadas várias técnicas para produzir formas de impulso GMSK. Por exemplo, pode ser implementada a modulação de fase binária π/2 (BPSK) (ou BPSK π/2 diferencial) com um impulso GMSK linearizado, tal como mostrado em I. Lakkis, J. Su, & S. Kato, "A Simple Coherent GMSK Demodulator", IEEE Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) 2001, que é aqui incorporado como referência, para o modo comum. 4 ΡΕ2359489

Chama-se a atenção para o documento US2004218683 (Al), que descreve dispositivos sem fios multimodo com receptores de modo único ou modo reduzido. Num aspecto, um dispositivo sem fios encontra-se proporcionado com um transmissor e um receptor. 0 transmissor transmite com qualquer uma das várias técnicas de modulação seleccionáveis, sendo a técnica de modulação seleccionada, seleccionada para corresponder a uma técnica de modulação suportada por um dispositivo sem fios alvo. 0 receptor recebe sinais modulados de acordo com qualquer um de um subconjunto de técnicas de modulação seleccionáveis. 0 subconjunto pode incluir apenas uma técnica de modulação. Também encontra-se descrito um processo de comunicações sem fios num dispositivo sem fios que tem um transmissor configurado para transmitir em pelo menos um modo de modulação diferente daquele receptivel pelo dispositivo sem fios.

Destaca-se ainda o documento US2004038684 (Al). Ele descreve que num sistema para a comunicação sem fios com uma zona de informação para a transmissão assíncrona e uma zona para a transmissão de informação utilizando a alocação de tempo de canal, os dados são armazenados numa memória tampão para a transmissão de dados, sendo que a transmissão de informações é realizada inicialmente através de comunicação assíncrona e depois, se a quantidade de dados armazenados na memória intermédia exceder um valor predeterminado, através da comunicação de alocação de tempo de canal. 0 valor predeterminado é obtido dividindo a 5 ΡΕ2359489 largura de banda total da zona de comunicação assíncrona pelo número de estações de comunicações sem fios que formam uma rede. Se não existirem dados armazenados na memória tampão durante a alocação do canal de comunicação de tempo é liberto o tempo de canal alocado.

Sumário

De acordo com a presente invenção é proporcionado um processo e dispositivo de acordo com as reivindicações 1, 2, 15 e 16. As formas de realização da invenção encontram-se descritas nas reivindicações dependentes.

Os aspectos descritos na presente podem ser vantajosos para sistemas que empregam redes de área pessoal sem fios de ondas milimétricas (WPANs) tal como definidos pelo protocolo IEEE802.15.3c. Contudo, a descrição não pretende ficar limitada a tais sistemas, dado que outras aplicações podem beneficiar de vantagens semelhantes.

De acordo com um aspecto da invenção é proporcionado um processo de comunicações sem fios. 0 processo inclui a transmissão de um pedido de alocação de tempo de canal de um primeiro dispositivo para um segundo dispositivo, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo primeiro dispositivo; receber uma alocação de tempo de canal concedido pelo segundo dispositivo; e transmitir, do primeiro dispositivo, pelo menos um pacote de treino para 6 ΡΕ2359489 pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação do tempo de canal concedido pelo segundo dispositivo.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um dispositivo de comunicações sem fios. 0 dispositivo inclui meios para a transmissão de um pedido de alocação de tempo de canal do dispositivo para um primeiro dispositivo, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo primeiro dispositivo; meios para receber uma alocação de tempo de canal concedido pelo primeiro dispositivo; e meios para transmitir, do primeiro dispositivo, pelo menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação do tempo de canal concedido pelo primeiro dispositivo.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um programa informático para as comunicações sem fios. 0 programa informático inclui um meio legível em computador com instruções executáveis para transmitir um pedido de alocação de tempo de canal de um primeiro dispositivo para um segundo dispositivo, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo primeiro dispositivo; receber uma alocação de tempo de canal concedido pelo segundo dispositivo; e transmitir, do primeiro dispositivo, pelo menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados 7 ΡΕ2359489 durante a alocaçao do tempo de canal concedido pelo segundo dispositivo.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um dispositivo para as comunicações sem fios. 0 dispositivo inclui um sistema de processamento configurado para transmitir um pedido de alocação de tempo de canal do dispositivo para um primeiro dispositivo, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo dispositivo; receber uma alocação de tempo de canal concedido pelo primeiro dispositivo; e transmitir, do dispositivo, pelo menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação do tempo de canal concedido pelo primeiro dispositivo.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um dispositivo terminal de acesso, incluindo o dispositivo terminal de acesso uma antena; e um sistema de processamento configurado para transmitir, através da antena, um pedido de alocação de tempo de canal para um nó sem fios, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados; receber uma alocação de tempo de canal concedida pelo nó sem fios; e transmitir pelo menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação do tempo de canal concedido pelo nó sem fios. ΡΕ2359489

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um processo de comunicações sem fios. 0 processo inclui a receber um pedido de alocação de canal de um dispositivo, em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo; e transmitir um sinal de sincronização para o dispositivo, compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o dispositivo com base no pedido de alocação de canal.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um dispositivo de comunicações sem fios. 0 dispositivo de comunicações sem fios inclui meios para receber um pedido de alocação de canal de um dispositivo, em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo; e meios para transmitir um sinal de sincronização para o dispositivo, compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o dispositivo com base no pedido de alocação de canal.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um programa para as comunicações sem fios. 0 programa informático inclui um meio legível em computador com instruções executáveis para receber um pedido de alocação de canal de um dispositivo, em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo; e transmitir um sinal de sincronização para o dispositivo, compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o dispositivo com 9 ΡΕ2359489 base no pedido de alocaçao de canal.

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um dispositivo para as comunicações. 0 dispositivo de comunicações num sistema de processamento configurado para receber um pedido de alocação de canal de um dispositivo, em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo; e transmitir um sinal de sincronização para o dispositivo, compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o dispositivo com base no pedido de alocação de canal. ou objectivos. Em vez

De acordo com um outro aspecto da descrição é proporcionado um nó sem fios. 0 nó sem fios inclui uma antena; e um sistema de processamento. 0 dispositivo de comunicações encontra-se configurado para receber, através da antena, um pedido de alocação de canal de um dispositivo, em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo; e transmitir um sinal de sincronização para o dispositivo, compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o dispositivo com base no pedido de alocação de canal. Embora se encontrem aqui descritos aspectos particulares, muitas variações e permutações destes aspectos caem dentro do âmbito da descrição. Embora sejam mencionados alguns benefícios e vantagens dos aspectos preferidos, o âmbito da descrição não pretende ser limitado a determinados benefícios, usos, 10 ΡΕ2359489 disso, os aspectos da descrição pretendem ser amplamente aplicáveis a diferentes tecnologias sem fios, configurações de sistemas, redes e protocolos de transmissão, algumas dos quais se encontram ilustrados por meio de exemplos nas figuras e na descrição pormenorizada seguinte. A descrição pormenorizada e desenhos são meramente ilustrativos da descrição em vez de limitativos, sendo o âmbito da descrição definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Breve descrição dos desenhos

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4 diagrama de uma rede sem fios configurada de acordo com um aspecto da descrição; diagrama de uma estrutura de supertrama configurada de acordo com um aspecto da descrição que é utilizada na rede sem fios da figura 1; diagrama de uma estrutura de trama/pacote configurado de acordo com um aspecto da descrição que é utilizada na estrutura de supertrama da figura 2; diagrama da estrutura de um preâmbulo que tem vários comprimentos de acordo com um aspecto da descrição;

Figura 5 diagrama da estrutura de uma estrutura de superstrutura para uso em formação de feixe proactiva tal como configurado de acordo com um aspecto da descrição;

Figuras 11 ΡΕ2359489 6Α e 6B diagramas que ilustram vários padrões de antena que podem ser implementados em dispositivos na rede sem fios da figura 1, de acordo com um aspecto da descrição;

Figura 7 diagrama de blocos de uma estrutura de supertrama para uma sequência de treino, configurada de acordo com um aspecto da descrição que é utilizada na rede sem fios da figura 1 para treinar outros dispositivos de interesse;

Figura 8 diagrama de blocos de uma estrutura de trama utilizada durante um ciclo de treino geral na sequência de treino da figura 7 tal como configurado de acordo com um aspecto da descrição;

Figura 9 diagrama de temporização para um ciclo de exemplo da sequência de treino da figura 7 tal como configurado de acordo com um aspecto da descrição;

Figura 10 estrutura de pacote para um pacote de treino usado durante o ciclo de treino geral;

Figura 11 estrutura de trama para um passo de retorno da sequência de treino da figura 7 configurada num aspecto da descrição;

Figura 12 estrutura de pacote transmitido e descrição de temporização para um dispositivo para detectar o pacote transmitido;

Figura 13 estrutura de pacotes transmitidos e descrição de temporização para um dispositivo para detectar a transmissão por outros dispositivos; ΡΕ2359489 12

Figura 14

Figura 15

Figura 16

Figura 17

Figura 18

Figura 19

Figura 20 diagrama de blocos de um dispositivo de pedido de treino configurado de acordo com um aspecto da descrição; diagrama de blocos de um dispositivo receptor configurado de acordo com um aspecto da descrição; diagrama de blocos de um dispositivo de alocação de tempo de canal configurado de acordo com um aspecto da descrição; diagrama de blocos de um dispositivo de pedido de associação para associar um primeiro dispositivo a um segundo dispositivo configurado de acordo com um aspecto da descrição; diagrama de blocos de um dispositivo preferido de aquisição de direcção configurado de acordo com um aspecto da descrição; e diagrama de blocos de um dispositivo de determinação de libertação de canal configurado de acordo com um aspecto da descrição; diagrama de blocos de um circuito de código Golay configurado de acordo com um aspecto da descrição;

Figuras 21A e 21B elementos de informação de formação de feixe e supertrama configurados de acordo com um aspecto da descrição; e Figura 22 fluxograma de um dispositivo com uma antena de recepção omnidireccional configurada de acordo com vários aspectos da descrição. 13 ΡΕ2359489

De acordo com a prática comum as várias caracteristicas ilustradas nos desenhos podem estar simplificadas para maior visibilidade. Sendo assim, os desenhos não podem ilustrar todos os componentes de um determinado dispositivo (por ex. dispositivo) ou processo. Adicionalmente, podem ser utilizadas referências iguais para assinalar caracteristicas iguais ao longo da especificação e figuras.

Descrição pormenorizada Vários aspectos da descrição são descritos a seguir. Deverá ser visível que os ensinamentos da presente podem ser realizados numa ampla variedade de formas e que qualquer estrutura específica, função ou ambos descritos na presente são meramente representativas. Baseado nos ensinamentos da presente, um técnico deve apreciar que um aspecto descrito aqui pode ser implementado independentemente de qualquer outros aspectos e que dois ou mais destes aspectos podem ser combinadas de vários modos. Por exemplo, pode ser implementado um dispositivo ou um processo pode ser praticado utilizando qualquer número de aspectos aqui enunciados. Além disso, um tal dispositivo pode ser implementado ou um tal processo pode ser praticado utilizando outra estrutura, funcionalidade, ou estrutura e funcionalidade adicionalmente a ou do que um ou mais dos aspectos aqui enunciados.

Na descrição a seguir, para efeitos de 14 ΡΕ2359489 explicação, são estabelecidos numerosos pormenores específicos de modo a proporcionar uma compreensão profunda da descrição. Deverá ser entendido, contudo, que os aspectos particulares mostrados e descritos aqui não se destinam a limitar a descrição a qualquer forma particular, mas sim, a descrição é para cobrir todas as modificações, equivalências e alternativas que caem dentro do âmbito da descrição tal como definido pelas reivindicações.

Num aspecto da descrição é proporcionado um sistema de ondas milimétricas de modo duplo que emprega a modulação de uma única portadora e OFDM com uma sinalização comum de única portadora. 0 modo comum é um modo de única portadora usado por ambos uma única portadora e dispositivos OFDM para sinais de sincronização, sinalização, formação de feixe, e comunicações de dados de taxa de base.

Serão agora apresentados vários aspectos de uma rede sem fios 100 tomando como referência a figura 1, a qual é uma rede formada de uma maneira que seja compatível com o padrão IEEE 802.15.3c redes de área pessoal (PAN) e aqui designada como uma picorede. A rede 100 é um sistema de comunicações de dados ad hoc sem fios que permite um certo número de dispositivos de dados independentes tais como uma pluralidade de dispositivos de dados {DEVs) 120 comuniquem uns com os outros. As redes com funcionalidade semelhante à rede 100 são também designadas como um conjunto de serviço básico (BSS), ou serviço básico 15 ΡΕ2359489 independente (IBSS) se a comunicação for entre um par de dispositivos.

Cada DEV da pluralidade de DEVs 12 0 é um dispositivo que implementa uma interface MAC e PHY ao meio sem fios da rede 100. Um dispositivo com funcionalidade semelhante aos dispositivos na pluralidade de DEVs 120 pode ser designado como um terminal de acesso, um terminal de utilizador, um posto móvel, um posto de assinante, um posto, um dispositivo sem fios, um terminal, um nó, ou alguma outra terminologia apropriada. Os vários conceitos descritos ao longo desta descrição destinam-se a ser aplicados a todos os nós sem fios apropriados independentemente da sua nomenclatura especifica.

De acordo com IEEE 802.15.3c, um DEV irá assumir o papel de um coordenador da picorede. Este DEV de coordenação é designado como um coordenador picorede (PicoNet Coordinator - PNC) e encontra-se ilustrado na figura 1 como um PNC 110. Assim, o PNC inclui a mesma funcionalidade de dispositivo da pluralidade de outros dispositivos, mas proporciona a coordenação para a rede. Por exemplo, o PNC 110 proporciona serviços tal como temporização básica para a rede 100 usando sinais de sincronização; e gestão de quaisquer requisitos de Qualidade de Serviço (QdS), modos de economia de energia, e controlo de acesso à rede. Um dispositivo com funcionalidade semelhante ao descrito para o PNC 110 em outros sistemas pode ser designado como um ponto de acesso, 16 ΡΕ2359489 uma estação base, um posto emissor-receptor base, um posto, um terminal, um nó, um terminal de acesso que actua como um ponto de acesso, ou alguma outra terminologia apropriada. Ambos, DEVs e PNCs podem ser designados como nós sem fios. Por outras palavras, um nó sem fios pode ser um DEV ou um PNC. 0 PNC 110 coordena a comunicação entre os vários dispositivos na rede 100 usando uma estrutura designada como um supertrama. Cada supertrama encontra-se ligada com base no tempo por períodos de sinais de sincronização. O PNC 110 pode também estar acoplado a um controlador de sistema 130 para comunicar com outras redes ou outras PNCs. A figura 2 ilustra uma supertrama 200 usada para temporização da picorede na rede 100. Em geral, uma supertrama é uma estrutura básica de divisão no tempo que contém um período de sinais de sincronização, um período de alocação de tempo de canal e, opcionalmente, um período de acesso de contenção. O comprimento de uma supertrama é também conhecido como o intervalo de sinais de sincronização (BI) . Na supertrama 200 é proporcionado um período de sinais de sincronização (BP) 210 durante o qual um PNC tal como o PNC 110 envia tramas de sinais de sincronização, tal como adicionalmente descrito na presente. É utilizado um período de acesso de contenção (CAP) 220 para comunicar comandos e dados entre o PNC 110 e 17 ΡΕ2359489 um DEV na pluralidade de DEVs 120 na rede 100, ou entre qualquer um dos DEVs na pluralidade de DEVs 120 na rede 100. 0 processo de acesso para a CAP 220 pode ser baseado num ALOHA a intervalos ou num escutar antes de transmitir com protocolo anticolisão (CSMA/CA). O CAP 220 pode não ser incluído pelo PNC 110 em cada supertrama. É proporcionado pelo PNC 110 um período de alocação de tempo de canal (CTAP) 220, que se baseia num protocolo de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) para alocar tempo para a pluralidade de DEVs 120 para usar os canais na rede 100. Especificamente, o CTAP encontra-se dividido em um ou mais períodos de tempo, designados como alocações de tempo de canal (CTAs), que são alocados pelo PNC 110 a pares de dispositivos; um par de dispositivo por CTA. Deste modo, o mecanismo de acesso para CTAs é baseado em TDMA.

Durante o período de sinais de sincronização são primeiro transmitidos os sinais de sincronização que utilizam um conjunto de padrões de antenas designados como sinais de sincronização quase-omni ou "Q-Omni". Os sinais de sincronização direccionais, isto é, sinais de sincronização transmitidos usando maior ganho de antena em algumas direcções, podem, adicionalmente, ser transmitidos durante o período de sinal de sincronização ou no CTAP entre o PNC e um ou vários dispositivos. A figura 3 é um exemplo de uma estrutura de trama 18 ΡΕ2359489 300 que pode ser usada para uma única portadora, OFDM ou uma trama de modo comum. Tal como aqui utilizado, o termo "trama" pode também ser designado como um "pacote", e estes dois termos devem ser considerados sinónimos. A estrutura de trama 300 inclui um preâmbulo 302, um cabeçalho 340, e uma carga útil de pacote 380. O modo comum usa códigos de Golay para todos os três campos, ou seja, para o preâmbulo 302, o cabeçalho 340 e a carga útil do pacote 380. O sinal de modo comum usa códigos de Golay de propagação com modulação n/2 BPSK a nível de chip para propagar os dados dentro do mesmo. 0 cabeçalho 340, que é um cabeçalho em conformidade com o protocolo de convergência de camada física (PLCP), e a carga útil do pacote 380, que é uma unidade de dados de serviço de camada física (PSDU), inclui símbolos propagados com um par de códigos de Golay de comprimento 64. Vários parâmetros de trama, incluindo, a título de exemplo, mas sem limitação, o número de repetições de código de Golay e os comprimentos de código de Golay, podem ser adaptados de acordo com vários aspectos da estrutura de trama 300. Num aspecto, os códigos de Golay empregues no preâmbulo podem ser seleccionados dos códigos de Golay do comprimento-128 ou comprimento 256. Os códigos de Golay utilizados para propagação de dados podem incluir códigos de Golay de comprimento 64 ou comprimento 128.

Reportando-nos novamente à figura 3, o preâmbulo 302 inclui um campo de sequência de sincronização de pacotes 310, um campo delimitador de trama de início (SFD) 320, e um campo de sequência de estimativa de canal 330. O 19 ΡΕ2359489 preâmbulo 302 pode ser reduzido quando são usadas taxas de dados mais altas. Por exemplo, o comprimento padrão do preâmbulo pode ser ajustado para 36 códigos de Golay para o modo comum, o qual está associado a uma taxa de dados na ordem de 50 Mbps. Para uma taxa de dados na ordem de 1,5 Gbps de taxa de dados, o preâmbulo 302 pode ser reduzido para 16 códigos de Golay, e para as taxas de dados de cerca de 3Gbps, o preâmbulo 302 pode ser ainda mais reduzido para 8 códigos de Golay. O preâmbulo 302 também pode ser comutado para um preâmbulo mais curto com base num pedido implícito ou explícito de um dispositivo. O campo de sequência de sincronização de pacote 310 é uma repetição de um propagado por um dos códigos de Golay complementares (a1i28, b1^) de comprimento 128 tal como representado pelos códigos 312-1 a 312-n na figura 3. O campo SFD 320 compreende um código específico tal como {-1} que é propagado por um dos códigos de Golay complementares (a1^, b1i2s) de comprimento 128, tal como representado por um código de 322 na figura 3. O campo CES 330 pode ser propagado usando um par de códigos de Golay complementares {άΧ256 , b1256 ) de comprimento 256 tal como representado pelos códigos 332 e 336, e pode ainda compreender pelo menos um prefixo cíclico, tal como representado por 334-1 e 338-1, tal como a1Cp, b1Cp, que são códigos de Golay de comprimento 128, em que CP é o prefixo cíclico ou notação polaca inversa. Uma notação polaca inversa para cada um dos códigos 332 e 336, tal como a^cp, b^cp, respectivamente, tal como representado por 334-2 e 20 ΡΕ2359489 338-2, respectivamente, são os códigos de Golay de comprimento 128.

Num aspecto, o cabeçalho 340 emprega uma taxa de aproximadamente metade de codificação Reed Solomon (RS) , enquanto que a carga útil 380 do pacote utiliza uma codificação de taxa de 0,937 RS, RS (255,239). O cabeçalho 340 e a carga útil 380 do pacote podem ser binários ou de valores complexos, e propagados usando códigos de Golay aX64 e/ou bX64 complementares de comprimento 64. De preferência, o cabeçalho 340 deve ser transmitido de uma forma mais robusta do que a carga útil do pacote 380 para minimizar a taxa de erros do pacote devido à taxa de erros do cabeçalho. Por exemplo, o cabeçalho 340 pode ser proporcionado com um ganho de codificação mais elevado de 4dB a 6dB do que a parcela de dados na carga útil 380 do pacote. A taxa de cabeçalhos também pode ser adaptada em resposta a alterações na taxa de dados. Por exemplo, para uma gama de taxas de dados de até 1,5 Gbps, a taxa de cabeçalho pode ser de 400 Mbps. Para taxas de dados de 3Gbps, a taxa de cabeçalho pode ser de 800Mbps, e para uma gama de taxas de dados até 6Gbps, a taxa de cabeçalho pode ser definida em l,5Gbps. Uma proporção constante de taxa de cabeçalho pode ser mantida a uma gama de taxas de dados. Assim, como a taxa de dados é variada de uma gama para outra, a taxa de cabeçalho pode ser ajustada para manter uma proporção constante de taxa de cabeçalho para gama de taxa de dados. É importante comunicar a mudança na taxa de cabeçalho para cada dispositivo na pluralidade de DEVs 120 21 ΡΕ2359489 na rede 100. No entanto, a estrutura de trama actual 300 na figura 3 utilizada por todos os modos (ou seja, de portadora única, OFDM e modos comuns), não inclui uma capacidade de fazer isso. A figura 4 ilustra um preâmbulo 400 de acordo com aspectos da descrição. Três preâmbulos encontram-se definidos tal como se segue:

Preâmbulo longo: 8 símbolos de sincronização, um símbolo SFD, dois símbolos CES;

Preâmbulo médio: 4 símbolos de sincronização, 1 símbolo SFD, 2 símbolos CES; e

Preâmbulo curto: 2 símbolos de sincronização, 1 símbolo SFD, 1 símbolo CES; em que um símbolo representa um código de Golay de comprimento 512 e pode ser construído a partir de um único ou um par de códigos de Golay de comprimento 128.

Durante o período de sinais de sincronização, são primeiro transmitidos os sinais de sincronização com padrões quase omni, isto é padrões que cobrem uma área relativamente grande da zona de espaço de interesse, designado como sinais de sincronização "Q-Omni". Os sinais de sincronização direccionais, isto é, sinais de sincronização transmitidos usando ganho de antena maior em algumas direcções, podem, adicionalmente, ser transmitidos durante o período de sinal de sincronização ou no CTAP 22 ΡΕ2359489 entre o PNC e um ou vários dispositivos. Um conjunto único de sequência de preâmbulo pode ser alocado a cada picorede dentro do mesmo canal de frequência, tal como para melhorar a reutilização da frequência e espacial:

Ssi2,»i[n] = C4.w[floor(n/128)]xui28,4h mod 128] n = 0:511, onde as sequências de base s5i2, m ocupam quatro não-sobreposição de conjuntos de intervalos discretos de frequência, e por isso, são ortogonais em termos de tempo e frequência. A m-igésima sequência de base ocupa intervalos discretos de frequência m, m+4, m+8, m+12, .... Num aspecto da descrição, as sequências de Golay modificados são gerados a partir de outras sequências de Golay, tais como as sequências complementares de Golay regulares, usando a filtragem no domínio do tempo ou no domínio da frequência para assegurar que apenas as subportadoras utilizadas são preenchidas em vez de todas as 512 subportadoras. O termo "sequências complementares de Golay regulares", tal como utilizado na presente, e indicado por a e b, pode ser gerado utilizando os seguintes parâmetros: 1. Um vector de atraso D de comprimento M com elementos distintos do conjunto 2m com m = 0:M-1; e 2. Um vector semente W de comprimento M com elementos da constelação QPSK (±1, ±j). 23 ΡΕ2359489 A figura 20 ilustra um circuito de código de Golay 2000 que pode ser empregue quer como um gerador de código de Golay ou um filtro adaptado em alguns aspectos da descrição. 0 circuito de código de Golay 2000 inclui uma sequência de elementos de atraso 2002-1 a 2002-M configurado para proporcionar um determinado conjunto de atrasos fixos D = [D(0), D(l),..., D(M-l)] para um primeiro sinal de entrada. O perfil de atraso proporcionado pelos elementos de atraso 2002-1 a 2002-M pode ser fixo, mesmo quando o circuito de código de Golay 2000 se encontra configurado para produzir vários pares de códigos complementares de Golay. O circuito de código de Golay-2000 também inclui uma sequência de elementos adaptáveis de inserção de vector de sementes 2030-1 a 2030-M configurados para multiplicar um segundo sinal de entrada por pelo menos um de uma pluralidade de diferentes vectores de sementes Wi = [W (0), W (1),..., W (M-l)] para gerar uma pluralidade de sinais de sementes. A saída de cada uma das sequências de elementos de inserção de vector de sementes adaptáveis 2030-1 a 2030-M é alimentada para um primeiro grupo de combinadores de 2010-1 a 2010-M a ser combinado com uma saída respectiva de cada um dos elementos de atraso 2002-1 a 2002-M. Na implementação do circuito de código de Golay 2000 tal como mostrado na figura 20, a saída de cada elemento de inserção de vector de semente 2030-1 a 2030-M é adicionada à saída dos seus respectivos elementos de atraso 2002-1 a 2002-M por um respectivo um do primeiro conjunto de combinadores 2010-1 a 2010-M antes de os resultados serem fornecidos para a fase seguinte. Um segundo conjunto 24 ΡΕ2359489 de combinadores 2020-1 a 2020-M encontra-se configurado para combinar os sinais atrasados dos elementos de atraso 2002-1 a 2002-M com sinais multiplicados pelo vector de sementes, em que os sinais de sementes são subtraídos dos sinais de atraso no circuito de código de Golay 2000.

Os receptores implementados de acordo com certos aspectos da descrição podem utilizar geradores de código de Golay semelhantes para executarem a filtragem adaptada dos sinais recebidos de modo a proporcionar para tal funcionalidade como detecção de pacote ou trama.

Num aspecto, os códigos de Golay (al, a2, a3, e a4) podem ser gerados por combinação de vectores de atraso (Dl, D2, D3 e D3) e vectores de semente correspondentes (Wl, W2, W3, e W4) , tal como apresentado no seguinte quadro:

Vectores de atraso e semente para sequências Golay a1, a2, a3 & a4 D1 64 32 δ 1 4 2 16 02 64 32 8 1 4 2 16 D3 64 32 4 2 8 1 16 04 64 32 4 2 8 1 16 W1 -1 -j -1 *i -1 1 1 W2 -1 -1 1 +i 1 -j 1 W3 -1 -1 -1 1 +j 1 W4 -1 -1 1 -1 1 -j 1

As primeira, segunda e quarta sequências são do tipo a, enquanto que a terceira sequência é do tipo b. Sequências preferidas são optimizadas para ter níveis de lobos laterais mínimos, assim como correlação cruzada 25 ΡΕ2359489 mínima.

Em alguns aspectos da descrição, pode ser empregue uma taxa de base para operações de sinalização OFDM utilizadas para a troca de tramas de controlo e tramas de comando, associando a uma picorede, de formação de feixe, e outras funções de controlo. A taxa de base é utilizada para alcançar amplitude ideal. Num aspecto, 336 subportadoras de dados por símbolo podem ser empregues com a propagação do domínio da frequência para alcançar a taxa de dados de base. As 336 subportadoras (subportadoras -176 a 176) podem ser divididas em quatro intervalos discretos de frequência, tais como os descritos em relação ao preâmbulo, e cada conjunto pode ser atribuído a um de uma pluralidade de PNCs que operam na mesma banda de frequência. Por exemplo, a um primeiro PNC podem ser alocadas subportadoras -176, -172, -168,..., 176. A uma segundo PNC podem ser alocadas subportadoras -175, -171,

-167, ..., 173, e assim por diante. Além disso, cada PNC pode ser configurado para a codificação dos dados para distribuir os mesmos ao longo de várias subportadoras.

Em IEEE 802.15.3, a temporização da picorede é baseada numa supertrama incluindo um período de sinais de sincronização durante o qual um PNC transmite tramas de sinais de sinalização, um período de acesso de contenção (CAP) baseado no protocolo CSMA/CA, e um período de alocação de tempo de canal (CTAP) , que é utilizado para a gestão (MCTA) e CTAs regulares, tal como explicado 26 ΡΕ2359489 adicionalmente a seguir.

Durante o período de sinais de sincronização são primeiro transmitidos os sinais de sincronização com padrões de antena quase omnidireccionais, designados como sinais de sincronização quase-omni ou "Q-Omni". Os sinais de sincronização direccionais, isto é, sinais de sincronização transmitidos usando o mesmo ganho de antena em algumas direcções, podem, adicionalmente, ser transmitidos durante o período de sinal de sincronização ou no CTAP entre dois dispositivos. A fim de reduzir a informação complementar quando se transmite sinais de sincronização direccionais, o preâmbulo pode ser reduzido (por exemplo, o número de repetições pode ser reduzido) para ganhos de antena mais elevados. Por exemplo, quando é proporcionado um ganho da antena de 0-3 dB, os sinais de sincronização são transmitidos usando um preâmbulo padrão que compreende oito códigos de Golay modificados de comprimento 512 e dois símbolos CES. Para um ganho da antena de 3-6 dB, os sinais de sincronização empregam um preâmbulo encurtado de quatro repetições do mesmo código de Golay modificado e dois símbolos CES. Para um ganho da antena de 6-9 dB, os sinais de sincronização transmitem um preâmbulo encurtado de duas repetições do mesmo código de Golay modificado ou 2 símbolos CES. Para ganhos de antenas de 9 dB ou mais, o preâmbulo dos sinais de sincronização emprega apenas uma repetição do mesmo código Golay e 1 símbolo CES. Se um 27 ΡΕ2359489 cabeçalho/sinal de sincronização for utilizado durante a sinalização de sincronização ou para pacotes de dados, o factor de propagação de dados do cabeçalho pode corresponder ao ganho da antena. Vários aspectos da descrição proporcionam um protocolo unificado de mensagens que suporta uma ampla gama de configurações de antena, operações de formação de feixe, e modelos de utilização. Por exemplo, as configurações da antena podem incluir antenas direccionais ou quase omni, padrões de antena direccional de uma única antena, antenas de comutação de diversidade, antenas sectoriais, antenas de formação de feixe, matrizes faseadas de antenas, bem como outras configurações de antena. As operações de formação de feixe podem incluir a formação proactiva de feixe, que é realizada entre um PNC e um dispositivo, e formação de feixe a pedido, que é realizada entre dois dispositivos. Diferentes modelos de utilização tanto para formação de feixe pró-activa e formação de feixe a pedido incluem formação de feixe por pacote de um PNC para vários dispositivos e de pelo menos um dispositivo para o PNC, transmissões de um PNC para apenas um dispositivo, comunicações entre os dispositivos, bem como outros modelos de utilização. A formação de feixe proactiva é útil quando o PNC é a fonte de dados para um ou vários dispositivos, e o PNC está configurada para transmitir pacotes em diferentes direcções físicas, cada uma correspondendo a uma localização de um ou mais dispositivos para os quais os pacotes são destinados. 28 ΡΕ2359489

Em alguns aspectos, o protocolo unificado de envio de mensagens (SC/OFDM) e de formação de feixe é independente da abordagem de optimização (isto é, a optimização para encontrar o melhor feixe, pesos de sector ou de antena), e sistema de antena utilizado nos dispositivos na rede sem fios 100. Isto permite uma flexibilidade na abordagem de optimização real empregue. No entanto devem ser definidas as ferramentas que permitam a formação de feixe. Estas ferramentas devem suportar todos os cenários, permitindo latência reduzida, informação complementar reduzida, e formação rápida de feixe. O seguinte quadro mostra quatro tipos de pacotes de formação de feixe de uma única portadora que podem ser empregues por aspectos da descrição.

Tipo de pacote Comprimento do preâmbulo (# 128 segmentos) Taxa de cabeçalho (Mbps) Taxa de dados (Mbps) Requisito (Ob)rigatório/ (Op)cional) I 36 50 50 Ob II 20 100 100 Op III 12 200 200 Op IV 8 400 400 OP

Uma vez que estes são pacotes de uma única portadora transmitida usando o modo comum, eles podem ser 29 ΡΕ2359489 descodificados por ambos os dispositivos de uma única portadora e OFDM. A maioria dos pacotes transmitidos pode não ter corpo - apenas um preâmbulo.

Os diferentes tipos de pacotes podem ser empregues para diferentes ganhos de antena de modo a equalizar substancialmente o ganho total das transmissões, tomando em consideração tanto o ganho de codificação como o ganho da antena. Por exemplo, uma transmissão Q-Omni com 0~3dB de ganho da antena pode empregar pacotes do tipo I. Uma transmissão direccional com ganho de antena de 3~6dB pode empregar pacotes do tipo II. Uma transmissão direccional com ganho de antena de 6~9dB pode usar pacotes do tipo III, e uma transmissão direccional com ganho de antena de 9~12 dB pode usar pacotes do tipo IV. Num outro aspecto é vantajoso transmitir o sinal de sincronização à taxa padrão a fim de reduzir a complexidade de processamento nos dispositivos e PNC. A figura 5 ilustra uma estrutura 500 de supertrama que pode ser empregue pelos vários aspectos da descrição para executar a formação proactiva de feixe. A estrutura de supertrama 500 inclui uma parcela de sinal de sincronização 550, um CAP 560 baseado no protocolo CSMA/CA, e CTAP 580, o qual é utilizado para a gestão (MCTA) e CTAs regulares. A parcela de sinal de sincronização 550 inclui uma parcela Q-Omni e uma parcela direccional 530. A parcela direccional 530 inclui a utilização de sinais de sincronização direccionais que podem ser enviados para 30 ΡΕ2359489 dispositivos diferentes para transmitir mais informação. A parcela Q-Omni inclui transmissões LI na estrutura de supertrama 500, que é uma pluralidade de sinais de sincronização Q-Omni, tal como representado pelos sinais de sincronização Q-Omni 510-1 a 510-L1, cada um dos quais é separado por um MIFS (espaçamento entre tramas minimo que é um tempo de guarda) tal como representado por uma pluralidade de MIFS 520-1 a 520-L1. Num aspecto, Ll representa o número de direcções Q-Omni que o PNC é passível de suportar. Para um PNC passível de cobertura omnidireccional, isto é, um PNC tendo uma antena tipo omnidireccional, Ll = 1. Para um PNC com antenas sectorizadas, Ll representaria o número de sectores que o PNC é passível de suportar. Do mesmo modo, quando um PNC se encontra munida com antenas de comutação de diversidade de transmissão, Ll pode representar o número de antenas de transmissão no PNC. Podem ser utilizadas várias abordagens à estrutura do pacote de sinais de sincronização Q-Omni. Assim, por exemplo, os sinais de sincronização Ll Q-Omni transportam o mesmo conteúdo, com a excepção de que cada sinal de sincronização Q-Omni pode ter um ou mais marcadores que contêm informações sobre o índice do pacote de sinal de sincronização Q-Omni baliza e o número total de pacotes de sinais de sincronização Q-Omni na parcela Q-Omni.

Num aspecto, o CAP 560 é dividido em duas parcelas, um período CAP de associação 562 e um CAP 572 de 31 ΡΕ2359489 comunicação de dados. A associação CAP 562 permite que cada um dos dispositivos se associe à PNC. Num aspecto, a associação CAP 562 é dividida numa pluralidade de sub-CAPS (S-CAP), que é representada por S-CAPs 562-1 a 562 L2, cada um seguido por um respectivo Tempo de Guarda (GT), que é representado por GTs 564-1 a 564-L2. L2 representa o número máximo de direcções de recepção Q-Omni passíveis pelo PNC, que pode ser diferente do que Ll, e assim, num aspecto da descrição, durante o período de associação CAP 562, o PNC irá escutar em cada uma das direcções de recepção L2 por um pedido de associação a partir de um dispositivo, ou seja, durante o J-igéssimo S-CAP o PNC vai ouvir na J-igésima direcção de recepção, onde I se situa entre 1 a L2.

Num aspecto em que o canal é recíproco (por exemplo, Ll igual a L2), durante o I-igéssimo S-CAP, onde I pode ser qualquer valor de 1 a Ll, o PNC recebe a partir da mesma direcção da antena que é utilizada para transmitir o I-igésimo sinal de sincronização Q-Omni. Um canal é recíproco entre dois dispositivos, se os dois dispositivos utilizam a mesma matriz de antenas para transmissão e recepção. Um canal é não-recíproco se, por exemplo, um dos dispositivos usa diferentes matrizes de antenas para transmissão e recepção.

As figuras 6A e 6B ilustram dois exemplos de padrões de antenas 600 e 650, respectivamente. Na figura 6A, um posto 610 inclui uma pluralidade de direcções de antena 602-1 a 602-L, com uma k-igésima direcção de antena 32 ΡΕ2359489 602-k. De modo semelhante, na figura 6B, um posto 660 inclui uma pluralidade de direcções de antena 650-1 a 650-L, com uma k-igésima direcção de antena 650-k. Num aspecto, cada uma das direcções de antena pode fazer parte de um determinado padrão com uma resolução designada aqui como Q-Omni, sectores, feixes e feixes de alta resolução (HRBs). Embora os termos aqui utilizados se refiram a direcções de antena que são arbitrárias em termos de resolução real (por exemplo, a área de cobertura), pode ser pensado num padrão Omni-Q para se referir a um padrão de antena que cobre uma área muito vasta de uma região do espaço de interesse (RSI). Num aspecto da descrição, um DEV é configurado para cobrir o RSI com um conjunto mínimo de, possivelmente sobrepostas, direcções de antena Q-Omni. Um sector pode-se referir a um padrão que cobre uma área ampla utilizando por exemplo um feixe largo ou múltiplos feixes estreitos de gordura que podem estar adjacentes ou não. Num aspecto da descrição, os sectores podem sobrepor-se. Os feixes são um subconjunto de feixes de alta resolução (HRBs) que são do nível de resolução mais elevado. Num aspecto da descrição, o ajustamento da resolução de feixes para HRBs é alcançado durante uma operação de rastreio em que um dispositivo monitoriza um conjunto de HRBs em redor de um dado feixe.

Tal como descrito acima, o CAP baseia-se num protocolo CSMA/CA para a comunicação entre os diferentes dispositivos (DEVs) . Quando um dos DEVs na picorede não é passível de omnidirecção, qualquer DEV que deseje comunicar com esse DEV durante o CAP precisa de saber em que direcção 33 ΡΕ2359489 transmitir e receber. A DEV passivel de não omnidirecção pode usar antenas comutadas, antenas sectoriais, e/ou matrizes de antena em fase, designadas aqui como antenas direccionais, tal como adicionalmente descrito aqui. Deve-se notar que as informações transmitidas durante os sinais de sincronização podem ser divididas entre Q-Omni e sinais de sincronização direccionais a fim de optimizar o sinal de sincronização Q-Omni.

Tal como descrito anteriormente, o PNC transmite um sinal de sincronização em todas as supertramas. Cada sinal de sincronização contém toda a informação sobre temporização acerca da supertrama e, opcionalmente, informação sobre alguns ou todos os DEVs que são membros da picorede, incluindo as capacidades de formação de feixe de cada DEV. A informação sobre os possíveis recursos de alguns ou de todos os DEVs seria de preferência comunicada durante o troço de sinal de sincronização direccional do período de sinal de sincronização porque os sinais de sincronização direccionais são transmitidos a taxas de dados mais elevadas e iriam suportar melhor as quantidades potencialmente grandes de informação de capacidade DEV. As capacidades de formação de feixe DEV são obtidas pelo PNC durante associação. Uma capacidade de formação de feixe do DEV inclui um número de direcções aproximadas de transmissão e recepção e um número de níveis de formação de feixe. Por exemplo, o número de direcções aproximadas pode ser um número de antenas para um DEV com antenas de comutação, um número de sectores por um DEV com antenas 34 ΡΕ2359489 sectorizadas, ou um número de padrões grosseiros para um DEV com uma matriz de antenas de fase. Uma matriz de antenas de fase pode gerar um conjunto de padrões que podem estar sobrepostos; cada padrão cobre uma parte da região do espaço de interesse.

Um DEV precisa de executar os seguintes passos a fim de associar (ou seja, tornar-se num membro da picorede) à PNC. Primeiro, o DEV procura por um sinal de sincronização do PNC. 0 DEV detecta então pelo menos um dos sinais de sincronização e adquire conhecimento da temporização da superstrutura, o número de sinais de sincronização Q-Omni, número e duração de S-CAPs, e, opcionalmente, as possíveis capacidades de cada um dos membros DEV. Num aspecto da descrição, o DEV irá adquirir e seguir as melhores direcções PNC medindo um indicador de qualidade de ligação de todos os sinais de sincronização Q-Omni transmitidos pelo PNC. Num aspecto da descrição, o indicador de qualidade de ligação (LQI) é uma métrica da qualidade do sinal recebido. Exemplos de LQI incluem, mas não estão limitados a RSSI (indicador de força de sinal recebido), SNR (relação de sinal/ruído), SNIR (relação de sinal/ruído e interferência), SIR (relação sinal/interferência), detecção de preâmbulo, BER (taxa de erro de bits), ou PER (taxa de erros de pacotes). 0 DEV envia um pedido de associação para o PNC em um dos S-CAPs varrendo por cima do seu conjunto de direcções de transmissão Ll, ou seja, o DEV envia um pedido 35 ΡΕ2359489 de associação que compreende um conjunto de pacotes LI separados opcionalmente por um intervalo de guarda, onde o m-igésimo pacote (m = 1, 2, Ll) é enviado na direcção de transmissão do DEV e onde os pacotes têm o mesmo conteúdo, com a excepção de que cada pacote pode ter no seu cabeçalho um ou mais contadores que contêm informações sobre o número total de pacotes no pedido de associação e o índice do pacote actual. Alternativamente, cada pacote pode ter no seu cabeçalho o número de pacotes restantes no pedido de associação. Além disso, cada pedido de associação (i.e., cada pacote no pedido de associação) tem informação para o PNC sobre a sua melhor direcção de transmissão para o DEV. Esta informação é conhecida do DEV dos sinais de sincronização. Após o envio do pedido de associação, o DEV aguarda em seguida por uma resposta de associação.

Após a detecção de um dos pacotes que foram enviados pelo DEV, o PNC descodifica a informação do cabeçalho sobre o número restante de pacotes dentro do pedido de associação e é passível de calcular o tempo que resta até ao fim do último pacote, isto é, o tempo que ele deve esperar antes de transmitir de volta a resposta de associação. A resposta de associação do PNC deve informar o DEV sobre a sua melhor direcção de transmissão. Uma vez que tenha sido recebida com sucesso uma resposta de associação pelo DEV, o DEV e o PNC serão passíveis de comunicar através de um conjunto de direcções: uma do DEV para o PNC e uma do PNC para o DEV, designado como "conjunto de trabalho de direcções", e irá usar este conjunto de 36 ΡΕ2359489 trabalho para a comunicação adicional no S-CAP. Assim, num aspecto da descrição, ter um conjunto funcional de direcções significa que o DEV sabe que direcção tomar para transmitir para o PNC e que S-CAP ter como alvo, e o PNC sabe que direcção de transmissão usar para o DEV. Um conjunto funcional de direcções não significa necessariamente o melhor conjunto de direcções entre o PNC e o DEV. Por exemplo, uma direcção funcional pode ser a primeira direcção detectada durante o varrimento com qualidade de ligação suficiente para permitir a conclusão da recepção do pacote. 0 conjunto funcional de direcções pode ser determinado como sendo o preferido ou o "melhor" conjunto de direcções usando uma técnica de interrogação descrita abaixo. Alternativamente, após a detecção bem-sucedida de um dos pacotes dentro do pedido de associação, o PNC pode monitorizar todos os restantes pacotes (transmitidos em diferentes direcções pelo DEV) a fim de encontrar a melhor direcção de recepção do DEV, em cujo caso o conjunto de direcções é agora um melhor conjunto de direcções. 0 PNC pode adquirir as capacidades DEV (incluindo as capacidades de formação de feixe) como parte do processo de pedido de associação ou num CTA alocado para a comunicação adicional entre o PNC e o DEV.

Se o DEV não receber uma resposta de associação do PNC dentro de um determinado tempo, que o DEV deverá reenviar o pedido de associação ao tentar uma ou mais vezes em cada um dos S-CAPs até receber com sucesso uma resposta de associação do PNC. Num aspecto da descrição, o PNC aloca 37 ΡΕ2359489 apenas um S-CAP para pedidos de associaçao. Um DEV pode enviar um pedido de associação varrendo todas as suas direcções de transmissão tal como descrito acima. Ou, onde o canal é simétrico, o DEV pode enviar à PNC o pedido de associação usando a direcção de transmissão equivalente à melhor direcção de recepção do PNC. Esta melhor direcção de recepção do PNC está disponível para o DEV da monitorização do sinal de sincronização tal como descrito acima. Num outro aspecto da descrição, o DEV pode enviar um pedido de associação para o PNC numa das direcções de transmissão do DEV e esperar para ouvir uma confirmação do PNC. Se o DEV não receber uma resposta do PNC, o DEV irá enviar outro pedido de associação para o PNC noutra direcção de transmissão do DEV, seja no mesmo CAP ou no CAP de outra supertrama. Cada pedido de associação incluirá informação comum ao conjunto completo de pedidos de associação, tais como quantos pacotes de associação foram/estão a ser enviados no conjunto de pedidos de associação, e informação única do pedido de associação particular que está a ser transmitido, tal como informação de identificação única do pedido da associação actual. 0 PNC pode varrer ao longo de todas as suas direcções de recepção para detectar o preâmbulo de qualquer pacote dentro de um pedido de associação transmitido pelo DEV, quer aquele pacote tenha sido enviado como parte de um conjunto de pacotes no pedido de associação ou enviado individualmente. Após a recepção bem-sucedida do pedido de associação, o PNC irá utilizar a informação de direcção 38 ΡΕ2359489 nele contido para transmitir informação de volta para o DEV. Embora o PNC possa ser passível de descodificar o preâmbulo do pacote baseado no primeiro pedido de associação é passível de receber, a direcção a partir da qual o DEV transmitiu o pedido de associação possa não ser a melhor direcção. Assim, o PNC pode tentar detectar pacotes adicionais de pedidos de associação para determinar se pedidos de associação posteriores são melhor recebidos. 0 procedimento acima descrito é uma versão simplificada de um processo de associação direccional, ou seja, quando o PNC e/ou DEV não são passíveis de omnidirecção. De tempos a tempos, o PNC irá interrogar cada DEV para pedir que o DEV treine o PNC. Isto é necessário para o PNC rastrear dispositivos móveis. 0 treino pode ser realizado, por exemplo, pela DEV varrendo sobre o seu conjunto de direcções de transmissão. 0 DEV em si não precisa ser treinado pelo PNC porque o DEV rastreia a direcção do PNC monitorizando os sinais de sincronização Q-Omni difundidos pelo PNC, tal como descrito acima. Num aspecto da descrição, se o canal entre o PNC e o DEV for recíproco, então o DEV associa à PNC DEV sem varrimento usando o melhor par de direcções adquiridas durante o período de sinais de sincronização. Se, por exemplo, o PNC tiver quatro sinais de sincronização Q-Omni (isto é, quatro direcções em que transmite sinais de sincronização Q-Omni) e o DEV tem três direcções de recepção, e o DEV determinou que o melhor sinal de sincronização Q-Omni partir do qual ele recebe transmissões do PNC é o segundo sinal de 39 ΡΕ2359489 sincronização Q-Omni e que a melhor direcção de recepção é o número três, então o DEV usaria a direcção número três para enviar um pedido de associação em S-CAP número dois para o PNC, com o pedido de associação tendo informação para o PNC sobre a sua melhor direcção Q-Omni, que é a número dois. 0 PNC iria então transmitir a "resposta do pedido de associação" usando a direcção de transmissão número dois que corresponde à sua direcção de recepção número dois.

Suponha que DEV-1 está interessado em se comunicar com DEV-2, DEV-3,..., DEV-N. Do sinal de sincronização, DEV-1 aprendeu tudo sobre todos os outros membros DEVs da picorede. Para que DEV-1 comunique com DEV-2 ou DEV-3, . . . DEV-N eficientemente no CAP, uma vez que cada DEV pode ter várias direcções de transmissão ou de recepção e cada DEV não sabe qual direcção usar quando está a transmitir ou receber no CAP, todos os DEVs que não são omnidireccionais que estão interessados em se comunicar uns com os outros têm que treinar um ao outro.

Num aspecto, a sequência de treino para DEV-1 é alcançada tal como se seque. Suponha que DEV-j (j = 1, 2, ..., N) tem MT (j) direcções de transmissão aproximadas e MR (j) direcções de recepção aproximadas. 1. DEV-1 (ou, alternativamente, o PNC) calcula o número máximo, NR, de direcções de recepção aproximadas de DEV-2, DEV-3,... DEV-N, em que: 40 ΡΕ2359489 NR - max(MR<2), MR(3)S MR(N))

Num aspecto da descrição, se o PNC estiver configurado para calcular o número máximo NR de direcções de recepção aproximadas de DEV-2, DEV-3, . .., DEV-N, DEV-1 necessita apenas de transmitir a lista de dispositivos em que ele está interessado em treinar (por exemplo, DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N) para o PNC. 2. DEV-1 pede um CTA do PNC, informando o PNC que quer treinar DEV-2, DEV- 3, ..., DEV- N. Em um aspecto da descrição, o treino é igual a localizar o melhor par de direcções de transmissão e recepção aproximadas (ou precisas) entre DEV-1 e cada um de DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N. 3. A duração CTA é calculada pelo DEV-1 (ou, alternativamente, o PNC) como sendo pelo menos NRXMT(I)XT, onde T é a duração do pacote de treino, incluindo o tempo de guarda. A duração CTA pode também incluir uma duração para uma fase de retorno. Se o PNC calcular a duração CTA, DEV-1 necessita apenas de transmitir a lista de dispositivos a serem treinados (por exemplo, DEV-2, DEV-3, . . . , DEV-N) . 4. O PNC aloca (ou seja, realiza a concessão) um CTA para DEV-1 para o treino. 5. PNC emite no sinal de sincronização a alocaçao 41 ΡΕ2359489 CTA indicando que a fonte é DEV-1, e o destino é emitido (se todos os dispositivos tiverem que ser treinados) ou um grupo de destino, incluindo DEV-2, DEV-3,... , DEV-N (se somente um subconjunto dos dispositivos tiver que ser treinado). 6. DEV-1 transmite os pacotes de treino durante o CTA alocado, e DEV-2, DEV-3, ..., DEV- N devem receber o treino durante o CTA, conforme ilustrado na figura 7.

Deve notar-se que, num aspecto da descrição, embora sejam mencionadas direcções secundárias grosseiras, as direcções podem também ser direcções precisas, em que são feitas separações menores entre as direcções.

Cada sinal de sincronização Q-Omni baliza pode transportar um elemento de informação de formação de feixe 2140, tal como mostrado na figura 21A para transmitir a estrutura dos sinais de sincronização de formação de feixe a todos os dispositivos que escutam o PNC. Uma vez que um dispositivo descodifique qualquer dos sinais de sincronização Q-Omni durante qualquer supertrama, é passível de compreender todo o ciclo de formação de feixe. Num aspecto, o elemento de informação de formação de feixe 2140 inclui um campo de identificador de sinal de sincronização Q-Omni 2150, uma série de campos de sinais de sincronização Q-Omni (por exemplo, o valor LI da estrutura de trama 500 da figura 5) 2152, um campo de comprimento 2154 que contém o número de octetos no elemento de 42 ΡΕ2359489 informação, e um campo de identificador do elemento 2156, que é o identificador do elemento de informação. 0 campo actual de ID de sinais de sincronização Q-Omni 2150 contém um número que identifica o número/posição do sinal actual de sincronização a ser transmitido na supertrama actual em relação ao número do campo dos sinais de sincronização Q-Omni 2152 na supertrama. Um dispositivo, que usa o número contido no campo actual do ID do sinal de sincronização 2150, irá saber que direcção Q-Omni de onde ouviu o sinal de sincronização. A fiqura 21B ilustra um elemento de informação de supertrama 2160 que é transmitido com o elemento de informação de formação de feixe 2140, e inclui um campo de endereço PNC 2162, um campo de resposta PNC 2164, um modo de picorede 2166, um nível máximo de potência de transmissão 2168, um campo de duração S-CAP 2170, um número de campo de períodos S-CAP 2172, um campo de tempo de extremidade CAP 2174, um campo de duração de supertrama 2176, e um símbolo de tempo 2178.

As figuras 22A e 22B ilustram duas abordagens para uma operação de formação de feixe por dispositivos de acordo com vários aspectos da descrição. A figura 22A é orientada para um processo de formação de feixe 2200 de um dispositivo com capacidades de recepção omnidireccional. No passo 2202 o dispositivo omnidireccional precisa apenas de detectar os sinais de sincronização Q-Omni de uma supertrama. Se o dispositivo não é omnidireccional, o 43 ΡΕ2359489 dispositivo necessita de varrer todas as suas direcções recebidas ouvindo uma ou mais supertramas para detectar o sinal de sincronização. Após a detecção dos sinais de sincronização Q-Omni, o dispositivo armazena um factor de qualidade de ligação (LQF) no passo 2204 para cada um dos sinais de sincronização Q-Omni. Depois, no passo 2206, o dispositivo escolhe os L LQFs, [LQF{1), ..·, LQF(L)], e identifica a melhor direcção PNC I que corresponde ao LQF mais elevado: I = arg{max[LQF(i)]|

M:L

Num aspecto, o LQF baseia-se em pelo menos uma força de sinal, uma relação sinal/ruído, e uma relação sinal/ruido e interferência. Num outro aspecto, a LQF também pode basear-se em qualquer combinação dos factores acima mencionados.

No passo 2208, o dispositivo associa-se a si mesmo com o PNC durante a I-igéssima CAP da supertrama actual, e no passo 2210 informa o PNC que todas as outras comunicações devem ocorrer com o PNC usando a sua I-igéssima direcção Q-Omni. O dispositivo pode ainda rastrear o conjunto de melhores direcções L monitorizando os correspondentes sinais de sincronização S-omni a cada Q 44 ΡΕ2359489 supertramas. Se for encontrada uma direcção (por exemplo, a r-igésima direcção S-omni) com uma melhor LQF, o dispositivo pode informar o PNC para transmitir o próximo pacote usando a r-igésima direcção S-omni codificando o mesmo no campo "PRÓXIMA DIRECÇÃO" no cabeçalho PHY. A formação de feixe a pedido pode ser executada entre dois dispositivos, ou entre um PNC e um dispositivo. Num aspecto da descrição, a formação de feixe a pedido é conduzida no CTA alocado à ligação entre dois dispositivos. Quando um dispositivo está em comunicação com vários dispositivos é utilizado o mesmo protocolo de envio de mensagens como protocolo de envio de mensagens proactivo de formação de feixe. Neste caso, o CTA irá desempenhar o papel do período de sinal de sincronização durante a fase de formação de feixe, e será usado para a comunicação de dados posterior. No caso em que apenas dois dispositivos estão a comunicar, uma vez que o CTA é uma ligação directa entre eles, é possível empregar um protocolo de envio de mensagem a pedido mais colaborativo e interactivo. MT (1), o número total de A figura 7 ilustra uma estrutura de supertrama 700 com um sinal de sincronização 750, um CAP 760, 780 e um CTAP. A estrutura de supertrama 700 ilustra uma sequência de treino onde DEV-1 pediu uma alocação com o objectivo de treinar DEV2, DEV-3, ..., DEV-N, e o PNC concedeu um CTA 784 ao DEV-1 para realizar o treino. Durante o CTA 784, DEVI treina DEV- 2, DEV-3, ..., DEV-N utilizando L ciclos 730-1 a 730-L, em que L = 45 ΡΕ2359489 direcções de transmissão aproximadas de DEV-1. Cada ciclo é seguido por um respectivo espaçamento inter-trama (IFS) (isto é, tempo de guarda) 720-1 a 720-L. Num aspecto encontra-se incluído um passo de retorno 730, durante o qual os resultados do treino são enviados de volta para DEV-1 de DEV2, DEV-3, . .., DEV- N, tal como adicionalmente aqui descrito.

Num aspecto, durante cada ciclo, DEV-1 transmite um número n de pacotes de treino numa direcção aproximada particular de transmissão, onde n = NR, o número de direcções aproximadas de recepção de um DEV, de todos os dispositivos DEV- 2, 3-DEV , ..., DEV-N, que tem o maior número de direcções aproximadas de recepção. Por exemplo, se DEV-4 tiver três (3) direcções aproximadas de recepção, que são iguais a ou maiores do que qualquer número de direcções aproximadas de recepção dos outros DEVs em DEV-2, DEV-3, DEV 5 ... DEV-N, então n = NR = 3. Assim, DEV-1 irá transmitir três (3) pacotes de treino. Esta transmissão repetitiva permite que todos os DEVs DEV-2, DEV-3, ... DEV-N varram através das suas direcções aproximadas de recepção. Por outras palavras, DEV-1 tem que transmitir pacotes suficientes de treino durante cada ciclo para permitir que todos os dispositivos tentem detectar um pacote de treino sobre todas as suas respectivas direcções aproximadas de treino. A figura 8 ilustra uma série de transmissões 800 para um ciclo generalizado, ciclo #k, durante o treino por 46 ΡΕ2359489 DEV-1 de DEV-2, DEV-3, . .., DEV- N. A ilustração da transmissão dos pacotes de treino n para o ciclo #K é apresentada como as transmissões 810-1 a 810-n. Cada transmissão é seguida por um respectivo IFS (isto é, tempo de guarda) 820-1 a 820-n. Num aspecto, cada pacote de treino é idêntico. Tal como descrito acima, o número n de pacotes de treino é igual a NR, o maior número de direcções de treino de todos os DEVs a serem treinados. Podem ser utilizadas várias abordagens à estrutura do pacote de treino. Assim, por exemplo, se os pacotes de treino incluírem somente o parcela do preâmbulo (isto é, sem parcela de cabeçalho ou de carga útil), então o conjunto de n pacotes de formação dentro de um ciclo pode ser configurado num único pacote grande de treino. Num aspecto da descrição, o comprimento total do único pacote grande de treino seria idêntico em comprimento ao comprimento de tempo que seria necessário para transmitir múltiplos pacotes somente de preâmbulo, incluindo o IFS ou outro espaçamento entre pacotes: Por exemplo, para conseguir o mesmo comprimento, o único pacote grande de treino pode incluir mais sequências repetitivas para preencher a parcela normalmente tirada pelo IFS. Usando a abordagem de um único pacote grande de treino proporciona mais flexibilidade aos dispositivos a serem treinados dado que existe mais tempo total para a detecção e recepção do único pacote grande de treino. Por exemplo, um dispositivo que está a ser treinado pode varrer mais lentamente (ou seja, estender o tempo que o dispositivo escuta numa direcção particular) e ter uma melhor precisão de medição pois mais - 47 - ΡΕ2359489 amostras do preâmbulo estão a ser capturadas. Como outro exemplo, se um dispositivo pode executar varrimentos mais rápidos, então o dispositivo pode completar o treino e entrar num modo de poupança de energia para o resto da transmissão de um único grande pacote de treino. A figura 9 ilustra um exemplo de um ciclo de uma sequência de treino para um DEV-1 que tem seis (6) direcções de transmissão, um DEV-2 que tem seis (6) direcções de recepção, e um DEV-3 que tem duas (2) direcções de recepções. Tal como está representado , durante cada ciclo, o DEV-1 transmite uma série de seis pacotes de treino #1 a #6, todos na mesma direcção para DEV-1, um de cada vez durante um período 902-1 a 902-6, respectivamente . Cada um dos outros DEV' s, DEV-2 e DEV-3, irá ouvir um dos pacotes de treino enviados pelo DEV-1 usando uma direcção de recepção diferente durante cada período. Por exemplo, tal como pode ser visto para DEV-2, durante o período 902-1, DEV-2 irá procurar escutar o pacote de treino #1 de DEV-1 numa direcção de recepção 1 de 6 (RX 1/6) e DEV3 irá procurar escutar o pacote de treino #1 de DEV-1 numa direcção de recepção 1 de 2 (RX 1/2) . No período 902-2, DEV-2 irá procurar escutar o pacote de treino #2 de DEV-1 numa direcção de recepção 2 de 6 (RX 2/6) e DEV-3 e irá procurar escutar o pacote de treino #2 de DEV-1 ao longo de uma direcção de recepção 2 de 2 (RX 2/2) . Presumivelmente, DEV-3 terá ouvido o pacote de treino #1 de DEV-1 durante o período 902-1, e identificar que a sua melhor direcção de recepção é RX 1/2. No período 902-3 ao 48 ΡΕ2359489 período 902-6, DEV-2 irá continuar a procurar escutar os pacotes de treino de DEV-1 nas respectivas direcções de recepção indicadas. No entanto, DEV-3 pode parar de escutar os pacotes de treino de DEV-1 uma vez que tenha esgotado todas as possíveis direcções de recepção. Durante o período 902-6, DEV-2 irá escutar o pacote de treino #6 do DEV-1 e deste modo identificar que a sua melhor direcção de recepção para receber a transmissão de DEV-1 é RX 6/6. Deve notar-se que embora o varrimento realizado por cada DEV-2 e DEV-3 seja no sentido horário, não é necessário seguir qualquer padrão especifico por qualquer dos DEV' s em termos de direcção ou sequência de varrimento de direcções de antena. Deve notar-se que a melhor direcção de recepção encontrada por DEV-2 é apenas uma ilustração da melhor encontrada durante um ciclo e não é necessariamente a melhor direcção de recepção global dado que a procura para o melhor tem que ser sobre todos os seis ciclos de DEV-1. A figura 10 ilustra uma estrutura de pacotes de treino 1000 configurada de acordo com um aspecto da descrição que pode ser transmitido por um DEV de treino, em que a estrutura de pacote de treino 1000 simplesmente inclui uma parcela de preâmbulo sem um corpo de trama. Se um corpo de trama a ser incluído deve incluir o endereço de origem, ou seja, o endereço de DEV-1 e opcionalmente o(s) endereço(s) de destino(s). A estrutura de pacotes de treino 1000 inclui um campo de sequência de sincronização (SYNC) de pacotes 1010, um campo delimitador de trama de início (SFD) 1040, e um campo de sequência de estimativa de canal 49 ΡΕ2359489 (CES) 1080 . Num aspecto, o campo de sequência SYNC 1010 inclui um padrão de repetição de sequências de Golay de comprimento 12 8, enquanto que o campo CES 1080 inclui um par de sequências de Golay modificadas complementares va 1082-1 e vb 1082-2 produzidas de duas sequências de Golay a e b complementares de comprimento 512, que podem ser construídas a partir das sequências de Golay de comprimento 128. O campo de sequência SYNC 1010 está separado do campo CES 1080 pelo campo SFD 1040, que inclui um padrão de sequência de Golay que rompe a repetição do campo da sequência SYNC 1010. O campo SFD é opcional dado que CES pode desempenhar um duplo papel. Opcionalmente, uma parcela de cabeçalho pode ser incluída a qual inclui pelo menos o endereço de origem e, opcionalmente, todos os endereços de destino. Tal como descrito na presente, o conjunto de n pacotes de treino dentro de um ciclo pode ser confiqurado num único pacote qrande de treino construído, a título de exemplo e não como limitação, de um campo SYNC muito longo, o que num aspecto da descrição um padrão de repetição da sequência de Golay m de comprimento 128 multiplicado por n vezes.

Tal como descrito acima, voltando a tomar como referência a figura 7, durante a fase de retorno 730, cada um dos DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N informa DEV-1 de melhor direcção de transmissão aproximada do DEV-1 e, opcionalmente, a sua melhor direcção de recepção aproximada. Tal como existem N dispositivos totais DEV-1, DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N, existem N-l retornos, um por DEV- 50 ΡΕ2359489 j Ú = 2, . . ., N) . Uma sequência de trama 1100 para alcançar

o retorno de cada DEV encontra-se ilustrada na figura 11, que inclui uma parcela de retorno apresentada como um retorno DEV-2 1110-2 para um retorno DEV- N 1110-N. Cada troço de retorno é seguido por um IFS 1120-2 através de 1120-N. Num aspecto da descrição, onde DEV-1 não é omnidireccional na sua recepção, DEV-1 vai ter que escutar em cada uma de suas possíveis direcções de recepção pelo retorno de cada um dos DEV' s. Por exemplo, DEV-1 irá varrer através de todas as direcções de recepção possíveis, enquanto que cada um dos DEV' s DEV- 2, DEV- 3, ..., DEV-N transmite o seu retorno para o DEV-1. Num aspecto da descrição, este processo de retorno funciona optimamente se o canal entre DEV-1 e cada um dos DEVs for recíproco, ou se cada um dos DEVs é omni passível de transmissão. Se o canal entre DEV-1 para qualquer DEV for recíproco, a melhor direcção de DEV-1 para aquele DEV irá ser usado para proporcionar retorno daquele DEV para DEV-1. No caso em que os DEVs não são omni passíveis na transmissão ou se o canal não for recíproco, é preferível que DEV-1 treine cada um dos DEV-2, DEV-3, ... DEV-N individualmente. Num aspecto da descrição, por exemplo, uma sessão de treino entre DEV-1 e DEV-2 iria incluir um varrimento de treino de DEV-1 a DEV-2 em ciclos LI (LI é o número de direcções de transmissão DEV-1) seguido por um varrimento de treino de DEV-2 para DEV-1 em ciclos L2 (L2 é o número de direcções de transmissão DEV-2) seguido pelo retorno num varrimento de DEV-1 para DEV-2 seguido por um retorno de DEV-2 para DEV-1. Deve notar-se que um dos retornos pode ser integrado com 51 ΡΕ2359489 o treino de varredura. Podem ser utilizadas várias abordagens para o retorno. Assim, por exemplo, se o canal for reciproco e DEV-1 tiver treinado DEV-2 e DEV-3, então pode não ser necessário para DEV-2 e DEV-3 voltar a treinar DEV-1 dado que o trajecto de DEV-1 para DEV-2 é o mesmo que o trajecto de DEV-2 de volta para DEV-1, e o trajecto de DEV-1 para DEV-3 é o mesmo que o trajecto de DEV-3 de volta para DEV-1. Alternativamente, se todos os dispositivos treinarem todos os outros dispositivos na lista, então a fase de retorno pode ser omitido se o canal for reciproco.

No final da sequência de treino, cada DEV do DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N terá determinado uma respectiva melhor direcção aproximada de transmissão de DEV-1 e sua melhor direcção aproximada de recepção. Por outras palavras, no final da sequência de treino, cada DEV de DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N pode identificar a melhor direcção aproximada da qual DEV-1 deve transmitir, bem como a melhor direcção aproximada da qual o DEV particular deve escutar (ou seja, receber a transmissão).

Após DEV-1 ter realizado o seu treino, os outros DEVs (DEV-2, DEV-3, ..., DEV-N) irão pedir o seu próprio CTA do PNC para os mesmos objectivos de treino. No fim de todo o treino, cada par de DEVs (DEV-1, DEV-2, DEV-3, . .., DEV- N) terá determinado o melhor par de direcções aproximadas em ambas as ligações directas e inversas. 0 resultado do treino é útil na transmissão de 52 ΡΕ2359489 informação entre cada DEV. Isto é particularmente aplicável ao CAP num aspecto da descrição. Suponha que DEV-1 quer transmitir um pacote para DEV-2 durante um CAP particular. DEV-1 sabe qual a direcção a ser usada para transmitir para DEV-2. No entanto, DEV-2 não sabe que DEV está a transmitir e, por isso, não pode direccionar a sua antena na direcção certa. Para resolver esta questão, num aspecto DEV-2 escuta por um periodo curto de tempo em cada uma das suas direcções de recepção. Num aspecto, o curto periodo de tempo deve ser suficientemente longo para detectar a presença de um preâmbulo, tal como o comprimento de tempo para realizar uma avaliação limpa de canal (CCA), por exemplo.

Tal como ilustrado na figura 12, DEV-2 continuará a mudar de uma direcção aproximada de recepção para outra (isto é, através de varrimento através de algumas ou todas as direcções aproximadas de recepção em cada ciclo) da direcção aproximada de recepção #1 a #P, em que P = MR(2), o número de possíveis direcções aproximadas de recepção de DEV-2, até que detecte a presença de um preâmbulo 1220 de um pacote 1200 transmitido do DEV-1. Isto encontra-se ilustrado por 1230-1 a 1230-P para cada ciclo. Deve notar-se que DEV2 pode varrer sobre apenas um subconjunto das suas direcções aproximadas de recepção que correspondem às direcções de recepção de fontes potenciais, isto é um ciclo de varrimento consiste em apenas um subconjunto das direcções globais de recepção. Por exemplo, se DEV- 2 treinou com apenas DEV-1 e DEV-3, então DEV-2 pode 53 ΡΕ2359489 continuamente comutar (isto é, vários ciclos) entre apenas duas direcções aproximadas de recepção (por ciclo) que correspondem às melhores direcções de recepção de DEV- 1 e DEV-3 até detectar o preâmbulo ou ele expira. Uma vez que o preâmbulo 1220 tiver sido detectado, DEV-2 não precisa de tentar as outras direcções aproximadas. No entanto, a detecção de um preâmbulo não significa que o DEV-2 obteve a sua melhor direcção de recepção. A detecção apenas significa que DEV-2 encontrou uma direcção de recepção que permite lhe minimamente receber o pacote. Esta direcção de recepção é designada como uma direcção de recepção de trabalho. Tal como descrito na presente, uma direcção de trabalho pode ser a primeira direcção detectada durante o varrimento com qualidade de ligação suficiente para permitir a conclusão da recepção do pacote. Num aspecto da descrição, o DEV transmissor (por exemplo, DEV-1) pode incorporar a melhor direcção de recepção DEV-2 num cabeçalho 1240 do pacote 1200. Num outro aspecto, dado que ambos DEV-1 e DEV-2 determinaram os melhores pares de direcções aproximadas de transmissão e recepção um para o outro durante o período de treino, DEV-2 deve ser passível de determinar a melhor direcção aproximada de recepção assim que tiver determinado o DEV que está a tentar enviar ao mesmo o pacote, o que neste caso é DEV-1. De qualquer modo, assim que DEV-2 descodificar o cabeçalho do pacote enviado por DEV— 1, ele sabe a sua melhor direcção de recepção e pode mudar para aquela direcção para receber o pacote. 54 ΡΕ2359489

Um DEV que queira transmitir um pacote no CAP pode usar o mesmo processo multiciclo de varrimento para detectar se o meio está disponível ou se é possível outra transmissão no meio. Num aspecto da descrição, se DEV- 2 quiser transmitir um pacote para outro DEV, DEV-2 pode primeiro detectar e medir a enerqia medida por varrimento ao lonqo de diferentes direcções. Tal como ilustrado na fiqura 13, durante um período de transmissão 1300 de um pacote com uma porção de preâmbulo 1320 e uma parcela de cabeçalho/carga útil 1340, se DEV-2 detecta que o meio está disponível (isto é, ou nenhum preâmbulo é detectado ou a energia máxima detectada se encontra abaixo de um determinado limite), então ele pode transmitir o pacote para o DEV desejado. Se, por outro lado, DEV-2 determina que o meio está ocupado ele vai recuar e reiniciar a detecção novamente mais tarde. DEV-2 irá continuar a mudar de uma direcção aproximada de recepção para outra (isto é, varrer através de algumas ou todas as direcções aproximadas de recepção em cada ciclo) de direcções aproximadas de recepção na gama #1 a #P, em que P = MR(2), o número de possíveis direcções aproximadas de recepção de DEV-2, até que acabe a temporização ou detecte a presença de energia tal como ilustrado por 1330-1 a 1330-P. Num outro aspecto da descrição, DEV- 2 pode detectar o meio em apenas duas direcções, isto é, direcção de recepção DEV-2 do DEV alvo e uma direcção de recepção que corresponde à direcção de transmissão de DEV-2. Se DEV-2 não detectar qualquer preâmbulo ou energia nestas duas direcções, pode transmitir um pacote para o alvo DEV, sendo que neste caso dois outros 55 ΡΕ2359489 dispositivos podem comunicar-se ao mesmo tempo num outro conjunto de direcções quase não interferentes alcançando por conseguinte a reutilização espacial.

Num aspecto da descrição, os dispositivos irão comunicar com outro por meio de canais lógicos. Um canal lógico é um caminho de comunicação não dedicado dentro de um canal físico de frequência entre dois ou mais dispositivos. Por isso, num canal físico de frequência, podem existir múltiplos canais lógicos, o que significa que podem ocorrer várias transmissões simultâneas. Um canal lógico é considerado como estando disponível entre um primeiro dispositivo e um segundo dispositivo se a direcção de transmissão do primeiro dispositivo para o segundo dispositivo não provocar qualquer interferência ou interferência aceitável para os outros canais lógicos activos (isto é operando no momento de transmissão actual). Como um exemplo de canais lógicos, um dispositivo DEV-1 pode transmitir para um outro dispositivo DEV-2 na direcção do feixe horizontal e DEV-3 pode transmitir para DEV-4 na direcção do feixe vertical, simultaneamente. Deve ser óbvio que a utilização de múltiplos canais lógicos permite a reutilização espacial. A figura 14 ilustra um dispositivo de treino 1400 que pode ser utilizado com vários aspectos da descrição, incluindo o dispositivo de treino 1400 o módulo 1402 de alocação de tempo de canal (CTA) , para a transmissão de um pedido de alocação de tempo de canal de um primeiro 56 ΡΕ2359489 dispositivo para um segundo dispositivo, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo primeiro dispositivo; módulo de recepção de concessão CTA 1404 que recebe uma alocação de tempo de canal concedido pelo segundo dispositivo; e um módulo de transmissão de pacote de treino 1406 que transmite, do primeiro dispositivo, pelo menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação do tempo de canal concedido pelo segundo dispositivo. A figura 15 ilustra um dispositivo receptor 1500 que pode ser usado com vários aspectos da descrição, incluindo o dispositivo receptor 1500 um módulo de detecção de preâmbulo 1502 que detecta pelo menos uma parcela de um preâmbulo de um pacote transmitido por um primeiro dispositivo varrendo sobre uma pluralidade de direcções de recepção; um módulo de direcção de recepção preferido 1504 que completa a recepção do pacote com base numa direcção de recepção preferida que foi determinada durante uma sessão de treino com o primeiro dispositivo; e um módulo de descodificador de pacotes 1506 que recebe e descodifica um cabeçalho do pacote com base numa primeira direcção de recepção para identificar que o primeiro dispositivo transmitiu o pacote. A figura 16 ilustra um dispositivo de alocação de tempo de canal 1600 que pode ser utilizado com vários aspectos da descrição, incluindo o dispositivo de alocação 57 ΡΕ2359489 de tempo de canal 1600 um módulo de recepção de pedido CTA 1602 que recebe, num primeiro dispositivo, um pedido de alocação de canal de um segundo dispositivo, em que o pedido compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo segundo dispositivo; e um módulo de transmissão de sinal de sincronização 1604 que transmite um sinal de sincronização do primeiro dispositivo, compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o segundo dispositivo com base no pedido de alocação de canal. A figura 17 ilustra um dispositivo de pedido de associação 1700 que pode ser utilizados com vários aspectos da descrição para associar um primeiro dispositivo a um segundo dispositivo, incluindo o dispositivo de transmissão de pedido de associação 1700 um módulo de transmissão do pedido de associação 1702 que transmite, do primeiro dispositivo para o segundo dispositivo, pelo menos um pedido de associação incluindo uma pluralidade de pacotes, sendo cada pacote respectivamente transmitido numa direcção diferente; um módulo de detecção de resposta de associação 1704 que detecta uma resposta de associação do segundo dispositivo; e um módulo de direcção de transmissão preferido 1706 que determina um primeiro dispositivo preferido para a segunda direcção de dispositivo de transmissão com base na resposta de associaçao. A figura 18 ilustra um dispositivo de pedido de associação 1800 que pode ser usado com vários aspectos da 58 ΡΕ2359489 descrição para associar um primeiro dispositivo a um segundo dispositivo, incluindo o dispositivo de pedido de associação 1800 um segundo dispositivo preferido para o primeiro dispositivo módulo de aquisição de direcção de transmissão 1802 que adquire um segundo dispositivo preferido de direcção para a primeira direcção de transmissão do dispositivo; um módulo preferido de determinação de direcção de transmissão 1804 que determina um primeiro dispositivo preferido para a segunda direcção de dispositivo de transmissão com base na aquisição do segundo dispositivo preferido para a primeira direcção de transmissão do dispositivo; e um módulo de transmissão de pedido de associação 1806 que transmite para o segundo dispositivo pelo menos um pedido de associação que compreende pelo menos um pacote de uma pluralidade de pacotes gerados pelo primeiro dispositivo, sendo cada pacote respectivamente transmissível numa direcção diferente; em que o pelo menos um pacote compreende informação relacionada com o primeiro dispositivo preferido determinado para a segunda direcção de transmissão do dispositivo. A figura 19 ilustra um dispositivo de avaliação de canal 1900 que pode ser utilizado com vários aspectos da descrição, incluindo o dispositivo de avaliação de canal 1900 um módulo de determinação de canal claro 1902 que determina se um canal lógico está disponível para a transmissão por varrimento sobre uma pluralidade de direcções de recepção; e um módulo de transmissão de dados 59 ΡΕ2359489 1904 que transmite dados se o canal lógico estiver disponível. Vários aspectos descritos na presente podem ser implementados como um processo, dispositivo, ou artigo de fabrico utilizando técnicas de programação padrão e/ou engenharia. O termo "artigo de fabrico" tal como utilizado na presente pretende abranger um programa de computador acessível a partir de qualquer dispositivo legível em computador, portador, ou suporte. Por exemplo, os suportes legíveis em computador podem incluir, mas não estão limitados a, dispositivos de armazenamento magnéticos, discos ópticos, disco versátil digital, cartões inteligentes, e dispositivos de memória flash. A descrição não se destina a ser limitada aos aspectos preferidos. Além disso, os peritos na técnica devem reconhecer que os aspectos do processo e dispositivo descritos na presente podem ser implementados numa variedade de modos, incluindo as implementações em hardware, software, firmware, ou várias combinações dos mesmos. Exemplos deste tipo de hardware podem incluir ASICs, matriz de portas lógicas programáveis em campo, processadores de uso geral, DSPs, e/ou outros circuitos. Implementações de software e/ou firmware da descrição podem ser implementadas através de qualquer combinação de linguagens de programação, incluindo Java, C, C++, MatlabTM, Verilog, VHDL, e/ou máquina específica de processador e linguagens assembly. 60 ΡΕ2359489

Os técnicos irão adicionalmente apreciar que os vários blocos lógicos ilustrativos, módulos, processadores, meios, circuitos, e passos do algoritmo descritos em ligação com os aspectos descritos neste documento podem ser implementados como hardware electrónico (por exemplo, uma forma de realização digital, uma forma de realização analógica, ou uma combinação dos dois, o que pode ser projectado usando codificação de fonte ou alguma outra técnica), várias formas de programa ou código de projecto que incorpore instruções (que podem ser aqui designadas na presente, por conveniência, como "software" ou um "módulo de software"), ou combinações de ambos. Para ilustrar claramente esta permutabilidade de hardware e software, vários componentes ilustrativos, blocos, módulos, circuitos e passos foram descritos acima, geralmente em termos da sua funcionalidade. Se uma tal funcionalidade é implementada como hardware ou software depende da aplicação especifica e restrições de concepção impostas ao sistema global. Os técnicos qualificados podem implementar a funcionalidade descrita de maneiras diferentes para cada aplicação especifica, mas as decisões de forma de realização não devem ser interpretadas como motivo de afastamento do âmbito da presente descrição.

Os vários blocos lógicos ilustrativos, módulos, e circuitos descritos em ligação com os aspectos descritos na presente podem ser implementados dentro ou realizados por um circuito integrado ("IC"), um terminal de acesso, ou um ponto de acesso. O IC pode incluir um processador de 61 ΡΕ2359489 propósito geral, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação especifica (ASIC), uma rede de portas lógicas programáveis (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, porta discreta ou lógica de transístor, componentes de hardware discretos, componentes eléctricos, componentes ópticos, componentes mecânicos, ou qualquer combinação destes projectados para executar as funções descritas neste documento, e pode executar códigos ou instruções que residem dentro do IC, fora do IC, ou ambos. Um processador de propósito geral pode ser um microprocessador, mas em alternativa, o processador pode ser qualquer processador convencional, controlador, microcontrolador, ou máquina de estado. Pode também ser implementado um processador como uma combinação de dispositivos de computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, vários microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunção com um núcleo DSP, ou qualquer outra configuração deste tipo.

Os aspectos do processo e sistema aqui descritos ilustram meramente aspectos particulares da descrição. Deverá ser apreciado que os peritos na arte sejam capazes de conceber várias formas de realização, que, embora não explicitamente descritas ou apresentadas aqui, realizam os princípios da descrição e encontram-se incluídas dentro do seu escopo. Além disso, todos os exemplos e linguagem condicional apresentados aqui pretendem ser apenas para fins didácticos para auxiliar o leitor na compreensão dos princípios da descrição. Esta descrição e as suas 62 ΡΕ2359489 referências associadas são para ser construídas como sendo sem limitação a tais exemplos e condições especificamente apresentados. Além disso, todos os princípios descritos na presente, aspectos, e aspectos da descrição, bem como os exemplos específicos da mesma, destinam-se a englobar ambos os equivalentes estruturais e funcionais. Adicionalmente, pretende-se que tais equivalentes incluam ambos os equivalentes actualmente conhecidos, bem como equivalentes desenvolvidos no futuro, isto é, quaisquer elementos desenvolvidos que desempenhem a mesma função, independentemente da estrutura.

Deverá ser apreciado pelos técnicos que os diagramas de blocos da presente representam vistas conceptuais de circuitos ilustrativo, algoritmos, e passos funcionais que representam os princípios da descrição. Do mesmo modo, deverá ser apreciado que quaisquer fluxogramas, diagramas de fluxo, diagramas de sinal, diagramas de sistema, códigos, e semelhantes, representam vários processos que podem ser substancialmente representados em suportes legíveis por computador e assim executados por um computador ou processador, quer tal computador ou processador esteja ou não explicitamente apresentado. A descrição anterior é proporcionada para permitir a qualquer técnico compreender totalmente o escopo global da descrição. As alterações das várias configurações aqui descritas serão facilmente evidentes para os técnicos. Assim, as reivindicações não estão destinadas a serem 63 ΡΕ2359489 limitadas aos vários aspectos da descrição aqui apresentada, mas deverão estar de acordo com o escopo completo de acordo com a linguagem das reivindicações.

Lisboa, 31 de Julho de 2013

Claims

ΡΕ2359489 1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a comunicação sem fios compreendendo: transmitir um pedido de alocação de tempo de canal de um primeiro dispositivo (120) para um segundo dispositivo (110), em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo primeiro dispositivo para uma transmissão de informação; receber uma alocação de tempo de canal (784) concedida pelo segundo dispositivo (110); e transmitir, do primeiro dispositivo (120), pelo menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação de tempo de canal (784) concedida pelo segundo dispositivo.
2. Dispositivo para a comunicação sem fios, compreendendo: meios para transmitir um pedido de alocação de tempo de canal do dispositivo para um segundo dispositivo (110), em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende uma lista de dispositivos a serem treinados pelo dispositivo para uma transmissão de informação; meios para receber (1404) uma alocação de tempo de canal concedida pelo segundo dispositivo; e meios para transmitir (1406), do dispositivo, pelo 2 ΡΕ2359489 menos um pacote de treino para pelo menos um dispositivo na lista de dispositivos a serem treinados durante a alocação de tempo de canal concedida pelo segundo dispositivo.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou o processo de acordo com a reivindicação 1, em que a lista de dispositivos compreende um endereço de dispositivo para cada dispositivo a ser treinado pelo dispositivo/ou o primeiro dispositivo.
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou o processo de acordo com a reivindicação 1, em que o pedido de alocação de tempo de canal compreende ainda uma duração de alocação, em que a duração de alocação é baseada em pelo menos um dos seguintes: (i) uma primeira duração baseada num número de dispositivos na lista de dispositivos a serem treinados (i i) uma segunda duração baseada num pacote de treino de pelo menos um pacote de treino; e (iii) uma terceira duração baseada num retorno reactivo ao pacote de treino.
5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou o processo de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um pacote de treino compreende um preâmbulo baseado num par de códigos de Golay complementares.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou o processo de acordo com a reivindicação 1, em que o 3 ΡΕ2359489 aparelho ou o primeiro dispositivo está configurado para transmitir numa multiplicidade de direcções aproximadas de transmissão, e a pelo menos uma transmissão de pacotes de treino compreende a transmissão de o pelo menos um pacote de treino em cada uma das várias direcções aproximadas de transmissão.
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, compreendendo adicionalmente: meios para receber um retorno para o pelo menos um pacote de treino de um terceiro dispositivo, compreendendo o retorno uma direcção de transmissão aproximada preferida do aparelho para o terceiro dispositivo; e, meios para transmitir informação do aparelho para o terceiro dispositivo utilizando a direcção de transmissão aproximada preferida.
8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, em que a recepção de retorno compreende ainda meios para varrer uma pluralidade de direcções de recepção de segundo dispositivo pelo aparelho para detectar e receber o retorno.
9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que cada direcção aproximada de transmissão na pluralidade de direcções aproximadas de transmissão compreende pelo menos um de (a) uma pluralidade de sectores, (b) uma pluralidade de direcções, e (c) uma 4 ΡΕ2359489 pluralidade de um padrão de uma matriz de antenas comutadas.
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, em que cada dispositivo a ser treinado se encontra configurado para receber informações numa respectiva pluralidade de direcções aproximadas de recepção, e os meios para transmitir pelo menos um pacote de treino compreendem meios para transmitir o pelo menos um pacote de treino um certo número de vezes que é pelo menos igual a um número maior de direcções aproximadas de recepção de cada dispositivo a ser treinado.
11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, compreendendo adicionalmente meios para receber um retorno para o pelo menos um pacote de treino de um terceiro dispositivo, compreendendo o retorno uma direcção de transmissão aproximada preferida do aparelho para o terceiro dispositivo.
12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, compreendendo adicionalmente meios para transmitir informação do aparelho para o terceiro dispositivo usando a direcção aproximada de recepção preferida do sequndo dispositivo.
13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, em que cada direcção aproximada de recepção no respectivo número de direcções aproximadas de recepção 5 ΡΕ2359489 compreende pelo menos um de (a) uma pluralidade de sectores, (b) uma pluralidade de direcções, e (c) uma pluralidade de um padrão de uma matriz de antenas comutadas.
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, ou o processo de acordo com a reivindicação 1, em que o número total de pacotes de treino é igual a um número de direcções aproximadas de transmissão do aparelho multiplicado por um número de direcções aproximadas de recepção de um dispositivo da lista de dispositivos a serem treinados com um maior número de direcções aproximadas de recepção.
15. Processo para a comunicação sem fios compreendendo: receber um pedido de alocação de canal de um dispositivo (120), em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo para uma transmissão de informação; e transmitir um sinal de sincronização para o dispositivo (120), compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal (784) para o dispositivo com base no pedido de alocação de canal, em que a alocação de canal (784) indica os dispositivos a serem treinados.
16. Dispositivo para a comunicação sem fios, compreendendo: 6 ΡΕ2359489 meios para receber (1602) um pedido de alocação de canal de um dispositivo (120), em que o pedido compreende uma lista de outros dispositivos a serem treinados pelo dispositivo para uma transmissão de informação; e meios para transmitir (1604) um sinal de sincronização para o dispositivo (120), compreendendo o sinal de sincronização uma alocação de canal para o dispositivo com base no pedido de alocação de canal, em que a alocação de canal indica os dispositivos a serem treinados.
17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, compreendendo adicionalmente a alocação de tempo para o dispositivo alocar para cada dispositivo na lista de outros dispositivos para treino.
18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16 ou o processo de acordo com a reivindicação 15, em que o sinal de sincronização é um sinal de sincronização Q-Omni ou um sinal de sincronização direccional.
19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16 ou o processo de acordo com a reivindicação 15, em que a lista de dispositivos compreende um endereço de dispositivo para cada dispositivo a ser treinado pelo dispositivo.
20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16 ou o processo de acordo com a reivindicação 15, em que o 7 ΡΕ2359489 pedido de alocação de canal compreende ainda uma duração de alocação, em que a duração de alocação é baseada em pelo menos um dos seguintes: (i) uma primeira duração baseada num número de dispositivos na lista de dispositivos a serem treinados (ii) uma segunda duração baseada num pacote de treino de pelo menos um pacote de treino; e (iii) uma terceira duração baseada num retorno reactivo ao pacote de treino.
21. Programa de computador para comunrcações sem fios compreendendo um meio legível por computador que compreende instruções executáveis para realizarem os passos de qualquer uma das reivindicações 1, 3 a 6, 15 ou 18 a 20. Lisboa, 31 de Julho de 2013