BRPI0617608A2 - mÉtodo e aparelho de compartilhamento de informaÇÕes de programaÇço de alocaÇço de aberturas entre nàs de rede entrelaÇada sem fio - Google Patents
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Abstract
<B>Método e aparelho de compartilhamento de informações de programação de alocação de aberturas entre nós de rede entrelaçada sem fio<D>. Método e aparelho de comunicação de alocações de aberturas de nós em rede entrelaçada sem fio que possui trocas de dados entre os nós que ocorrem durante as aberturas. Cada nó mantém o rastreamento interno da sua alocação de abertura. Nó pode solicitar alocação de abertura de outro nó e permite-se que cada nó relate a sua alocação de abertura para outros nós. Mensagens de tipo administração e elemento de informação (IE) são introduzidas para rastrear e relatar alocações de aberturas entre nós de rede entrelaçada.
Description
Método e aparelho de compartilhamento de informações de programação dealocação de aberturas entre nós de rede entrelaçada sem fio.
A presente invenção refere-se a rede entrelaçada sem fio(tal como entrelaçamento de rede de área local sem fio (WLAN)), que inclui uma série denós. Mais especificamente, a presente invenção refere-se ao compartilhamento deinformações de programação de alocação de aberturas entre os nós de redeentrelaçada.
Antecedentes
Em rede entrelaçada IEEE 802.11 (tal como entrelaçamentode WLAN), dois ou mais nós trocam dados durante períodos denominados aberturas. Otermo "abertura" indica informações multidimensionais, que podem incluir, mas semlimitar-se a informações de tempo (tais como duração e tempo de início), informações derádio freqüência (RF) (tais como o rádio e o número de canais utilizados pelo nó paratrocar dados), informações de qualidade de serviço (QoS) (tais como a QoS exigidapelos dados para troca durante a abertura), informações de nós parceiros (tais como osidentificadores de nós para cada nó envolvido na transmissão de dados durante aberturaespecífica), direção da troca de dados (tal como unidirecional, bidirecional) ou similares.
Em WLANs não entrelaçadas convencionais, "programação"opcional com base em HCCA 802.11e é procedimento unilateral controlado por AP emconjunto de serviços básicos (BSS). Em entrelaçamento de WLAN, a programaçãodeverá ser coordenada entre a série de Pontos de Entrelaçamento (MPs) que estãofornecendo serviços de entrelaçamento de WLAN.
Perumal, K. et al descrevem o uso de listas de aberturas emartigo intitulado Neighbor Based TDMA Slot Assignment for WSN.
Cain, J. B. et al descrevem o uso de redes para usoespecífico em artigo intitulado A Link Scheduling and Ad Hoc Networking Approach UsingDirectional Antennas.
Na Patente Internacional n0 WO 03/003610, são descritasas características de quadro de resposta de sondas IEEE 802.11 utilizado em rede parauso específico.
Seria desejável incorporar mecanismo aos nós de redeentrelaçada que permita que os nós relatem informações referentes ao seu programa dealocação de aberturas interno e solicitem essas informações de programação de outrosnós. A fim de atingir este novo nível de coordenação, é necessário método e aparelho detroca de informações relativas à programação entre pontos de entrelaçamento ementrelaçamento de WLAN.
Resumo da Invenção
Em rede de entrelaçamento IEEE 802.11 em que o tráfegoentre os nós é programado em aberturas alocadas, alocação de aberturas eficiente entrediversos nós é atingida permitindo-se que os nós compartilhem as suas própriasinformações de programação de alocação de aberturas entre si. Isso fornece a cada nóconhecimento avançado da disponibilidade de aberturas de outros nós e, portanto,permite que os nós aloquem recursos de aberturas de forma eficiente e não conflitante.
A presente invenção fornece mecanismo que permite quenós em rede entrelaçada relatem a sua programação de alocação de aberturas internapara outros nós na rede e fornece mecanismo que permite que os nós na redeentrelaçada solicitem a programação de alocação de aberturas interna aos demais nós.
Breve Descrição das Figuras
Compreensão mais detalhada da presente invenção pode
- ser obtida a partir do relatório descritivo a seguir, fornecido como forma de exemplo e aser compreendido em conjunto com as figuras anexas, nas quais:
- a Figura 1 exibe formato de elemento de informação para alocação de aberturas;
- a Figura 2 exibe formato de elemento de informação aprimorado conforme a presenteinvenção; e
- a Figura 3 exibe exemplo de rede entrelaçada que inclui dois nós que são configuradosconforme a presente invenção.
Descrição Detalhada das Realizações Preferidas
Quando indicado a seguir, nó inclui, mas sem limitar-se aunidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU), equipamento de usuário (UE),estação móvel, estação base fixa ou móvel, ponto de acesso (AP) fixo ou móvel, unidadede assinante fixa ou móvel, pager ou qualquer outro tipo de dispositivo capaz de operarem ambiente sem fio.
Dentro de rede entrelaçada, cada nó mantém internamenteregistro das aberturas alocadas após acordo prévio e mútuo com um ou mais nósparceiros. Durante abertura específica, o nó envia e recebe dados de/para estes nósparceiros. O registro de rastreamento interno é denominado a seguir "lista de aberturasalocadas" e compreende lista de aberturas. Cada nó inclui memória interna quearmazena lista das suas aberturas alocadas.
Novo elemento de informação (IE) 100 é necessário pararepresentar a lista de aberturas alocadas. A Figura 1 exibe o formato preferido para IE100 conforme a presente invenção. O IE 100 inclui campo de ID de elemento de umocteto 105, campo de comprimento de um octeto 110 e campo de informaçõesespecíficas de elemento com comprimento variável 115. Conforme a presente invenção,o campo de ID 105 indica que o IE 100 representa IE de "lista de aberturas alocadas". Ocampo de comprimento 110 especifica a quantidade de octetos no campo de informação115.A Figura 2 exibe o novo IE 100 em mais detalhes comrelação ao campo de informações 115. O campo de informações 115 da lista de IE deaberturas alocadas 100 compreende subcampo de tamanho de lista 205, uma série desubcampos de informação para cada abertura 21 Oi1 2102,..., 210N e subcampo detamanho de lista de número de aberturas 215. Cada subcampo de informação deabertura 210 compreende campo de informações de tempo 220, campo de informaçãode rádio freqüência (RF) 225, campo de informação de qualidade de serviço (QoS),campo de informação de nós parceiros 235 e campo de direção 240. Conforme exibidona Figura 2, os subcampos exibidos em mais detalhes referem-se à abertura n° 1. Destaforma, o campo de informação de tempo da abertura 1 220 indica tempo de início eduração da troca de dados para a abertura n° 1. O campo de informações de RF 225indica o canal de rádio e a quantidade de canais utilizados pelo nó para trocar dados. Ocampo de informação de QoS 230 indica a QoS exigida pelos dados para troca durante aabertura n° 1. O campo de informação de nós parceiros 235 indica os identificadores denós para cada nó envolvido na transmissão de dados durante a abertura n° 1. O campode direção 240 indica se a troca de dados é unidirecional (ou seja, de um transmissorpara um receptor) ou bidirecional (ou seja, de/para todos os nós envolvidos), durante aabertura n° 1.
Permite-se que cada nó solicite e relate a sua lista deaberturas alocadas. Isso é realizado preferencialmente por meio da adição de dois tiposde mensagens de administração adicionais: 1) "mensagem de solicitação de lista deaberturas alocadas" e 2) "mensagem de resposta de lista de aberturas alocadas". Amensagem de resposta de lista de aberturas alocadas inclui preferencialmente a lista deIE de aberturas alocadas no seu corpo.
A presente invenção introduz modificação do quadro de"ação" de administração existente. Valor de categoria "Relatório de Abertura" éadicionado à definição de quadro de ação em entidade de controle de acesso a meios(MAC) que reside em cada nó de entrelaçamento. Quadros de ação de Relatório deAbertura são transmitidos por nó para conduzir as suas informações de alocação deaberturas aos demais nós. A "categoria" Relatório de Abertura é utilizada no quadro deação de administração para identificar esta nova categoria de mensagens. Dentro destacategoria, duas mensagens mencionadas acima, "solicitação de lista" e "resposta delista", são definidas. Dentro da mensagem de "resposta de lista", é definido novo IE de"lista de aberturas alocadas".
A Figura 3 exibe exemplo de rede entrelaçada 300 que incluidois nós de entrelaçamento 305 e 310 que são configurados conforme a presenteinvenção. O nó 305 inclui transmissor 315, receptor 320, processador 325, memória 330e antena 332. O nó 310 inclui transmissor 335, receptor 340, processador 345, memória350 e antena 352. O processador 325 no nó 305 é configurado para gerar mensagem desolicitação de lista de aberturas alocadas 360, que é emitida pelo transmissor 315 pormeio da antena 332 do nó 305. Quando o nó 305 desejar transmitir dados para o nó 310,ele necessita saber quando o nó 310 está livre para receber dados. Desta forma, o nó305 solicita ao nó 310 que forneça as suas "aberturas alocadas" (tais como aberturasquando o nó 310 está ocupado). Desta forma, o nó 305 pode solicitar a "lista deaberturas alocadas" do nó 310 para que seja capaz de alocar alguma abertura livre paratroca de dados com o nó 310.
Cada memória 330 e 350 mantém registro de informaçõesde programação de alocação de aberturas associadas ao seu nó correspondente 305,310.
As memórias 330 e 350 também mantêm registro dasinformações de alocação de aberturas de outros nós além do nó em que reside amemória correspondente. Desta forma, cada nó pode manter registro da alocação deabertura de outro nó após o envio de "solicitação de lista de aberturas alocadas" erecebimento de "resposta de lista de aberturas alocadas".
Quando o receptor 340 no nó 310 receber a mensagem desolicitação de lista de aberturas alocadas 360, o processador 325 recupera o IE 100 damemória 350 e gera mensagem de resposta de lista de aberturas alocadas 365 que incluio IE 100, que é emitido pelo transmissor 335 por meio da antena 352 do nó 310. Cadaum dos processadores 325 e 345 inclui entidade de MAC (não exibida) que possibilita ageração da mensagem de solicitação de lista de aberturas alocadas 360 e a mensagemde resposta de lista de aberturas alocadas 365.
A presente invenção pode ser implementada em camada delink de dados, camada de rede, na forma de software, hardware, middleware, arquiteturade sistema futuro, administração de recursos de rádio ou controlador de recursos derádio (RRC). A presente invenção é aplicável, mas sem limitar-se a IEEE 802.11, IEEE802.11s, IEEE 802.15, IEEE 802.15.5, IEEE 802.16 e outras tecnologias deentrelaçamento relevantes.
Realizações
1. Em rede entrelaçada sem fio que inclui uma série de nós que transferem dadosdurante aberturas, método de relatório de informações de alocação de aberturas, quecompreende:
- armazenagem por cada um dos nós de informações de alocação de aberturasassociadas ao nó;
- geração e transmissão por primeiro dos nós de mensagem de solicitação de lista deaberturas alocadas; e
- geração e transmissão por segundo dos nós de mensagem de resposta de lista deaberturas alocadas em resposta ao recebimento da mensagem de solicitação, em que amensagem de resposta de lista de aberturas alocadas inclui elemento de informação (IE)que representa as alocações de abertura do primeiro nó.
2. Método conforme a realização 1, em que o IE compreende:- campo de identificação (ID) de elemento;
- campo de informação específico de elemento com comprimento variável que contém alista de alocações de aberturas; e
- campo de comprimento que especifica número de octetos no campo de informações.
3. Método conforme a realização 2, em que o campo de ID de elemento e o campo decomprimento possuem um octeto de comprimento cada um.
4. Método conforme qualquer das realizações 2 e 3, em que o campo de informaçãocompreende:
- campo de tamanho de lista; e
- uma série de campos de informação de aberturas.
5. Método conforme a realização 4, em que cada campo de informação de aberturacompreende campo de informação de tempo que indica tempo de início e duração dedados trocados durante abertura correspondente.
6. Método conforme qualquer das realizações 4 e 5, em que cada campo de informaçãode abertura compreende campo de informações de rádio freqüência (RF) que indica ocanal de rádio e o número de canais utilizados pelo segundo nó para troca de dadosdurante abertura correspondente.
7. Método conforme qualquer das realizações 4 a 6, em que cada campo de informaçãode abertura compreende campo de informações de qualidade de serviço (QoS) queindica a QoS exigida pelos dados a serem trocados durante abertura correspondente.
8. Método conforme qualquer das realizações 4 a 7, em que cada campo de informaçãode abertura compreende campo de informações de nós companheiros que indicaidentificadores de nós para cada nó envolvido em transmissão de dados durante aberturacorrespondente.
9. Método conforme qualquer das realizações 4 a 8, em que cada campo de informaçãode abertura compreende campo de direção que indica se as trocas de dados pelosegundo nó são unidirecionais de um transmissor para um receptor, ou bidirecionais de epara todos os nós envolvidos durante abertura correspondente.
10. Método conforme qualquer das realizações 1 a 9, que compreende adicionalmente ainclusão de relatório de abertura em quadro de ação utilizado por entidade de controle deacesso a meios (MAC) localizada no primeiro nó, em que o relatório de abertura conduzinformações de programação de alocação de aberturas associadas ao primeiro nó parapelo menos o segundo nó da rede entrelaçada sem fio.
11. Método conforme qualquer das realizações 1 a 9, em que a rede entrelaçada sem fioé rede de área local sem fio (WLAN).
12. Rede entrelaçada sem fio que compreende:
- primeiro nó; e
- uma série de outros nós, em que o primeiro nó e os outros nós transferem dadosdurante aberturas e armazenam informações de alocação de aberturas, o primeiro nógera e transmite mensagem de solicitação de lista de aberturas alocadas e pelo menosum dos outros nós gera e transmite mensagem de resposta de lista de aberturasalocadas em resposta ao recebimento da mensagem de solicitação, em que amensagem de resposta de lista de aberturas alocadas inclui elemento de informação (IE)que representa as alocações de aberturas do primeiro nó.
13. Rede entrelaçada sem fio conforme a realização 12, em que o IE compreende:
- campo de identificação (ID) de elemento;
- campo de informação específico de elemento com comprimento variável que contém alista de alocações de aberturas; e
- campo de comprimento que especifica uma série de octetos no campo de informação.
14. Rede entrelaçada sem fio conforme a realização 13, em que o campo de ID deelemento e o campo de comprimento possuem um octeto de comprimento cada.
15. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 e 14, em que ocampo de informação compreende:
- campo de tamanho de lista; e
- uma série de campos de informações de aberturas.
16. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 15, em que cadacampo de informação de abertura compreende campo de informações de tempo queindica tempo de início e duração de dados trocados durante abertura correspondente.
17. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 16, em que cadacampo de informação de abertura compreende campo de informações de rádiofreqüência (RF) que indica o canal de rádio e o número de canais utilizados pelo segundonó para troca de dados durante abertura correspondente.
18. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 17, em que cadacampo de informação de abertura compreende campo de informações de qualidade deserviço (QoS) que indica a QoS exigida pelos dados a serem trocados durante aberturacorrespondente.
19. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 18, em que cadacampo de informação de abertura compreende campo de informações de nóscompanheiros que indica identificadores de nós para cada nó envolvido em transmissãode dados durante abertura correspondente.
20. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 19, em que cadacampo de informação de abertura compreende campo de direção que indica se as trocasde dados pelo segundo nó são unidirecionais de um transmissor para um receptor, oubidirecionais de e para todos os nós envolvidos durante abertura correspondente.
21. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 20, em querelatório de abertura é incluído em quadro de ação utilizado por entidade de controle deacesso a meios (MAC) localizada no primeiro nó, em que o relatório de abertura conduzinformações de programação de alocação de aberturas associadas ao primeiro nó parapelo menos o segundo nó da rede entrelaçada sem fio.
22. Rede entrelaçada sem fio conforme qualquer das realizações 13 a 22, em que a redeentrelaçada sem fio é rede de área local sem fio (WLAN).
23. Em rede entrelaçada sem fio que inclui uma série de nós que transferem dadosdurante aberturas, nó de entrelaçamento que compreende:
- memória configurada para armazenar informações de alocação de aberturasassociadas ao nó de entrelaçamento;
- processador acoplado eletricamente à memória, em que o processador é configuradopara gerar mensagem de solicitação de lista de aberturas alocadas com base nasinformações de alocação de aberturas armazenadas; e
- transmissor acoplado eletricamente ao processador, em que o transmissor éconfigurado para emitir a mensagem de solicitação de lista de aberturas alocadas paraoutro nó de entrelaçamento na rede entrelaçada sem fio.
24. Em rede entrelaçada sem fio que inclui uma série de nós que transferem dadosdurante aberturas, primeiro nó de entrelaçamento que compreende:
- receptor configurado para receber mensagem de solicitação de lista de aberturasalocadas de segundo nó de entrelaçamento na rede entrelaçada sem fio;
- memória configurada para armazenar elemento de informação (IE);
- processador acoplado eletricamente ao receptor e à memória, em que o processador éconfigurado para recuperar o IE da memória e gerar mensagem de resposta de lista deaberturas alocadas que inclui o IE em resposta ao receptor que recebe a mensagem desolicitação de lista de aberturas alocadas; e
- transmissor acoplado eletricamente ao processador, em que o transmissor é configurado para emitir a mensagem de resposta de lista de aberturas alocadas para osegundo nó de entrelaçamento.
25. Primeiro nó de entrelaçamento conforme a realização 24, em que o IE compreende:
- campo de identificação (ID) de elemento;
- campo de informações específicas de elemento com comprimento variável que contém a lista de alocações de aberturas; e
- campo de comprimento que especifica número de octetos no campo de informação.
26. Primeiro nó de entrelaçamento conforme a realização 25, em que o campo de ID deelemento e o campo de comprimento possuem um octeto de comprimento cada um.
27. Primeiro nó de entrelaçamento conforme a realização 25, em que o campo deinformação compreende:
- campo de tamanho de lista; e
- uma série de campos de informação de aberturas.
28. Primeiro nó de entrelaçamento conforme a realização 27, em que cada campo deinformação de abertura compreende campo de informações de tempo que indica tempode início e duração de dados trocados durante abertura correspondente.
29. Primeiro nó de entrelaçamento conforme qualquer das realizações 27 e 28, em quecada campo de informação de abertura compreende campo de informações de rádiofreqüência (RF) que indica o canal de rádio e o número de canais utilizados pelo segundonó para troca de dados durante abertura correspondente.
30. Primeiro nó de entrelaçamento conforme qualquer das realizações 27 a 29, em quecada campo de informação de abertura compreende campo de informações de qualidadede serviço (QoS) que indica a QoS exigida pelos dados a serem trocados duranteabertura correspondente.
31. Primeiro nó de entrelaçamento conforme qualquer das realizações 27 a 30, em quecada campo de informação de abertura compreende campo de informações de nóscompanheiros que indica identificadores de nós para cada nó envolvido em transmissãode dados durante abertura correspondente.
32. Primeiro nó de entrelaçamento conforme qualquer das realizações 27 a 31, em quecada campo de informação de abertura compreende campo de direção que indica se astrocas de dados pelo segundo nó de entrelaçamento são unidirecionais de umtransmissor para um receptor, ou bidirecionais de e para todos os nós envolvidos duranteabertura correspondente.
33. Primeiro nó de entrelaçamento conforme qualquer das realizações 24 a 32, em que arede entrelaçada sem fio é rede de área local sem fio (WLAN).
Embora as características e elementos da presenteinvenção sejam descritas nas realizações preferidas em combinações específicas, cadacaracterística ou elemento pode ser utilizada isoladamente (sem as demaiscaracterísticas e elementos das realizações preferidas) ou em várias combinações comou sem outras características e elementos da presente invenção.
Claims (9)
1. Método de relatório de informações de alocação deaberturas, em que o método compreende:- armazenagem de informações de alocação de aberturas;- recebimento de mensagem de solicitação de lista de aberturas alocadas; e- geração e transmissão de mensagem de resposta de lista de aberturas alocadas emresposta ao recebimento da mensagem de solicitação de lista de aberturas alocadas, emque a mensagem de resposta de lista de aberturas alocadas inclui elemento deinformação IE (100), caracterizado pelo fato de que o IE (100) compreende:- campo de informação específico de elemento com comprimento variável (115) queinclui uma série de campos de informação de aberturas (210i-210n), em que cada campode informação de abertura (210i-210n) inclui: 1) campo de informação de tempo (220)que indica tempo de início e duração de troca de dados durante aberturacorrespondente; 2) campo de informações de rádio freqüência RF (225) que indica canalde rádio e número de canais utilizados por segundo nó para troca de dados duranteabertura correspondente; 3) campo de informações de qualidade de serviço QoS (230)que indica a QoS exigida pelos dados a serem trocados durante aberturacorrespondente; 4) campo de informações de nós companheiros (235) que indicaidentificadores de nós para cada nó envolvido em transmissão de dados durante aberturacorrespondente; e 5) campo de direção (240) que indica se as trocas de dados sãounidirecionais ou bidirecionais.
2. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o IE (100) compreende adicionalmente:- campo de identificação ID de elemento (105); e- campo de comprimento (110) que especifica número de octetos no campo deinformação.
3. Método conforme a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o campo de ID de elemento (105) e o campo de comprimento (110) possuemum octeto de comprimento cada.
4. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o campo de informação (115) compreende adicionalmente campo detamanho de lista (205).
5. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que compreende adicionalmente a inclusão de relatório de aberturas em quadrode ação utilizado por entidade de controle de acesso a meios MAC, em que o relatório deaberturas conduz informações de programação de alocação de aberturas.
6. Nó de entrelaçamento, em que o nó de entrelaçamentocompreende:- receptor configurado para receber mensagem de solicitação de lista de aberturasalocadas;- memória configurada para armazenar elemento de informação IE (100);- processador configurado para recuperar o IE (100) da memória e gerar mensagem deresposta de lista de aberturas alocadas que inclui o IE (100) em resposta ao recebimentopelo receptor da mensagem de solicitação de aberturas alocadas; e- transmissor configurado para emitir a mensagem de resposta de lista de aberturasalocadas;caracterizado pelo fato de que o IE (100) compreende:- campo de informação específico de elemento com comprimento variável (115) queinclui uma série de campos de informação de aberturas (210i-210n), em que cada campode informação de abertura (2101-210N) inclui: 1) campo de informação de tempo (220)que indica tempo de início e duração de troca de dados durante aberturacorrespondente; 2) campo de informações de rádio freqüência RF (225) que indica canalde rádio e número de canais utilizados por segundo nó para troca de dados duranteabertura correspondente; 3) campo de informações de qualidade de serviço QoS (230)que indica a QoS exigida pelos dados a serem trocados durante aberturacorrespondente; 4) campo de informações de nós companheiros (235) que indicaidentificadores de nós para cada nó envolvido em transmissão de dados durante aberturacorrespondente; e 5) campo de direção (240) que indica se as trocas de dados sãounidirecionais ou bidirecionais.
7. Nó de entrelaçamento conforme a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que o IE (100) compreende adicionalmente:- campo de identificação ID de elemento (105); e- campo de comprimento (110) que especifica número de octetos no campo deinformação.
8. Nó de entrelaçamento conforme a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que o campo de ID de elemento (105) e o campo decomprimento (110) possuem um octeto de comprimento cada.
9. Nó de entrelaçamento conforme a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que o campo de informação (115) compreendeadicionalmente campo de tamanho de lista (205).
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