BRPI0620357A2 - método e equipamento de comunicação usando identificadores de ponto de anexação fìsico - Google Patents

Abstract

MéTODO E EQUIPAMENTO DE COMUNICAçãO USANDO IDENTIFICADORES DE PONTO DE ANEXAçãO FìSICO. Métodos e equipamento para o roteamento de mensagens entre um nó final e um nó de acesso através de outro nó de acesso são descritos. Uma informação de identificação de camada física é usada ao identificar um nó de acesso remoto, por exemplo, adjacente como um destino de mensagem. Assim, quando um identificador de conexão com base em um ou mais identificadores de camada física estiver disponível para um terminal sem fio, por exemplo, de um ou mais sinais de enlace descendente recebidos de um nó de acesso de destino, o terminal sem fio pode usar o identificador de conexão correspondente ao nó de destino para direcionar uma mensagem através de um nó de acesso com o qual ele estabeleceu uma conexão de enlace ascendente. Esta informação de identificador de conexão pode ser usada mesmo quando outra informação de endereçamento, por exemplo, uma informação de endereço de camada de rede associada ao nó de acesso de destino não estiver disponível para o terminal sem fio.

Description

"MÉTODO E EQUIPAMENTO DE COMUNICAÇÃO USANDO IDENTIFICADORES DE PONTO DE ANEXAÇÃO FÍSICO".

Campo da Invenção

Esta invenção refere-se a sistemas de comunicação e, mais particularmente, a métodos e equipamento para o roteamento de mensagens com base na informação da camada física nas redes de comunicação sem fio, por exemplo, celulares.

Descrição da Técnica Anterior

O modelo de referência de Interconexão de Sistema

Aberto (OSI) é útil na explicação de várias operações de comunicação e roteamento. 0 modelo de referência OSI inclui 7 camadas com a camada de aplicação sendo a camada mais alta e a Camada Física sendo a camada mais baixa. A camada física é a camada que lida com as conexões físicas atuais e os atributos das conexões físicas no sistema. Acima da camada física está uma camada de Enlace de Dados, às vezes referenciada como camada de enlace. A camada de enlace (Camada 2 no modelo OSI) é às vezes descrita como uma camada de transferência específica de tecnologia. Acima da camada de enlace está a camada de rede (Camada 3 OSI), em que o roteamento de rede e uma retransmissão são suportados. A camada de rede às vezes é referenciada como a camada de pacote. É na camada de rede que o roteamento de mensagens/pacotes através da rede é realizado, por exemplo, em um ou mais percursos. Um endereçamento diferente pode ser usado para direcionar mensagens e sinais em diferentes níveis. Por exemplo, um endereço de rede, tal como um endereço IP, pode ser usado para roteamento de mensagens/pacotes no nível da camada de rede. Os endereços MAC podem ser usados para controlar o roteamento de mensagens no nível da camada de enlace de dados. No nível mais baixo do modelo OSI, a nível físico, um ou mais identificadores físicos têm uma relação com um atributo físico atual ou uma característica de um dispositivo de origem ou destino. Um entendimento das diferentes camadas de comunicação e das diferentes técnicas de endereçamento usadas para cada uma das camadas facilitará um entendimento da presente invenção.

Os sistemas de comunicação freqüentemente incluem uma pluralidade de nós de rede que são acoplados a nós de acesso através dos quais os nós finais, por exemplo, dispositivos móveis, são acoplados à rede. Os nós de rede podem ser dispostos em hierarquia. Os nós finais comunicam tipicamente com os nós de acesso diretamente através de conexões que foram estabelecidas com os nós de acesso. Estes sistemas usualmente se baseiam na existência de um enlace de comunicação bidirecional entre um nó de acesso e um nó final para suportar comunicação dual entre um nó final e um nó de acesso. Note que, nestes sistemas, o nó final normalmente não conhece o endereço da camada de rede de um nó de acesso de destino alvo, mas pode conhecer a informação que ele pode receber através de canais de difusão (broadcast), os quais tipicamente incluem um identificador de camada física que não são usados normalmente nestes sistemas para roteamento de mensagem. Esta abordagem resulta em retardos de transferência (handoff) e perda de pacote, quando o nó final for capaz apenas de manter um único enlace de comunicação bidirecional no momento.

Deve ser apreciado, então, que há uma necessidade de métodos e equipamento que permitam que um nó final que não tem um enlace de comunicação de enlace ascendente atual com um nó de acesso alvo comunique com o nó de acesso alvo através de outro nó de acesso com o qual o nó final tem um enlace de comunicação de enlace ascendente atual, mesmo quando o nó final não conhecer o endereço de rede do nó de acesso alvo.

Em alguns sistemas, os nós finais são capazes de manter múltiplos enlaces de comunicação bidirecionais com diferentes nós de acesso ao mesmo tempo. Contudo, estes sistemas tipicamente requerem que os nós finais enviem mensagens pretendidas para um nó de acesso especifico, com o qual um nó final tem uma conexão, através do enlace que é diretamente conectado a este nó de acesso especifico. Esta abordagem, em alguns casos, é ineficiente, uma vez que enlaces, especialmente quando eles são enlaces sem fio, tendem a flutuar em termos de qualidade (por exemplo, características de retardo e perda). Como resultado, o enlace para o nó de acesso de destino alvo pode não ser o melhor enlace disponível para o nó final no momento em que uma mensagem para o nó de acesso de destino alvo precisar ser enviada. Tipicamente, esta limitação é solucionada ao se recorrer às comunicações da camada de rede que podem ser direcionadas através de múltiplos saltos, devido ao uso de endereços da camada de rede (por exemplo, endereços IP) . Esta abordagem de uso de endereços da camada de rede também é ineficiente, especialmente quando o envio de mensagem tem de ser realizado com funções específicas da camada de enlace, uma vez que mensagens da camada de rede tendem a ser muito maiores do que as mensagens da camada de enlace em alguns sistemas. Esta sinalização ineficiente não é bem adequada para comunicações por enlaces aéreos de recurso restrito.

Deve ser então apreciado que há necessidade também de um método que permita um nó final enviar mensagens através de seus enlaces de comunicação sem fio disponíveis independentemente do nó de acesso para o qual a mensagem é pretendida. Deve ser desejável que tais mensagens possam ser enviadas, ao menos em algumas modalidades, sem ter de recorrer ás comunicações ineficientes da camada de rede, por exemplo, comunicações envolvendo o uso de endereços da camada de rede, tais como endereços da camada IP, para roteamento da informação para o nó de acesso de destino.

Resumo da Invenção

A presente invenção é direcionada a métodos e equipamentos para direcionar mensagens entre um nó final e um nó de acesso através de outro nó de acesso. Os métodos e equipamento da invenção suportam o uso de uma informação de identificação de camada física, quando da identificação de um nó de acesso remoto, por exemplo, adjacente como um destino de mensagem. Assim, quando um identificador de conexão com base em um ou mais identificadores de camada física estiver disponível para um terminal sem fio, por exemplo, de um ou mais sinais de enlace descendente recebidos de um nó de acesso de destino, o terminal sem fio pode usar o identificador de conexão correspondente ao nó de destino para direcionar uma mensagem através de um nó de acesso com o qual este tem uma conexão de enlace ascendente estabelecida. Esta informação de identificador de conexão pode ser usada, mesmo quando outra informação de endereçamento, por exemplo, uma informação de endereço de camada de rede, associada ao nó de acesso de destino, não estiver disponível para o terminal sem fio.

Vários novos recursos são direcionados a métodos para receber informação de difusão para o nó final de um nó de acesso e determinar um identificador de ponto de anexação físico, por exemplo, um identificador de conexão correspondente ao nó de acesso. Outros recursos são direcionados ao envio de sinais para um nó de acesso incluindo um identificador de conexão correspondente a outro nó de acesso. 0 identificador de conexão é baseado em uma ou mais peças de informação, as quais provêem informação relativa a um ponto de anexação de camada fisica. Assim, de acordo com a invenção, a informação de camada fisica pode ser usada como um identificador de conexão.

De acordo com a invenção, os nós de acesso armazenam informação mapeando identificadores de conexão que são baseados na informação de identificação da camada fisica para um ou mais endereços de nivel mais alto. A informação de mapeamento é armazenada nos nós de acesso. Os nós de acesso incluem informação de mapeamento para identificadores de conexões correspondendo aos pontos de anexação da camada fisica, os quais são locais para o nó de acesso, além dos identificadores de conexão correspondendo aos pontos de anexação da camada fisica de outros nós de acesso, por exemplo, vizinhos. Isto permite que um roteamento entre estações base fisicamente adjacentes seja realizado com base nos identificadores de conexão da camada fisica, sem a necessidade de um terminal sem fio para transmitir um endereço da camada de enlace ou da camada de rede através do ar, ao enviar uma mensagem que é para ser entregue para um nó de acesso vizinho através de uma conexão existente com um nó de acesso atualmente servindo ao terminal sem fio.

Assim, várias características da invenção são direcionadas a métodos para receber sinais para o nó final de nós de acesso indicando um identificador para uma falha de resolução de endereço do nó de acesso e ocasionando ao nó final o envio de mensagens de notificação de vizinho para o estabelecimento de novos vizinhos do nó de acesso.

Embora algumas características sejam direcionadas a métodos e equipamento de terminal sem fio, bem como novas mensagens da invenção armazenadas em um terminal sem fio, outras características são direcionadas a novos métodos e equipamento do nó de acesso. A invenção é também direcionada aos dispositivos de armazenamento de dados, por exemplo, dispositivos de memória, os quais armazenam uma ou mais das novas mensagens da presente invenção.

Embora várias modalidades tenham sido discutidas no resumo acima, deve ser apreciado que não necessariamente todas as modalidades incluem as mesmas características e algumas das características descritas acima não são necessárias, mas podem ser desejáveis em algumas modalidades. Inúmeras características adicionais, modalidades e benefícios da presente invenção são discutidos na descrição detalhada a seguir.

Breve Descrição das Figuras

Figura 1 - ilustra um diagrama de rede de um sistema de comunicação exemplar implementado de acordo com a presente invenção.

Figura 2 - ilustra um nó final exemplar implementado de acordo com a presente invenção.

Figura 3 - ilustra um nó de acesso exemplar implementado de acordo com a presente invenção.

Figura 4 - ilustra um Identificador de Conexão exemplar implementado de acordo com a presente invenção.

Figura 5 - ilustra uma mensagem exemplar usando o Identificador de Conexão da Figura 4 implementado de acordo com a presente invenção.

Figura 6 - ilustra uma sinalização exemplar realizada de acordo com a presente invenção, quando um nó final mantém uma conexão bidirecional com um nó de acesso e quer se comunicar com outro nó de acesso.

Figura 7 - ilustra uma sinalização exemplar realizada de acordo com a presente invenção, quando um nó final mantém conexões bidirecionais com múltiplos nós de acesso.

Figura 8 - ilustra uma sinalização exemplar realizada de acordo com a presente invenção, quando um nó final dispara um processo de descoberta de vizinho entre dois nós de acesso.

Figura 9 - ilustra um PID exemplar para uma tabela de resolução de endereço de nivel mais alto, a qual pode ser usada para um mapeamento entre (para/de) PIDs e endereços de nivel mais alto correspondentes.

Descrição Detalhada da Invenção

Os métodos e equipamento da presente invenção para o roteamento de mensagens com base na informação da camada física, por exemplo, identificadores da camada física, os quais podem ser usados para suportar sessões de comunicação com um ou mais nós finais, por exemplo, dispositivos móveis. 0 método e equipamento da invenção podem ser usados com uma ampla faixa de sistemas de comunicação. Por exemplo, a invenção pode ser usada com sistemas os quais suportam dispositivos de comunicação móveis, tais como computadores notebook equipados com modems, PDAs, e uma ampla variedade de outros dispositivos, os quais suportam interfaces sem fio nos interesses de mobilidade de dispositivo.

A Figura 1 ilustra um sistema de comunicação exemplar 100 implementado de acordo com a presente invenção, por exemplo, uma rede de comunicação celular, a qual compreende uma pluralidade de nós interconectados por enlaces de comunicação. O sistema de comunicação 100 exemplar é, por exemplo, um sistema de comunicação sem fio de multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM) de espalhamento espectral de acesso múltiplo. Os nós no sistema de comunicação 100 exemplar trocam informação usando sinais, por exemplo, mensagens, com base nos protocolos de comunicação, por exemplo, o Protocolo Internet (IP) . Os enlaces de comunicação do sistema 100 podem ser implementados, por exemplo, usando fios, cabos de fibra ótica e/ou técnicas de comunicação sem fio. 0 sistema de comunicação 100 exemplar inclui uma pluralidade de nós finais 144, 146, 144', 146', 144", 146", os quais acessam o sistema de comunicação através de uma pluralidade de nós de acesso 140, 140', 140". Os nós finais 144, 146, 144', 146', 144", 146" podem ser, por exemplo, dispositivos ou terminais de comunicação sem fio, e os nós de acesso 140, 140', 140" podem ser, por exemplo, estações base. As estações base podem ser implementadas como roteadores de acesso sem fio. O sistema de comunicação 100 exemplar também inclui vários outros nós 104, 106, 110 e 112, usados para prover inter-conectividade ou para prover serviços específicos ou funções. Especificamente, o sistema de comunicação 100 exemplar inclui um Servidor 104, usado para suportar transferência e armazenamento de estado pertencendo a nós finais. O nó Servidor 104 pode ser, por exemplo, um servidor AAA, ou pode ser um Servidor de Transferência de Contexto, ou pode ser um servidor incluindo ambas as funcionalidades do servidor AAA e do Servidor de Transferência de Contexto.

O sistema 100 exemplar da Figura 1 descreve uma rede 102 que inclui o Servidor 104 e o nó 106, os quais são conectados a um nó de rede intermediário 110 por um enlace de rede correspondente 105 e 107, respectivamente. O nó de rede intermediário 110 na rede 102 também provê uma inter- conectividade com os nós de rede que são externos da perspectiva da rede 102 através do enlace de rede 111. O enlace de rede 111 é conectado a outro nó de rede intermediário 112, o qual provê também conectividade a uma pluralidade de nós de acesso 140, 140', 140'' através de enlaces de rede 141, 141', 141'', respectivamente.

Cada nó de acesso 140, 140', 140'' é descrito como provendo uma conectividade com uma pluralidade de N nós finais (144, 146), (144', 146'), (144", 146"), respectivamente, através de enlaces de acesso correspondentes (145, 147), (145', 147'), (145", 147"), respectivamente. No sistema de comunicação 100 exemplar, cada nó de acesso 140, 140', 140" é descrito como usando uma tecnologia sem fio, por exemplo, enlaces de acesso sem fio, para prover acesso. Uma área de cobertura de rádio, por exemplo, uma célula de comunicação, 148, 148', 148" de cada nó de acesso 140, 140', 140", respectivamente, é ilustrada como um circulo circundando o nó de acesso correspondente.

0 sistema de comunicação 100 exemplar é subseqüentemente usado como uma base para a descrição de várias modalidades da invenção. Modalidades alternativas da invenção incluem várias topologias de rede, em que o número e o tipo de nós de rede, o número e o tipo de nós de acesso, o número e o tipo de nós finais, o número e o tipo de Servidores e outros Agentes, o número e o tipo de enlaces, e a inter-conectividade entre nós podem diferir destes do sistema de comunicação 100 exemplar descrito na Figura 1.

Em várias modalidades da presente invenção, algumas das entidades funcionais descritas na Figura 1 podem ser omitidas ou combinadas. A localização ou o posicionamento destas entidades funcionais na rede pode também ser variado.

A Figura 2 provê uma ilustração detalhada de um nó final 200 exemplar, por exemplo, um terminal sem fio, tal como um nó móvel, implementado de acordo com a presente invenção. O nó final 200 exemplar, descrito na Figura 2, é uma representação detalhada de um equipamento que pode ser usado como qualquer um dos nós finais 144, 146, 144', 146', 144'', 146'', descritos na Figura 1. Na modalidade da Figura 2, o nó final 200 inclui um processador 204, uma interface de comunicação sem fio 230, uma interface de entrada/saida de usuário 240 e uma memória 210 acoplados conjuntamente por um barramento 206. Assim sendo, através do barramento 206, os vários componentes do nó final 200 podem trocar informação, sinais e dados. Os componentes 204, 206, 210, 230, 240 do nó final 200 estão localizados dentro de um alojamento 202.

A interface de comunicação sem fio 230 provê um mecanismo através do qual os componentes internos do nó final 200 podem enviar e receber sinais para/de dispositivos externos e nós de rede, por exemplo, nós de acesso. A interface de comunicação sem fio 230 inclui, por exemplo, um módulo receptor 232 com uma antena de recepção correspondente 236 e um módulo transmissor 234 com uma antena de transmissão correspondente 238 usada para acoplar o nó final 200 a outros nós de rede, por exemplo, através de canais de comunicação sem fio. Em algumas modalidades, o módulo transmissor 234 inclui um transmissor de multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM).

O nó final 200 exemplar também inclui um dispositivo de entrada de usuário 242, por exemplo, um teclado, e um dispositivo de saida de usuário 244, por exemplo, um visor, os quais são acoplados ao barramento 206 através da interface de entrada/saida de usuário 240. Assim, os dispositivos de entrada/saida de usuário 242, 244 podem trocar informação, sinais e dados com outros componentes do nó final 200 através da interface de entrada/saida de usuário 240 e do barramento 206. A interface de entrada/saída de usuário 240 e os dispositivos associados 242, 244 provêem um mecanismo através do qual um usuário pode operar o nó final 200 para realizar várias tarefas. Em particular, o dispositivo de entrada de usuário 242 e o dispositivo de saida de usuário 244 provêem a funcionalidade que permite ao usuário controlar o nó final 200 e aplicativos, por exemplo, módulos, programas, rotinas e/ou funções, que executam na memória 210 do nó final 200.

O processador 204 sob o controle de vários módulos, por exemplo, rotinas, incluídas na memória 210 controlam a operação do nó final 200 para realizar várias sinalizações e processamentos, como discutido abaixo. Os módulos incluídos na memória 210 são executados na inicialização ou quando chamado por outros módulos. Os módulos podem trocar dados, informação e sinais, quando executados. Os módulos também podem compartilhar dados e informação, quando executados. Na modalidade da Figura 2, a memória 210 do nó final 200 da presente invenção inclui um módulo de sinalização/controle 212 e dados de sinalização/controle 214.

O módulo de sinalização/controle 212 controla o processamento relacionado à recepção e ao envio de sinais, por exemplo, mensagens, para gerenciamento de armazenamento, recuperação e processamento de informação de estado. Os dados de sinalização/controle 214 incluem informação de estado, por exemplo, parâmetros, status e/ou outra informação relativa à operação do nó final. Em particular, os dados de sinalização/controle 214 incluem informação de configuração 216, por exemplo, a informação de identificação do nó final, e uma informação operacional 218, por exemplo, a informação sobre o estado de processamento atual, status de respostas pendentes, etc. O módulo 212 acessa e/ou modifica os dados 214, por exemplo, atualizando a informação de configuração 216 e/ou a informação operacional 218.

0 módulo de geração de mensagem 251 é responsável por gerar mensagens para várias operações do nó final 200.

A mensagem de notificação de vizinho 280 e a mensagem de sinalização 281 são mensagens exemplares geradas de acordo com esta invenção.

O módulo de seleção de enlace 213 é responsável por selecionar um enlace, por exemplo, o melhor enlace, da pluralidade de enlaces disponíveis para o nó final 200 para a transmissão da próxima mensagem pronta para ser transmitida pelo nó final 200. O algoritmo de seleção de enlace é baseado em vários parâmetros de qualidade de enlace, incluindo pelo menos, mas não limitado a, latência de enlace, condições de canal de enlace, taxa de erro de enlace, e exigências de potência de transmissão de enlace.

O módulo de determinação de identificador de ponto de anexação (PID) da camada física 270 é responsável por determinar o PID correspondente aos sinais de difusão recebidos de um nó de acesso. O módulo de determinação de PID 270 inclui um módulo de identificação de célula 271, um módulo de identificação de portadora 272, e um módulo de identificação de setor 273. Em algumas, mas não em todas as modalidades, uma combinação de identificador de célula, identificador de portadora e identificador de setor é usada como identificadores de ponto de anexação física. Cada um destes elementos identificadores corresponde a uma informação de identificação de camada física. Por exemplo, o identificador de célula identifica uma célula física ou um tipo de célula. O identificador de portadora identifica a portadora física, por exemplo, a freqüência portadora ou um bloco de tom enquanto o identificador de setor identifica um setor em uma célula correspondente. Nem toda esta informação precisa ser usada para implementar um PID e o elemento particular de um PID pode variar, dependendo da implementação do sistema. Por exemplo, em um sistema que não usa células setorizadas, não haveria necessidade de um ID de setor. De modo similar, em um sistema de portadora única pode não haver necessidade de um ID de portadora. Fazer uma determinação de PID, em um sistema exemplar, inclui as etapas de operar o módulo de identificação de célula 271 para determinar um identificador de célula, para operar o módulo de identificação de portadora 272 para a determinação de um identificador de portadora, e operar o módulo de identificação de setor 273 para a determinação de um identificador de setor. Assim, deve ser apreciado que diferentes sinais, que passam através de um único elemento físico transmissor, por exemplo, uma antena, podem corresponder a diferentes pontos de anexação de camada física, por exemplo, em que cada um dos diferentes pontos de anexação de camada física pode ser unicamente identificado pelo menos dentro de uma área local, por uma combinação de identificadores físicos. Por exemplo, deve ser apreciado que uma combinação de uma antena ou um identificador de setor em combinação com um primeiro identificador de portadora poderia ser usado para identificar um primeiro ponto de anexação de camada física, enquanto um segundo identificador de portadora em combinação com a mesma antena ou identificador de setor pode ser usado para identificar um segundo ponto de anexação de camada física.

A informação de identificadores de ponto de anexação de camada física (PIDs) 260 é uma lista de PIDs (PIDl 261, PID2 262), que são PIDs determinados usando o módulo de determinação de PID 270. Uma implementação exemplar de identificadores de ponto de anexação de camada fisica (PIDs) pode ser um identificador de conexão (CID), que pode ser incluído nas mensagens quando do envio e/ou da recepção de mensagens. Os CIDs exemplares particulares são discutidos também abaixo.

A memória 210 também inclui um módulo de notificação de vizinho 290, um módulo de controle de transmissão de mensagem 292, e um módulo de estabelecimento de enlace 294. O módulo de notificação de vizinho 290 é usado para transmitir uma notificação de vizinho, por exemplo, uma mensagem de notificação de vizinho 280, para nós de acesso. O módulo de controle de transmissão de mensagem 292 é usado para controlar o módulo transmissor 234. O módulo de estabelecimento de enlace 294 é usado para estabelecer enlaces de comunicação sem fio com os nós de acesso.

A Figura 3 provê uma ilustração detalhada de um nó de acesso 300 exemplar implementado de acordo com a presente invenção. 0 nó de acesso 300 exemplar, descrito na Figura 3, é uma representação detalhada de um equipamento que pode ser usado como qualquer um dos nós de acesso 140, 140', 140'', descritos na Figura 1. Na modalidade da Figura 3, o nó de acesso 300 inclui um processador 304, uma memória 310, uma interface de rede/interconexão 320 e uma interface de comunicação sem fio 330, acoplados conjuntamente por um barramento 306. Assim sendo, através do barramento 306, os vários componentes do nó de acesso 300 podem trocar informação, sinais e dados. Os componentes 304, 306, 310, 320, 330 do nó de acesso 300 estão localizados dentro de um alojamento 302.

A interface de rede/interconexão 320 provê um mecanismo através do qual os componentes internos do nó de acesso 300 podem enviar e receber sinais para/de dispositivos externos e nós de rede. A interface de rede/interconexão 320 inclui um módulo receptor 322 e um módulo transmissor 324 usados para acoplar o nó 300 a outros nós de rede, por exemplo, através de fios de cobre ou de linhas de fibra ótica. A interface de comunicação sem fio 330 também provê um mecanismo através do qual os componentes internos do nó de acesso 300 podem enviar e receber sinais para/de dispositivos externos e nós de rede, por exemplo, nós finais. A interface de comunicação sem fio 330 inclui, por exemplo, um módulo receptor 332 com uma antena de recepção correspondente 336 e um módulo transmissor 334 com uma antena de transmissão correspondente 338. A interface 330 é usada para acoplar o nó de acesso 300 a outros nós de rede, por exemplo, através de canais de comunicação sem fio.

O processador 304 sob o controle de vários módulos, por exemplo, rotinas, incluídos na memória 310, controla a operação do nó de acesso 300 para realizar várias sinalizações e processamentos. Os módulos incluídos na memória 310 são executados na inicialização ou chamados por outros módulos que podem estar presentes na memória 310. Os módulos podem trocar dados, informação e sinais, quando executados. Os módulos também podem compartilhar dados e informação, quando executados.

Na modalidade da Figura 3, a memória 310 do nó de acesso 300 da presente invenção inclui um módulo de geração de sinal 314 para gerar sinais, um módulo de roteamento de pacote 350 responsável pelo roteamento de sinais e mensagens, um módulo de mapeamento 312 que é responsável pelo mapeamento de PIDs para endereços da camada de rede, uma tabela de resolução de endereço 311 incluindo mapeamentos de PID para endereço IP 317. A memória 310 também inclui um módulo de identificação de nó final 351 que identifica os nós finais com os quais o nó de acesso 300 está em comunicação, uma informação de alocação de recurso de enlace ascendente 340 responsável por alocar recursos de enlace ascendente para os nós finais, incluindo recursos alocados a um nó final X 341, e uma informação de alocação de recurso de enlace descendente 345 responsável por alocar recursos de enlace descendente para os nós finais, incluindo recursos alocados a um nó final X 346.

Com referência, agora, brevemente à Figura 9, a Figura 9 ilustra uma tabela de resolução de endereço 311' , que pode ser usada como a tabela de resolução de endereço 311 mostrada na Figura 3. A tabela de resolução de endereço 311' inclui os PIDs 902, 904, 906, 908, 910 e 912 e uma informação indicando os endereços IP correspondentes 903, 905, 907, 909, 911 e 913, respectivamente. Cada um dos PIDs é localmente único, por exemplo, os PIDs de células imediatamente adjacentes são únicos entre si. Note que o conteúdo dos PIDs pode variar, dependendo das características físicas do nó de acesso e do número de pontos de anexação de camada física suportados pelo nó de acesso ao qual o PID corresponde. No exemplo da Figura 9, os PIDs 902, 904 correspondem a um primeiro nó de acesso (AN 1) , que suporta dois setores que usam a mesma portadora. Assim sendo, no caso do AN 1, é suficiente que o PID inclua um identificador de célula e um identificador de tipo de setor para identificar unicamente os pontos de anexação de camada física na célula. Os PIDs 906, 908, 910 correspondem a uma célula que suporta múltiplas portadoras e múltiplos setores. Assim sendo, os PIDs para o nó de acesso 2 são implementados como CIDs da mesma maneira que a usada em várias modalidades exemplares discutidas também aqui. O PID 912 corresponde a um terceiro nó de acesso, o qual inclui um setor único e usa uma portadora única. Assim sendo, é suficiente que o PID 6, que corresponde ao terceiro nó de acesso inclua apenas um identificador de célula, embora uma identificação de camada física adicional, por exemplo, um identificador de portadora e/ou de setor. A inclusão desta informação adicional pode ser desejável onde, de uma perspectiva de processamento, formatos PID consistentes através de múltiplas células sejam desejáveis.

Com referência agora à Figura 4, esta ilustra um Identificador de Conexão (CID) 400 exemplar implementado de acordo com esta invenção. O CID 400 inclui uma Inclinação 410, que é um identificador de célula, um Setor 420, que é um Identificador de Setor e uma Portadora 430, que é um identificador de freqüência de portadora também conhecido como identificador de bloco de tom.

Em um sistema de comunicação exemplar usando uma tecnologia OFDM, na camada física, o espectro é dividido em vários tons e reutilizado nas células e setores em áreas geográficas vizinhas. De modo a melhorar as características de interferência, os tons usados em cada célula/setor saltam ao longo do tempo, e diferentes células e setores nas áreas geográficas vizinhas usam diferentes seqüências de salto, que especificam como os tons devem saltar. As seqüências de salto são geradas usando uma função predeterminada controlada com duas variáveis de entrada, especificamente, o identificador de célula, por exemplo, um valor de inclinação e um identificador de setor. O identificador de setor pode ser implementado como um identificador de tipo de setor que indica qual de uma pluralidade de tipos possíveis de setor, um setor particular corresponde. Em uma modalidade, o valor de inclinação é um inteiro de 1 a 112, e o valor de identificador de setor é um inteiro de 0 a 5. As células vizinhas e setores usam pares diferentes de inclinação e identificador de setor, de modo que as seqüências de salto geradas sejam diferentes. Em uma modalidade, todos os setores em uma célula usam o mesmo valor de inclinação, mas identificadores de setor diferentes e células vizinhas, por exemplo, células fisicamente adjacentes usam diferentes valores de inclinação.

Além disso, o sistema de comunicação OFDM exemplar, em algumas modalidades, usa múltiplas portadoras ou blocos de tons, de modo que os tons disponíveis sejam agrupados em múltiplos blocos de tons. Os tons em um bloco de tom preferencialmente são contíguos. Em um sistema exemplar, o salto dos tons em um dado bloco de tom é limitado a este bloco de tom. Isto é, as seqüências de salto são tais que os tons podem saltar dentro do bloco de tom, mas não podem saltar através de múltiplos blocos de tons. Os blocos de tons são indexados com um identificador de portadora. Em uma modalidade, o identificador de portadora é um inteiro 0, 1 ou 2.

Quando um nó final estabelece uma conexão para obter serviços de rede sem fio, a entidade no lado de rede é um nó de acesso, por exemplo, uma estação base em uma célula/setor, e a conexão é definida com relação a um único bloco de tom. Portanto, no sistema de comunicação OFDM exemplar acima, uma combinação de inclinação, identificador de setor e identificador de portadora pode ser usada como um identificador localmente único que identifica a conexão para o terminal sem fio. A combinação é, deste modo, um identificador de conexão com base em um ou mais identificadores de camada física. Em uma modalidade, múltiplos terminais sem fio podem ter conexões com a mesma célula/setor de estação base no mesmo bloco de tom. Estas conexões normalmente compartilharão o mesmo identificador de conexão, uma vez que elas são conectadas ao mesmo ponto de anexação de camada física como definido pela combinação de célula, setor e bloco de tom. A combinação do identificador de conexão e de um identificador de terminal sem fio pode ser usada para indicar uma conexão de comunicação com um terminal sem fio particular.

Em geral, o identificador de conexão é um número ou uma combinação de números que identifica localmente e unicamente uma conexão. Em várias modalidades, o número ou números são parâmetros de característica de camada física. Em outra modalidade, por exemplo, uma modalidade exemplar de um sistema de comunicação CDMA, o identificador de conexão pode ser a combinação de um deslocamento de seqüência de pseudo-ruído (PN) e outro parâmetro, por exemplo, um identificador de portadora se múltiplas portadoras forem usadas.

A Figura 5 ilustra uma mensagem exemplar 500, de acordo com a presente invenção, a qual usa o Identificador de Conexão da Figura 4. A mensagem exemplar 500 é uma mensagem da camada de enlace a qual inclui um endereço de destino/origem CID. O endereço de destino/origem CID é um campo opcional nas mensagens de camada de enlace, de acordo com algumas modalidades da presente invenção. A mensagem da camada de enlace 500 inclui um campo Tipo de Controle de Camada de enlace (LLC) 510 que identifica o tipo de Corpo de Mensagem 530 incluído na mensagem 500. O CID 520 é um ID de Conexão na forma do ID de Conexão 400 da Figura 4. Em uma modalidade desta invenção, o campo CID 520 identifica um ponto de anexação físico de destino quando enviado de um nó final para um nó de acesso de acordo com a invenção e identifica uma anexação física de origem quando enviado de um nó de acesso para um nó final de acordo com a invenção.

A Figura 6 ilustra um método de comunicação exemplar e uma sinalização correspondente realizada de acordo com várias modalidades exemplares da invenção. Na Figura 6, o nó final 630 comunica com o nó de acesso 620 através do nó de acesso 610, sem um enlace de enlace ascendente sem fio entre o nó final 630 e o nó de acesso 620 e sem o nó final conhecer o endereço IP do nó de acesso 620. A sinalização é ilustrada no contexto do sistema exemplar 100 ilustrado na Figura 1. Os nós de acesso 610 e 620 são similares aos nós de acesso 140, 140' e 140'' do sistema 100 na Figura 1, e eles são implementados de acordo com o nó de acesso 300 da Figura 3. O nó final 630 é similar ao nó final 144, 146, 144', 146', 144" e 146" do sistema 100 na Figura 1, e é implementado de acordo com o nó final 200 na Figura 2.

Na Figura 6, o nó final 630 mantém um enlace bidirecional com o nó de acesso 610, o que significa que este pode enviar mensagens para e receber mensagens do nó de acesso 610. O nó final 630 na Figura 6, embora dentro da faixa de transmissão do nó de acesso 620, não tem um enlace ascendente com o nó de acesso 620. Isto significa que, enquanto o nó final 630 pode receber e processar uma informação de difusão enviada pelo nó de acesso 620 (por exemplo, as mensagens de difusão 640), o nó final 630 não pode enviar mensagens para o nó de acesso 620 através do ar e o nó de acesso 620 pode não receber e processar mensagens enviadas para este pelo nó final 630 através da interface aérea. Em uma modalidade desta invenção, isto pode ser porque o nó final 630 e o nó de acesso 620 não têm uma sincronização de temporização suficiente. Devido a certas limitações, por exemplo, uma capacidade de hardware limitada, o nó final 630 pode não ser capaz de estabelecer uma conexão de enlace ascendente com o nó de acesso 620 enquanto o nó final 630 atualmente tem uma conexão bidirecional com o nó de acesso 610. Em uma modalidade, os enlaces ascendentes usados pelo nó de acesso 610 e pelo nó de acesso 620 estão em diferentes portadoras, por exemplo, a banda de freqüência do enlace ascendente usada pelo nó de acesso 610 é diferente da banda de freqüência do enlace ascendente utilizado pelo nó de acesso 620. Se o nó final 630 puder apenas gerar um sinal de enlace ascendente em uma banda em um dado tempo, por exemplo, porque o nó final 630 apenas tem uma cadeia de freqüência de rádio (RF) , devido a considerações de custo, então, o nó final 630 não pode simultaneamente manter duas conexões de enlace ascendente em duas bandas de freqüência separadas. Em outra modalidade em que os enlaces ascendentes usados pelos nós de acesso 610 e 620 estão na mesma banda, os dois enlaces ascendentes podem não ser sincronizados no tempo, porque os dois nós de acesso não são sincronizados no tempo ou por causa da diferença no retardo de propagação para o sinal atingir os nós de acesso 610 e 620 do nó final 630. Se o nó final 630 puder gerar apenas um sinal de enlace ascendente de acordo com um esquema de sincronização de temporização em um momento, por exemplo, porque o nó final 630 tem uma única cadeia de processamento digital limitada a um esquema de temporização em um momento, então o nó final 630 não pode simultaneamente manter duas conexões de enlace ascendente, quando as conexões não forem suficientemente sincronizadas no tempo uma com a outra.

O nó final 630 recebe sinais de difusão 640, os quais são transmitidos pelo nó de acesso 620. Os sinais 640, de acordo com a modalidade desta invenção, são suficientes para determinar o ID de Conexão, similar ao CID 400 da Figura 4, correspondente à anexação fisica especifica do nó de acesso 620 que transmite o sinal de difusão 640. Os sinais 640 podem incluir um sinal de orientação (beacon) e/ou sinais pilotos que podem ser transmitidos através de um ou mais períodos de tempo de transmissão de símbolo.

O nó final 630 transmite uma mensagem 650 para o nó de acesso 610. Em uma modalidade exemplar desta invenção, a mensagem 650 é a mesma gue ou similar à mensagem exemplar 500 da Figura 5. O campo CID, eguivalente ao CID 520 da Figura 5 da mensagem 650 é ajustado para o identificador de conexão que identifica o ponto de anexação físico do nó de acesso 620 que difundiu o sinal 640. A mensagem 650 é então destinada para o nó de acesso 620, embora seja enviada para o nó de acesso 610. Note que, uma vez que o nó final 630, no exemplo da Figura 6, não tem um enlace ascendente com o nó de acesso 620, este não pode enviar a mensagem 650 diretamente para o nó de acesso 620.

O nó de acesso 610 recebe a mensagem 650 e examina o campo CID, correspondente ao CID 520 da Figura 5, da mensagem 650 e percebe, a partir do CID armazenado para a informação de identificação de camada de enlace que este não identifica um de seus próprios pontos de anexação físicos. Neste caso, o nó de acesso 610 busca em sua memória pelo CID da mensagem 650 para encontrar um mapeamento para um identificador de camada mais alta correspondente ao nó de acesso 620 (por exemplo, um endereço IP).

Por exemplo, uma estação base que inclui múltiplos setores operando sob um controlador de camada de enlace único e/ou múltiplas portadoras usadas sob um controlador de camada de enlace único pode ter múltiplos CIDs correspondendo a um identificador de camada de enlace correspondendo a um controlador de camada de enlace único. Nas modalidades onde controladores de camada de enlace separados são usados para cada setor e/ou portadora, diferentes identificadores de camada de enlace podem ser usados para cada um dos setores e/ou portadoras diferentes. Em algumas modalidades, há um mapeamento de um para um entre pontos de anexação físicos e camadas de enlace, mas isto não é necessário e pode haver vários pontos de anexação físicos operando sob uma camada de enlace único. Assim, múltiplos identificadores de camada física podem corresponder ao mesmo identificador de enlace de camada de enlace, mas cada identificador de conexão de identificador de camada física normalmente mapeia para, no máximo, um identificador de enlace de camada de enlace único.

Assumindo que um mapeamento para um endereço de camada mais alta seja encontrado, o nó de acesso 610 encapsula pelo menos parte da mensagem 650 em uma mensagem de camada de rede 660, a qual inclui um endereço de destino ajustado para o identificador de nó de acesso 620 e transmite a mensagem 660 para o nó de acesso 620. De acordo com esta invenção, a mensagem 660 também inclui um identificador de nó final 630, o identificador sendo, dependendo da modalidade, um dentre um endereço IP de nó final 630, um Identificador de Acesso de Rede (NAI) de nó final 630 e um identificador temporário. 0 nó de acesso 620 recebe a mensagem 660 e extrai a parte encapsulada da mensagem 650 desta. 0 nó de acesso 620 inspeciona o campo CID da parte encapsulada extraída de mensagem 650 e reconhece que o campo CID identifica um de seus próprios pontos de anexação físicos.

O nó de acesso 620 envia a mensagem 670, a qual inclui pelo menos parte da mensagem 650 recebida encapsulada na mensagem 660 pelo nó de acesso 620. A mensagem 670 também inclui um identificador de nó final 630 similar ao incluído na mensagem 660. O nó de acesso 610 então recebe a mensagem 670 e ao examinar o identificador de nó final incluído, determina que a mensagem 670 encapsula uma mensagem 680 destinada ao nó final 630. 0 nó de acesso 610 então envia uma mensagem 680 que inclui pelo menos parte da mensagem 670. De acordo com esta invenção, a mensagem 680 inclui o CID do ponto de anexação fisico do nó de acesso 620 que difunde o sinal 640.

O nó final 630 recebe uma mensagem 680 do nó de acesso 610, mas ao examinar o campo CID incluído na mensagem 680, por exemplo, ao comparar esta com uma informação CID armazenada, este determina que a mensagem 680 é originada do nó de acesso 620 em resposta à mensagem 650 enviada para ele anteriormente.

A Figura 7 ilustra uma sinalização exemplar realizada de acordo com várias modalidades da invenção. A sinalização é ilustrada no contexto do sistema exemplar 100 ilustrado na Figura 1. O nó final 710 é uma descrição simplificada do nó final 200 da Figura 2 e é o mesmo que ou similar aos nós finais 144, 146, 144', 146', 144", 146" do sistema 100 na Figura 1. Os nós de acesso 740 e 750 são similares aos nós de acesso 140, 140' e 140" do sistema 100 na Figura 1, e eles são implementados usando o nó de acesso 300 da Figura 3. Na Figura 7, o nó final 710 inclui um módulo de geração de mensagem 720 e um módulo de seleção de enlace 730. 0 módulo de geração de mensagem 720 da Figura 7 pode ser usado por aplicativos rodando no nó final 710 para gerar mensagens para suas finalidades. Por exemplo, um aplicativo de protocolo de controle de conexão pode ser incluído e ativo no nó final 710, permitindo que o nó final 710 comunique com os nós de acesso para fins de criação, desconexão e/ou modificação de enlaces entre o nó final 710 e um ou ambos os nós de acesso 740, 750. Outro exemplo é um aplicativo de qualidade de serviço (QoS), o qual pode ser incluído no nó final 710. O aplicativo QoS, quando presente, pode modificar as características QoS dos vários enlaces do nó final 710. 0 módulo de seleção de enlace 730 da Figura 7 mede várias métricas para a qualidade das conexões, incluindo latência de enlace, condições de canal de enlace, taxa de erro de enlace e exigências de potência de transmissão de enlace para determinar, por exemplo, com base em mensagem por mensagem ou em um ponto no tempo em particular, qual dos enlaces disponíveis é o mais apropriado para a transmissão da próxima mensagem.

A informação de qualidade de enlace resultante pode ser e, em várias modalidades é usada para determinar para qual da pluralidade de enlaces simultâneos uma mensagem deve ser transmitida em um ponto particular no tempo.

Na Figura 7, o nó final 710 mantém enlaces bidirecionais com os nós de acesso 740 e 750, o que significa que ele pode enviar mensagens para e receber mensagens dos nós de acesso 740 e 750. Nesta modalidade da invenção, o módulo de geração de mensagem 720 do nó final 710 gera uma mensagem 759 com um nó de acesso de destino final 740. A mensagem 759 é primeiramente enviada no módulo de seleção de enlace 730 do nó final 710. 0 módulo de seleção de enlace 730 seleciona o enlace entre os enlaces para os nós de acesso 740 e 750 pelos quais a próxima mensagem é para ser transmitida. A função de determinação de enlace é com base nas características de enlace incluindo pelo menos uma dentre latência de enlace, condições de canal de enlace, taxa de erro de enlace, e exigências de potência de transmissão de enlace.

Na modalidade exemplar desta invenção descrita na

Figura 7, o módulo de seleção de enlace 730 seleciona o enlace para o nó de acesso 740 e transmite a mensagem 760 através deste. A mensagem 760 inclui pelo menos parte da mensagem 759 e, em algumas modalidades da invenção, inclui os campos adicionais usados para a transmissão de uma mensagem através do enlace entre o nó final 710 e o nó de acesso 740. Por exemplo, os campos adicionais são, em algumas modalidades, campos de estrutura de enlace. Uma vez que o destino final das mensagens 759 e 760 é o nó de acesso 740, o nó de acesso 740 recebe a mensagem 760, processa a mensagem recebida e responde, por exemplo, ao transmitir a mensagem 765 para o nó final 710. A mensagem 765 é recebida pelo nó final 710 e entregue para o módulo de geração de mensagem como a mensagem 766. 0 módulo de geração de mensagem 720 gera uma segunda mensagem 769 com o destino final sendo o nó de acesso 740. A mensagem 769 é enviada para o módulo de seleção de enlace 730, o qual seleciona o enlace pelo qual a mensagem 769 é para ser transmitida. Nesta modalidade da invenção, o enlace para o nó de acesso 750 é selecionado e a mensagem 770 é transmitida para o nó de acesso 750. A mensagem 770 inclui pelo menos uma parte da mensagem 769 e, em algumas modalidades desta invenção, inclui campos adicionais usados para a transmissão da mensagem através do enlace entre o nó final 710 e 750. Por exemplo, os campos adicionais são, em algumas modalidades, campos de estrutura de enlace.

Em uma modalidade desta invenção, o módulo de seleção de enlace 730 adiciona um identificador, por exemplo, um identificador de ponto de anexação físico, do nó de acesso 740 em conjunto com pelo menos uma parte da mensagem 769 compreendendo a mensagem 770, porque o enlace selecionado pelo módulo de seleção de enlace 730 para a transmissão da mensagem 770 não corresponde ao destino final da mensagem 770, o qual é o nó de acesso 740. Em outra modalidade desta invenção, o módulo de seleção de enlace adiciona o identificador do destino final da mensagem 760 e 770, antes de transmitir as mensagens 760 e 770, independentemente de qual enlace é selecionado para sua transmissão. Em uma modalidade adicional desta invenção, as mensagens 759, 769 incluem o identificador de seu destino final. Por exemplo, em um exemplo da modalidade exemplar da Figura 7, o identificador de destino final corresponde ao nó de acesso 740.

Em uma modalidade exemplar desta invenção, a mensagem 770 é implementada de acordo com a mensagem 500 da Figura 5, onde o campo CID 520 identifica o nó de acesso 740. O nó de acesso 750 recebe a mensagem 770 e a processa. Ao examinar o destino final da mensagem 770, por exemplo, um identificador de ponto de anexação físico no campo CID 520 da mensagem 500 da Figura 5, o nó de acesso 750 determina que a mensagem 770 não é pretendida para ele mesmo, mas para algum outro nó identificado pelo identificador de destino final (por exemplo, um CID no campo CID). O nó de acesso 750 consulta o identificador de ponto de anexação físico (PID) incluído na mensagem 770 em sua tabela de resolução de endereço (veja a tabela de resolução de endereço 311 no nó de acesso 300 da Figura 3), para encontrar o endereço de rede (por exemplo, um endereço IP) correspondendo ao PID incluído na mensagem 770.

O nó de acesso 750 encapsula pelo menos uma parte da mensagem 770 em um cabeçalho de camada de rede apropriado e transmite a mensagem 775 para o nó de acesso 740. A mensagem 775 inclui pelo menos: uma parte da mensagem 770, e pelo menos parte do endereço IP do nó de acesso 740. Além disso, a mensagem 775 pode em várias modalidades incluir parte ou todo dentre os a seguir: o endereço IP do nó de acesso 750, o PID do nó de acesso 740 incluído na mensagem 770, o PID do nó de acesso 750 através do qual a mensagem 770 foi recebida, o identificador de nó final 710 e identificadores de sessão para o encapsulamento (também denominado de tunelamento) de mensagens entre o nó de acesso 750 e o nó de acesso 740. O nó de acesso 740 recebe a mensagem 775, a qual reconhece como uma mensagem pretendida para si mesmo do PID de destino incluído na mensagem 775.

Em uma modalidade desta invenção, o nó de acesso 740 responde pela transmissão da mensagem 780, a qual inclui pelo menos parte da mensagem 775. O nó de acesso 750 recebe a mensagem 780, a qual inclui um identificador de nó final 710 e envia a mensagem 785 para o nó final 710. A mensagem 785 inclui pelo menos parte da mensagem 780. O nó final 710 recebe a mensagem 785 e encaminha a mensagem 786 para o módulo de geração de mensagem 720.

Em outra modalidade desta invenção, o nó de acesso 740 responde ao transmitir, para o nó final 710, a mensagem 780' incluindo pelo menos parte da mensagem 775. A mensagem 780' é transmitida através do enlace direto entre o nó de acesso 740 e o nó final 710.

A Figura 8 ilustra uma sinalização exemplar realizada de acordo com as modalidades exemplares da invenção, em que um nó final é usado como parte de uma descoberta de vizinho e um processo de atualização de informação de roteamento CID. A sinalização é ilustrada no contexto de um sistema exemplar, tal como o sistema 100 ilustrado na Figura 1. O nó final 810 é uma descrição simplificada do nó final 200 da Figura 2 e é o mesmo ou similar aos nós finais 144, 146, 144', 146', 144", 146" do sistema 100 na Figura 1. Os nós de acesso 840 e 850 são os mesmos que ou similares aos nós de acesso 140, 140', 140" do sistema 100 na Figura 1, e eles podem ser implementados, por exemplo, usando nós de acesso do tipo ilustrado na Figura 3. No exemplo da Figura 8, o nó final 810 tem um enlace de comunicação bidirecional com o nó de acesso 840, permitindo que ele envie mensagens para e receba mensagens do nó de acesso 840.

Na Figura 8, o nó final 810 gera e transmite uma mensagem 860 para o nó de acesso 840. A mensagem 860 inclui um identificador que identifica o nó de acesso 850 como o destino da mensagem. O nó de acesso 840 recebe a mensagem 860 e tenta resolver o identificador de nó de acesso 850 incluido na mensagem para um endereço de rede, pela busca de sua tabela de resolução de endereço, por exemplo, a tabela de resolução de endereço 311 do nó de acesso 300 da Figura 3. No exemplo da Figura 8, o nó de acesso 840 falha em resolver o identificador. 0 nó de acesso 840 então transmite a mensagem 865 para o nó final 810. A mensagem 8 65 inclui uma indicação de que um roteamento de uma mensagem não foi possível devido a uma falha de resolução.

Em uma modalidade desta invenção, o nó final 810 neste ponto estabelece um enlace de comunicação bidirecional com o nó de acesso 850 pela troca de uma variedade de mensagens mostradas como a mensagem de seta dupla 870 na Figura 8. Contudo, isto não é necessário se um enlace bidirecional já existir com o nó de acesso 850. Em outro exemplo no qual a invenção é usada, o nó final 810 já tem um enlace bidirecional com o nó de acesso 850, além do enlace com o nó de acesso 840.

Usando o enlace com o nó de acesso 850, o nó final 810 transmite uma nova mensagem de notificação de vizinho 875 para o nó de acesso 850. A mensagem 875 inclui pelo menos um identificador de um nó de acesso 840 e o endereço de camada de rede do nó de acesso 840. Desta forma, o nó de acesso 850 é fornecido com um identificador, por exemplo, um PID do nó de acesso 840 e um endereço de camada de enlace correspondente, por exemplo, um endereço MAC, cujo nó de acesso 850 pode endereçar e armazenar para resolução futura da camada física para o identificador da camada de rede. Em uma modalidade desta invenção, o identificador de nó de acesso 840 é um identificador de ponto de anexação físico; em outra modalidade desta invenção, é um identificador de camada de enlace. O identificador de camada de rede do nó de acesso 840 é conhecido pelo nó final 810 das mensagens de comunicação 897 comunicadas para o nó final 810 durante ou após o estabelecimento do enlace com o nó de acesso 840.

Em uma modalidade alternativa desta invenção, o nó final 810 envia a mensagem 875', ao invés da mensagem 875. A mensagem 875' tem o mesmo conteúdo de mensagem ou um similar à mensagem 875, mas é enviada para o nó de acesso 850 através do nó de acesso 840, ao invés do nó de acesso 850 diretamente. O nó de acesso 840 então direciona a mensagem 875' como a mensagem 875' ' para o nó de acesso 850. Note que, diferentemente da mensagem 860, a mensagem 875' é uma mensagem de camada de rede que inclui o endereço de rede do nó de acesso 850 como seu destino. O endereço de rede do nó de acesso 850 é conhecido pelo nó final 810 de mensagens de comunicação 8 99 comunicadas durante ou após o estabelecimento do enlace com o nó de acesso 850. Por esta razão, o nó de acesso 840 pode direcionar a mensagem 875' ' para o nó de acesso 850 usando um endereço de rede do nó de acesso 850, por exemplo, o endereço IP, sem ter que realizar um CID para uma operação de resolução de endereço.

O nó de acesso 850 recebe uma mensagem 875 e envia uma nova mensagem de criação de vizinho 880 para o endereço de rede do nó de acesso 840, recuperado da mensagem 875. A mensagem 880 inclui um identificador de conexão para mapeamentos de endereço de camada de rede para o nó de acesso 850. Em outra modalidade desta invenção, a mensagem 880 inclui identificadores de camada de enlace para mapeamentos de endereço de camada de rede para o nó de acesso 850. Em outra modalidade desta invenção, a mensagem 880 inclui uma informação de vizinho adicional usada para a acomodação de transferências (handoffs) de nó final, incluindo, mas não limitado a, identificadores de endereço de túnel e de sessão de túnel para redirecionamento de pacote entre os nós de acesso 840 e 850, capacidades de nó de acesso 850 com relação à qualidade de serviço, carregamento, protocolos e aplicativos suportados. O nó de acesso 840 recebe a mensagem 880 e armazena a informação incluída na mensagem 880 em sua memória, por exemplo, para uso futuro em CID para operações de resolução de endereço de rede. O nó de acesso 840 responde com a mensagem 882 confirmando a recepção da informação incluída na mensagem 880.

Em outra modalidade desta invenção, o nó de acesso 840 inclui em uma mensagem 882 algum identificador de conexão para mapeamentos de endereço de camada de rede para o nó de acesso 850, identificadores de camada de enlace para mapeamentos de endereço de camada de rede para o nó de acesso 850, uma informação de vizinho usada para a acomodação de transferências (handoffs) de nó final, incluindo, mas não limitado a, identificadores de endereço de túnel e de sessão de túnel para redirecionamento de pacote entre os nós de acesso 840 e 850, e/ou uma informação indicando as capacidades do nó de acesso 840 com relação à qualidade de serviço, carregamento, protocolos e aplicativos suportados. O nó de acesso 840 recebe a mensagem 880 e armazena a informação incluída na mensagem 880 em sua memória, por exemplo, para uso futuro no roteamento de mensagens. Nesta modalidade particular da invenção, as mensagens 883 e 884 não são usadas. Em outra modalidade desta invenção, a mensagem 882 do nó de acesso 840 inclui uma confirmação da recepção da informação incluída na mensagem 880. Nesta modalidade da invenção, o nó de acesso 840 envia a mensagem 883 incluindo pelo menos algum identificador de conexão para mapeamentos de endereço de camada de rede para o nó de acesso 850, identificadores de camada de enlace para mapeamentos de endereço de camada de rede para o nó de acesso 850, uma informação de vizinho usada para a acomodação de transferências (handoffs) de nó final, incluindo, mas não limitado a identificadores de endereço de túnel e de sessão de túnel para redirecionamento de pacote entre os nós de acesso 840 e 850, capacidades de nó de acesso 840 com relação à qualidade de serviço, carregamento, protocolos, e aplicativos suportados. O nó de acesso 850 recebe a mensagem 883 e armazena a informação incluída na mensagem 883 em sua memória, por exemplo, para uso futuro. O nó de acesso 850 responde com a mensagem 884 confirmando a recepção da informação.

Seguindo às trocas de informação de vizinho e identificador para mapeamentos de endereço entre os nós de acesso 840 e 850 através da mensagem 880, 882 e opcionalmente 883 e 884, o nó final 810 envia uma mensagem 890 para o nó de acesso 840. Como a mensagem 8 60, em uma modalidade da invenção, a mensagem 8 90 também é a mesma que ou similar à mensagem 500 da Figura 5. A mensagem 890 identifica como seu destino final o nó de acesso 850. O nó de acesso 840 recebe a mensagem 890, busca em sua memória por um mapeamento entre o identificador de nó de acesso 850 e um endereço de rede para o nó 850 e encontra o endereço de rede em sua tabela de resolução de endereço, a qual foi anteriormente preenchida pela mensagem 880. O nó de acesso 840 encapsula a mensagem 890 de acordo com a informação na tabela de resolução e a envia para o nó de acesso 850 na forma da mensagem 891. 0 nó de acesso 850 responde com a mensagem 8 92 novamente usando a informação em sua tabela de resolução de endereço e a mensagem 891. 0 nó de acesso 840 envia a mensagem 893 para o nó final 810 incluindo pelo menos parte da mensagem 892 recebida do nó de acesso 850 completando a troca de comunicação entre o nó final 810 e o nó de acesso 850 através do nó de acesso 840.

Da maneira descrita acima, através do uso de mensagens do nó final 810, os nós de acesso 840 e 850 são providos com um endereço e/ou uma informação PID sobre cada outro que pode ser usado no roteamento subseqüentemente ás mensagens recebidas. Assim sendo, como os nós de acesso são adicionados à rede, os nós finais podem servir para a descoberta de sua presença de sinais de difusão e notificam os nós de acesso de seus vizinhos. Como parte do processo de notificação, uma informação de endereço suficiente é distribuída para facilitar o roteamento baseado em PID de rede das mensagens após o processo de notificação ter sido completado.

Em várias modalidades, os nós descritos aqui são implementados usando um ou mais módulos para realizar as etapas correspondentes a um ou mais métodos da presente invenção, por exemplo, processamento de sinal, geração de mensagem e/ou etapas de transmissão. Assim, em algumas modalidades, várias características da presente invenção são implementadas usando módulos. Tais módulos podem ser implementados usando software, hardware ou uma combinação de software e hardware. Muitos dos métodos descritos acima ou das etapas de método podem ser implementados usando instruções executáveis por máquina, tal como software, incluídas em um meio legível por máquina, tal como um dispositivo de memória, por exemplo, RAM, disco flexível, etc., para controlar uma máquina, por exemplo, um computador de propósito geral com ou sem hardware adicional, para implementar todas ou uma parte dos métodos descritos acima, por exemplo, em um ou mais nós. Assim sendo, dentre outras coisas, a presente invenção é direcionada a um meio legível por máquina incluindo instruções executáveis por máquina para ocasionar a uma máquina, por exemplo, processador e hardware associado, a realizar uma ou mais das etapas do(s) método(s) descrito(s) acima.

Inúmeras variações adicionais nos métodos e equipamento da presente invenção descritos acima serão evidentes para aqueles versados na técnica, tendo em vista a descrição acima da invenção. Estas variações devem ser consideradas como estando dentro do escopo da invenção. Os métodos e equipamento da presente invenção podem ser, e em várias modalidades são, usados com CDMA, multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM), ou vários outros tipos de técnicas de comunicação que podem ser usados para prover enlaces de comunicação sem fio entre nós de acesso e nós móveis. Em algumas modalidades, os nós de acesso são implementados como estações bases que estabelecem enlaces de comunicação com nós móveis usando OFDM e/ou CDMA. Em várias modalidades, os nós móveis são implementados como computadores notebook, assistentes de dados pessoais (PDAs), ou outros dispositivos portáteis incluindo circuitos receptor/transmissor e lógica e/ou rotinas, para implementar os métodos da presente invenção.

Claims (37)

1. Método de comunicação para uso em um sistema incluindo um nó final, um primeiro nó de acesso e um segundo nó de acesso, o método compreendendo: - operar o nó final para: receber uma informação de difusão do segundo nó de acesso; - determinar um identificador de ponto de anexação físico correspondendo ao segundo nó de acesso a partir da informação de difusão; selecionar, a informação de comunicação para o ponto de anexação físico correspondendo ao segundo nó de acesso, entre i) um primeiro enlace de comunicação que o nó final tem com o primeiro nó de acesso e ii) um segundo enlace de comunicação que o nó final tem com o segundo nó de acesso, o primeiro e o segundo enlaces suportando a sinalização de enlace ascendente, o nó final possuindo o primeiro e segundo enlaces de comunicação ao mesmo tempo; e quando o enlace com o primeiro nó de acesso for selecionado para comunicar a informação para o ponto de anexação físico incluído no segundo nó de acesso: - transmitir um primeiro sinal incluindo o identificador do ponto de anexação físico para o primeiro nó de acesso, o primeiro sinal incluindo o identificador do ponto de anexação físico correspondendo ao segundo nó de acesso, e a informação a ser entregue para o segundo nó de acesso.

2. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 1, em que: - o segundo nó de acesso inclui múltiplos pontos de anexação físicos que compartilham um endereço da camada de enlace, o ponto de anexação físico no segundo nó de acesso sendo um dos múltiplos pontos de anexação físicos; e - transmitir o primeiro sinal inclui transmitir o sinal através de um enlace de comunicação sem fio.

3. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 1, em que o nó final está dentro de uma área de cobertura de difusão na qual o primeiro e segundo nós de acesso, cada qual, difundem sinais.

4. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 1, em que o nó final tem um enlace de comunicação bidirecional com o primeiro nó de acesso e pelo menos um enlace ascendente com o segundo nó de acesso.

5. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 1, em que o nó final tem um enlace de comunicação bidirecional com o primeiro e segundo nós de acesso.

6. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 1, em que a informação de difusão inclui uma pluralidade de sinais de orientação.

7. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 6, em que a etapa de operar o nó final para determinar um identificador de ponto de anexação físico inclui determinar dos sinais de orientação recebidos: um primeiro identificador que é um identificador de célula.

8. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 7, em que a etapa de operar o nó final para determinar um identificador de ponto de anexação físico também inclui: - determinar um segundo identificador dos sinais de orientação recebidos, o segundo identificador sendo um identificador de portadora.

9. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 8, em que a etapa de operar o nó final para determinar um identificador de ponto de anexação fisico também inclui: - determinar um terceiro identificador dos sinais de orientação recebidos, o terceiro identificador sendo um identificador de setor.

10. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 6, em que a etapa de operar o nó final para determinar um identificador de ponto de anexação fisico inclui determinar pelo menos dois dos três identificadores a seguir dos sinais de orientação recebidos correspondentes ao segundo nó de acesso: i) um identificador de célula, ii) um identificador de portadora e iii) um identificador de setor; e em que a etapa de transmitir um primeiro sinal inclui comunicar um identificador de ponto de anexação fisico incluindo pelo menos dois identificadores determinados para o primeiro nó de acesso.

11. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 10, compreendendo também: - operar o nó final para receber do primeiro nó de acesso um sinal incluindo um identificador de origem de mensagem, o identificador de origem de mensagem incluindo pelo menos dois identificadores determinados correspondendo ao segundo nó de acesso.

12. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 10, em que o identificador de ponto de anexação fisico identifica um ponto de conexão fisico no segundo nó de acesso, o identificador de ponto de anexação fisico sendo único dentro de áreas de recepção de nós finais sobrepostas.

13. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro e segundo nós de acesso são estações bases; e em que operar o nó final para transmitir inclui operar o nó final para transmitir sinais OFDM.

14. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 2, compreendendo também: - operar o primeiro nó de acesso para receber o primeiro sinal; - operar o primeiro nó de acesso para determinar um endereço de camada de rede correspondendo ao identificador de ponto de anexação físico incluído no primeiro sinal; e - operar o primeiro nó de acesso para transmitir um pacote incluindo o endereço de camada de rede determinado como um endereço de destino, o identificador de ponto de anexação físico correspondendo ao segundo nó de acesso, e incluindo a informação a ser entregue para o segundo nó de acesso.

15. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 14, em que: - o pacote também inclui um identificador de nó final identificando o nó final que transmitiu o primeiro sinal, e o encapsulamento é usado para incluir a informação a ser entregue para o segundo nó de acesso no pacote.

16. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 15, em que o primeiro sinal é uma primeira mensagem que não inclui um identificador de nó final, o primeiro sinal sendo comunicado usando recursos de sinalização de enlace ascendente dedicados ao nó final, o método compreendendo também: - operar o primeiro nó de acesso para determinar o identificador de nó final correspondendo ao primeiro sinal; e em que o primeiro nó de acesso inclui o identificador de nó final determinado no pacote transmitido.

17. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 16, compreendendo também: - operar o primeiro nó de acesso para receber um pacote do segundo nó de acesso, o pacote recebido incluindo o identificador de nó final e o identificador de ponto de anexação físico.

18. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 17, compreendendo também: - operar o primeiro nó de acesso para transmitir um sinal para o nó final, o sinal incluindo o identificador de ponto de anexação físico e pelo menos alguma informação obtida do pacote recebido do segundo nó de acesso.

19. Método de comunicação, de acordo com a reivindicação 18, em que o sinal transmitido para o nó final é transmitido usando um recurso de comunicação dedicado para o nó final e não inclui um identificador de nó final.

20. Terminal sem fio, compreendendo: um primeiro módulo receptor para receber informação de difusão de um segundo nó de acesso; - um módulo de determinação de identificador de ponto de anexação físico para determinar, da informação de difusão, um identificador de ponto de anexação físico correspondendo a um ponto de acesso no segundo nó de acesso; - um módulo de seleção para selecionar, a informação de comunicação para o ponto de anexação físico correspondendo ao segundo nó de acesso, entre i) um primeiro enlace de comunicação que o nó final tem com o primeiro nó de acesso e ii) um segundo enlace de comunicação que o nó final tem com o segundo nó de acesso, o primeiro e o segundo enlaces suportando a sinalização de enlace ascendente, o nó final possuindo primeiro e segundo enlaces de comunicação ao mesmo tempo; e - um primeiro módulo transmissor para transmitir para o primeiro nó de acesso, quando o enlace com o primeiro nó de acesso for selecionado para comunicar a informação para o ponto de anexação físico incluído no segundo nó de acesso, o primeiro sinal incluindo o identificador do ponto de anexação físico, o primeiro sinal incluindo, em adição o identificador do ponto de anexação físico, e a informação a ser entregue para o segundo nó de acesso.

21. Terminal sem fio, de acordo com a reivindicação 20, em que: o ponto de acesso físico é um de uma pluralidade de pontos de acesso físicos no segundo nó de acesso que compartilham um endereço de camada de enlace comum usado para direcionar os pacotes para o segundo nó de acesso; e - o transmissor é um transmissor sem fio para transmitir o primeiro sinal como um sinal OFDM através de um enlace de comunicação sem fio.

22. Terminal sem fio, de acordo com a reivindicação 20, em que: - o terminal sem fio está dentro de uma área de cobertura de difusão na qual o primeiro e segundo nós de acesso, cada qual, difundem sinais; e o nó final tem um enlace de comunicação bidirecional com o primeiro nó de acesso e não tem um enlace ascendente com o segundo nó de acesso.

23. Terminal sem fio, de acordo com a reivindicação 20, em que: - a informação de difusão inclui uma pluralidade de sinais de orientação, e - o módulo de determinação de identificador de ponto de anexação fisico inclui um módulo de determinação de identificador de célula para determinar um primeiro identificador de um ou mais dos sinais de orientação recebidos, o primeiro identificador sendo um identificador de célula.

24. Terminal sem fio, de acordo com a reivindicação 23, em que o módulo de determinação de identificador de ponto de anexação fisico também inclui um módulo de determinação de identificador de portadora para determinar um segundo identificador de um ou mais dos sinais de orientação recebidos, o segundo identificador sendo um identificador de portadora.

25. Terminal sem fio, de acordo com a reivindicação 24, em que o módulo de determinação de identificador também inclui um módulo de identificador de setor para determinar um terceiro identificador de um ou mais dos sinais de orientação recebidos, o terceiro identificador sendo um identificador de setor.

26. Método para operar um primeiro nó de acesso, o método compreendendo: - receber um primeiro sinal de um nó final, o primeiro sinal incluindo um identificador de ponto de anexação fisico correspondendo ao segundo nó de acesso e a informação a ser entregue para o segundo nó de acesso; - determinar um endereço de camada de rede correspondendo a um identificador de ponto de anexação fisico incluído no primeiro sinal; e - transmitir um pacote incluindo o endereço de camada de rede determinado como um endereço de destino, o identificador de ponto de anexação físico correspondendo ao segundo nó de acesso, e incluindo a informação obtida do primeiro sinal.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, em que: o endereço de camada de rede determinado corresponde a múltiplos pontos de anexação físicos no segundo nó de acesso; e - o pacote também inclui um identificador de nó final identificando o nó final que transmitiu o primeiro sinal.

28. Método, de acordo com a reivindicação 26, em que: - o pacote também inclui um identificador de nó final identificando o nó final que transmitiu o primeiro sinal; e - o primeiro sinal é uma primeira mensagem que não inclui um identificador de nó final, o primeiro sinal sendo comunicado usando recursos de sinalização de enlace ascendente dedicados para o nó final, o método compreendendo também: determinar o identificador de nó final correspondendo ao primeiro sinal; e - incluir o identificador de nó final determinado no pacote transmitido.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, compreendendo também: - receber um pacote de um segundo nó de acesso, o pacote recebido incluindo o identificador de nó final e o identificador de ponto de anexação físico.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, compreendendo também: - transmitir um sinal para o nó final, o sinal incluindo o identificador de ponto de anexação físico e pelo menos alguma informação obtida do pacote recebido do segundo nó de acesso.

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, em que: - o sinal transmitido para o nó final é transmitido usando um recurso de comunicação dedicado para o nó final e não inclui um identificador de nó final, e - o encapsulamento é usado para incluir a informação a ser entregue para o segundo nó de acesso no pacote.

32. Estação base, compreendendo: - um módulo receptor para receber de um terminal sem fio um primeiro sinal incluindo um identificador de ponto de anexação físico identificando um ponto de anexação físico correspondendo a um ponto de anexação físico na segunda estação base e a informação a ser entregue ao ponto de anexação físico; - uma tabela de resolução de endereço incluindo mapeamento de informação de pelo menos um identificador de ponto de anexação físico para um endereço de camada de rede; - um módulo de mapeamento para determinar da tabela de resolução de endereço um endereço de camada de rede correspondendo ao identificador de ponto de anexação físico incluído no primeiro sinal; e - um módulo de interface de rede para transmitir um pacote incluindo o endereço de camada de rede determinado como um endereço de destino e incluindo o identificador de ponto de anexação físico e a informação a ser entregue para o ponto de anexação físico.

33. Estação base, de acordo com a reivindicação -32, compreendendo também: - um módulo de geração de sinal para gerar o pacote incluindo o endereço de camada de rede determinado e para incluir no pacote um identificador de nó final identificando o terminal sem fio que transmitiu o primeiro sinal.

34. Estação base, de acordo com a reivindicação -33, em que o primeiro sinal é uma primeira mensagem que não inclui um identificador de nó final; a estação base incluindo também: - uma memória incluindo informação de alocação de recurso armazenada identificando nós finais para os quais recursos de enlace ascendente foram alocados; - um módulo de identificação de nó final para determinar um identificador de nó final correspondendo a um nó final para o qual um recurso de enlace ascendente usado para comunicar o primeiro sinal recebido foi dedicado; e em que o módulo de geração de sinal inclui o identificador de nó final determinado no pacote transmitido.

35. Estação base, de acordo com a reivindicação -34, compreendendo também: um módulo de roteamento de pacote para direcionar os pacotes incluindo o identificador de nó final e o identificador de ponto de anexação físico como uma função do identificador de ponto de anexação físico.

36. Estação base, de acordo com a reivindicação -35, compreendendo também: - um módulo de transmissão para transmitir sinais para o nó final, os quais incluem o identificador de ponto de anexação físico e pelo menos alguma informação obtida de um ou mais pacotes recebidos da segunda estação base.

37. Estação base, de acordo com a reivindicação -36, em que: a memória também inclui uma informação de alocação de recurso de enlace descendente; e o sinal transmitido para o nó final é transmitido usando um recurso de comunicação de enlace descendente dedicado ao nó final e não inclui um identificador de nó final, e o módulo de geração de sinal usa o encapsulamento para incluir a informação no pacote.