BRPI0805431A2 - estação terminal e topologia de rede wimax adchoc-mesh - Google Patents

Abstract

ESTAçãO TERMINAL E TOPOLOGIA DE REDE WIMAX ADHOC-MESH. Que integram uma rede WiMAX a outras redes, tais como ad/ioc-mesh ou WIFì, proporcionando uma infra-estrutura flexível e abrangente de telecomunicações sem fio de alto desempenho, com alto grau de capilaridade e auto-configurável, capaz de prover serviços de dados, voz e vídeo/multimídia.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção ESTAÇÃO TERMINALE TOPOLOGIA DE REDE WIMAX ADHOC-MESH.

A presente invenção refere-se a sistemas de comunicação sem fio,e mais especificamente a um dispositivo que viabiliza uma topologia de rede queintegra uma rede WiMAX com uma rede adhoc-mesh.

A tecnologia WiMAX (Worldwide Interoperabihty for MicrowaveAccess) tem se firmado mundialmente como uma das principais infra-estruturasde telecomunicações, por ser uma tecnologia de banda larga sem fio de altavelocidade e de longo alcance, capaz de operar em ampla faixa de freqüência(teoricamente de 2 a 66 GHz). Baseia-se na tecnologia OFDMA (OrthogonalFrequency Division Multipie Access), que proporciona maior desempenho quandocomparada com as demais tecnologias de conectividade sem fio de áreaestendida.

A tecnologia WiMAX é definida para o acesso terrestre emfreqüências licenciadas ou não. O método de acesso é baseado em umatopologia de rede celular, composta de estações de assinante (SS, subscriberstatiorí) e estações rádio-base (BS, base statiorí). As BSs funcionam como pontosde acesso para SSs, e as SSs permitem o acesso à rede WiMAX para o usuário.

O padrão IEEE 802.16, que especifica a tecnologia WiMAX, defineas camadas física (PHY, physical) e de acesso ao meio (MAC, médium accesscontrot), e suas versões futuras já prevêem a inclusão de um novo elemento detopologia, que é a estação de repasse (RS, re/ay statiorí), cujo objetivo é garantira conexão da SS fora da área de cobertura da BS, através do repasse depacotes. A RS consiste basicamente de uma BS simplificada, com menor númerode funcionalidades.

Além da RS, a extensão da cobertura a usuários finais pode serobtida em conjunto com outras tecnologias, como por exemplo a tecnologia WiFi{Wire/essFidelity), especificada pelo padrão IEEE 802.11. Nesta situação, pontosde acesso (AP, access point) WiFi estariam conectados externamente a SS, eproveriam conexão aos terminais WiFi de forma ponto-multiponto.Porém, o padrão IEEE 802.16 não especifica como poderia ser feitaa comunicação entre o sistema WiMAX e demais padrões de comunicação, comopor exemplo o IEEE 802.11. Não existe uma arquitetura definida, na qual osterminais WiFi possam se organizar em uma topologia adhoc-mesh, ou seja, umaorganização de forma autoconfigurável que possa encaminhar seus própriospacotes de dados em direção à Estação Terminal WiMAX (estação de assinante,SS), que por sua vez funcionaria como um ponto de conexão com as redesexternas (gateway).

O documento de patente US2005232179 ("Muitipie-radio missioncritical wireiess mesh networks") descreve uma rede com topologia mesh e umaestação de repasse RS com pelo menos dois rádios para o encaminhamento depacotes. Essa solução tenta minimizar a degradação da largura de bandarelacionada a redes mesh que contém um único elemento físico de rádio.Entretanto, o documento não revela como implementar ou realizar a conexãoentre a rede mesh e o backbone (espinha dorsal, esquema de ligações centraisde um sistema de telecomunicações), e nem se refere a um sistema WiMAX.

O documento de patente US2006098614 ("Apparatus and methodfor providing indoor and outdoor wireiess access in broadband wireiess accesscommunication system") se refere a um método e um dispositivo para proveracesso sem fio em banda larga. O foco dessa solução está na infra-estrutura,tratando a autenticação de um terminal de acesso, a alocação de um endereçoIP (IP, Internet protocol) privado a esse terminal e sua translação para umendereço IP público. Porém, este documento de patente não revela como aestação WiFi (denominada Bridge WiMAX móvel) proporciona o acesso a umarede adhoc-mesh.

O documento de patente US2008186900 ("Enhancing wimaxperformance with subcriber stations acting as ad hoc repeaters") foca naresolução da perda de conexão pela falta de linha de visada (LOS, Iine ofsight)em redes WiMAX, mas também não se refere ao acesso a uma rede adhocmesh.As redes WiMAX operam geralmente com bandas de freqüência emtorno e acima de 2,5 gigahertz (GHz), nas quais é necessária a linha de visada(LOS) para obtenção dessas altas taxas. Diz-se que há linha de visada (LOS)quando não há obstáculos entre as antenas do transmissor e do receptor. Emáreas urbanas, a densidade de obstáculos é maior, implicando em maiorprobabilidade de não haver linha de visada.

Uma das soluções para tal problema seria adicionar mais EstaçõesBase WiMAX (BS), o que na maioria dos casos é economicamente inviável. Outrapossível solução seria utilizar repetidores de sinal de rádio freqüência (RF), quepor sua vez inseriria um ruído bastante significativo e inaceitável no sinal detransmissão. A terceira solução seria o uso de técnicas de diversidade deantenas como MIMO (Multiple Input Multiple Outpuf), que apresentam baixocusto, mas não são efetivas, pois fornecem um ganho de três decibéis (+3 dB)enquanto a perda por falta de linha de visada ultrapassa os seis decibéis (-6 dB).

Em virtude do acima exposto, é objetivo da presente invençãoprover um dispositivo capaz de integrar uma rede WiMAX com uma rede adhocmesh.

É também objetivo desta invenção prover uma topologia de redeque utilize esse dispositivo, interconectando a rede WiMAX e adhoc-mesh, demodo que sejam minimizados ou eliminados os problemas referentes à falta decobertura de rede sem que seja necessário o uso de equipamentos de alto custo.

Os objetivos propostos e outros são atingidos através da ESTAÇÃOTERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), que compreende:

- um módulo POE (110), que fornece uma tensão elétrica deentrada para alimentação da estação terminal, bem comorepassa os pacotes de dados da rede local (LAN) para aestação (100) e vice-versa;

- um módulo de fonte e Ethernet (120), que primeiramentesepara os pacotes de dados e a informação de tensão elétricade entrada, ambos recebidos do módulo POE (110), e emseguida converte a tensão elétrica de entrada em tensõesadequadas para alimentar os circuitos analógicos e digitais daestação terminal, além de repassar os pacotes de dados;

- um módulo de controle e processamento (130), que controlaos processos necessários à execução dos aplicativos efuncionalidades básicas da estação (100), tais como:processamento de dados provenientes do módulo fonte eEthernet (120), formatando-os adequadamente para orepasse através de um módulo de acesso sem fio (140);escalonamento do tráfego a ser repassado pela estação (100);roteamento adhoc, possibilitando a comunicação em múltiplossaltos; controle de ativação do módulo de acesso sem fio(140) e controle de tráfego de pacotes de dados entre cadamódulo de acesso sem fio (140), através de agendamento detransmissões, conversão e adequação de pacotes de dados aserem transferidos entre os ditos módulos (140), eroteamento destes pacotes de dados entre os referidosmódulos (140);

- pelo menos um módulo de acesso sem fio (140), que conectaa estação (100) a um determinado tipo de rede sem fio.

Os objetivos propostos também são alcançados através daTOPOLOGIA DE REDE WIMAX ADHOC-MESH (200), que integra uma redeWiMAX e uma rede adhoc-mesh ou WiFi, proporcionando uma infra-estruturaflexível e abrangente de telecomunicações sem-fio de alto desempenho, comalto grau de capilaridade e auto-configurável, capaz de prover serviços de dados,voz e vídeo/multimídia.

A invenção será melhor compreendida a partir da descriçãodetalhada das figuras que a ela se referem, das quais:

A Figura 1 apresenta um diagrama em blocos dos módulos quecompõem a estação terminal, objeto da presente invenção.

A Figura 2 detalha os tipos possíveis de módulo de acesso sem fio,pertencentes à estação terminal, objeto da presente invenção.A Figura 3 representa uma Estação Terminal WiMAX com ponto deacesso WiFi (ET/APWiFi), objeto da presente invenção.

A Figura 4 apresenta uma Estação Terminal WiMAX com gatewayWiFi Mesh (ET/APMesh), objeto da presente invenção.

A Figura 5 representa a topologia de rede, objeto da presenteinvenção.

A Figura 6 mostra um detalhamento da dita topologia de rede,com enfoque na conexão entre a Estação Base WiMAX, as estações terminais eas áreas de cobertura de rede.

Uma Estação Terminal WiMAX (ET) é um elemento físico da redeWiMAX ao qual o usuário se conecta, acessando os serviços disponibilizados emuma rede externa IP após a conclusão de procedimentos de registro eautenticação.

De acordo com uma forma de realização da invenção, a ESTAÇÃOTERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), representada esquematicamente naFigura 1, compreende um módulo POE (110), um módulo de fonte e Ethernet(120), um módulo de controle e processamento (130) e pelo menos um módulode acesso sem fio (140).

O módulo POE (110) funciona conforme o padrão PoE {Power overEthernet), que permite transmitir energia elétrica usando o próprio cabo de rede,juntamente com os dados. Nesse caso, o módulo POE (110) fornece via Ethernetuma tensão elétrica de entrada para alimentação da estação terminal, bem comotransmite os pacotes de dados da rede local (LAN) para a estação terminal (100)e vice-versa.

O módulo de fonte e Ethernet (120) tem como funçãoprimeiramente separar os dados e a informação de tensão de entrada (energia),ambos recebidos via interface Ethernet do módulo POE (110). Além disso,converte a tensão elétrica de entrada em tensões adequadas para alimentar oscircuitos analógicos e digitais da estação terminal.

O módulo de controle e processamento (130) tem como principalfunção controlar os processos necessários para a execução dos aplicativos efuncionalidades básicas da estação terminal (100). Este módulo (130) écomposto de interfaces, processador, memórias e outros componentes. Omódulo de controle e processamento (130) faz o processamento de dadosprovenientes da interface Ethernet para formatá-los adequadamente para oenvio através dos módulos de acesso sem fio (140). Neste módulo (130) estáimplementada a pilha de protocolos a partir da camada 3 (IP e roteamento adhod). Esta implementação inclui protocolo de roteamento adhoc, o qual éresponsável pela atualização da tabela de roteamento, possibilitando acomunicação em múltiplos saltos (multihop).

O módulo de controle e processamento (130) também implementadiversas funcionalidades essenciais para o funcionamento do ambienteembarcado tais como boot/oader, sistema operacional, device drivers,ferramentas de suporte ao usuário e bibliotecas gerais e específicas para ofuncionamento das aplicações a serem utilizadas pelo ambiente embarcado. Oboot/oader permite o carregamento do kernei do sistema operacionaldiretamente da memória flash ou remotamente através das interfaces. O kerneldo sistema operacional é alterado de modo a otimizar o escalonamento deprocessos. O escalonamento de processos incorpora recursos de preempção deprocessos de kernel, de forma a permitir um escalonamento mais adequado paralidar com a temporização do tratamento dos dados recebidos da Ethernet e domódulo de acesso sem fio (140). Os device drivers possuem rotinas específicaspara a comunicação com os módulos de acesso sem fio (140) e com a interfaceEthernet

Como o terminal possibilita o acesso sem fio através de mais deuma interface, são necessárias funcionalidades para controle de ativação de cadamódulo de acesso sem fio (140), bem como o controle de tráfego de pacote dedados para cada módulo. Tais funcionalidades são implementadas pelo módulode controle e processamento (130), que agenda as transmissões e faz oroteamento dos dados entre as interfaces {Ethernetou sem fio).

O módulo de acesso sem fio (140) pode ser de pelo menos trêstipos: WiMAX, ponto de acesso WiFi (APWiFi) e ponto de acesso adhoc-mesh(APMesh), conforme detalhes da Figura 2. Cada módulo implementa asfuncionalidades das camadas 1 (física) e 2 (acesso ao meio). O módulo deacesso sem fio WiMAX (140a) implementa a camada física e de acesso ao meiosegundo a norma IEEE 802.16, enquanto os módulos de acesso sem fio APWiFi(140b) e APMesh (140c) implementam essas mesmas camadas segundo a normaIEEE 802.11. Como estes dois padrões (IEEE 802.16 e IEEE 802.11) apresentamdiferenças significativas, cabe ao módulo de controle e processamento (130)controlá-los e adequar os dados para serem enviados de um módulo (140) paraoutro (140), possibilitando a interconexão. Por exemplo, ao receber dados da EBWiMAX (210) pelo módulo de acesso sem fio WiMAX (140a), o módulo decontrole e processamento (130) deve adequá-los para serem enviados pelomódulo de acesso sem fio APWiFi (140b) ou APMesh (140c).

Os módulos de acesso sem fio APWiFi (140b) e APMesh (140c) nãoapresentam diferenças entre si, visto que ambos implementam a norma IEEE802.11. A particularidade entre esses dois módulos (140b e 140c) reside no fatode como o módulo de controle e processamento (130) gerencia cada um destesmódulos (140b e 140c). O módulo de acesso sem fio APWiFi (140b) funcionacomo um ponto de acesso WiFi, provendo uma comunicação ponto-multiponto,conforme previsto no padrão WiFi.

O módulo de acesso sem fio APMesh (140c) funciona comogateway de uma rede adhoc-mesh, que é uma rede de acesso sem fio,constituída de terminais auto-configuráveis que se associam conforme acircunstância para estabelecer o canal de comunicação, sem uma infra-estruturapreviamente instalada. Para o gerenciamento e operação da rede adhoc-mesh,várias funcionalidades devem ser implementadas além das previstas pelo padrãoWiFi, como por exemplo, o escalonamento do tráfego a ser repassado pelaestação terminal ou o roteamento adhoc, que garante a manutenção adaptativada rota, mesmo com uma mudança na topologia, como o desligamento de umterminal.

Tal como descrita acima, a estação terminal (100) objeto dapresente invenção provê meios para integrar uma rede WiMAX e uma redeadhoc-mesh ou rede WiFi, por exemplo. Desse modo, a estação terminal (100)pode atuar como estação de assinante WiMAX (SS), viabilizando acesso a umarede local cabeada (LAN) via interface Ethernet Da mesma forma, a estação(100) pode atuar também como gateway de uma rede adhoc-mesh (APMesh).

Além disso, a estação (100) pode atuar ainda como um ponto de acesso WiFi(APWiFi). Essas características funcionais podem ser usadas em conjunto ou demaneira independente, sem prejuízo para o desempenho da estação terminal.

A escolha de qual tipo módulo de acesso sem fio a ser conectadono módulo de controle e processamento (130) dependerá da função da estaçãoterminal (100) dentro da rede. Quando apresenta apenas um módulo de acessosem fio WiMAX (140a), a estação terminal (100) atua como estação de assinantepuramente WiMAX (SS), também chamada de Estação Terminal WiMAX (220).Se a estação terminal (100) estiver conectando terminais WiFi a uma redeWiMAX, deve possuir pelo menos um módulo de acesso sem fio WiMAX (140a) eum APWiFi (140b), e no contexto dessa invenção recebe o nome de EstaçãoTerminal WiMAX com ponto de acesso WiFi (ET/APWiFi, 230), representada naFigura 3. Para conectar uma rede adhoc-mesh à uma rede WiMAX, a estaçãoterminal (100) deve possuir módulos de acesso sem fio WiMAX (140a) e APMesh(140c), aqui denominada Estação Terminal WiMAX com gateway WiFi Mesh(ET/APMesh, 240), representada na Figura 4.

Embora a maneira de realização preferencial descreva a tecnologiaWiFi como meio de acesso à rede sem fio, deve-se entender que a presenteinvenção não se limita apenas a essa tecnologia, podendo utilizar também atecnologia ZigBee (padrão IEEE 802.15.4) por exemplo, dentre outrastecnologias possíveis para acesso sem fio, desde que realizadas as devidasadaptações por um técnico especialista no assunto.

A referida estação terminal (100), objeto da presente invenção,pode ser usada como um elemento físico de determinada rede, cuja disposiçãológica e física será compreendida através da descrição de sua topologia.De acordo com a presente invenção, a TOPOLOGIA DE REDEWIMAX ADHOC-MESH (200), representada na Figura 5, visa proporcionaruma infra-estrutura flexível e abrangente de telecomunicações sem fio de altodesempenho, com alto grau de capilaridade e auto-configurável, capaz de proverserviços de dados, voz e vídeo/multimídia.

De modo geral, a presente topologia é constituída pelos seguinteselementos lógicos e físicos: Área de Cobertura WiMAX (CWiMAX, 201), Área deCobertura WiFi (CWiFi, 202), Área de Cobertura Mesh (CMesh, 203), EstaçãoBase WiMAX (EB, 210), Estação Terminal WiMAX (ET, 220), Estação TerminalWiMAX com ponto de acesso WiFi (ET/APWiFi, 230), Estação Terminal WiMAXcom gateway WiFi Mesh (ET/APMesh, 240), Ponto de Acesso WiFi Mesh(APMesh, 250), Terminal de Assinante WiFi (TEWiFi, 260), Backhaul WiMAX(BHWiMAX, 270), Rede de Telefonia Pública Comutada (RTPC, 280), Sistema deGerência de Rede (SGR, 290). Estes elementos são descritos maisdetalhadamente abaixo, sendo que as estações terminais (220, 230 e 240) jáforam previamente referenciadas.

■ Área de Cobertura WiMAX (CWiMAX, 201), correspondente àárea onde há sinal de uma determinada Estação Base WiMAX (210) que provê oatendimento a Estações Terminais WiMAX (ET, 220), Estações Terminais WiMAXcom ponto de acesso WiFi (ET/APWiFi, 230) e/ou Estações Terminais WiMAXcom gatewayW\F\ Mesh (ET/APMesh, 240).

■ Área de Cobertura WiFi (CWiFi, 202), correspondente à áreaonde há sinal proveniente de Ponto de Acesso WiFi Mesh (APMesh, 250), ou deEstação Terminal WiMAX com ponto de acesso WiFi (ET/APWiFi, 230). Nessaárea são atendidos os Terminais de Assinante WiFi (TEWiFi, 260), quecorrespondem aos dispositivos dos usuários finais que acessam a rede de dadosatravés da tecnologia WiFi, padrão IEEE 802.11.

■ Área de Cobertura Mesh (CMesh, 203), correspondente à áreaatendida por uma Estação Terminal WiMAX com gateway WiFi Mesh(ET/APMesh, 240). Nessa área encontram-se distribuídos Pontos de Acesso WiFiMesh (APMesh, 250) que constituem a rede mesh e que realizam a comunicaçãocom a rede externa através da Estação Terminal WiMAX com gatewayW\F\ Mesh(ET/APMesh, 240).

■ Estação Base WiMAX (EB, 210) é o elemento físico que realizafundamentalmente a interconexão entre os terminais e redes externas de dadose voz, provendo a interface entre a rede WiMAX e a rede externa IP (299) e,através desta, também a rede de telefonia pública comutada (RTPC, 280). A EB(210) incorpora um elemento de acesso WiMAX (EBW) e um elemento roteadore de controle de acesso (RCAB), que juntos viabilizam as funcionalidades de:

- interface aérea WiMAX, que estabelece comunicação sem fiobi-direcional através do transceptor de rádio compatível como adotado nas estações terminais (220, 230 ou 240), sendoque as camadas física, de enlace de dados e sub-camada desegurança são especificadas de acordo com o padrão IEEE802.16;

- encaminhamento de pacotes de dados, de uma estaçãoterminal (220, 230 ou 240) para outra estação terminal (220,230 ou 240) na mesma CWiMAX (201) através da interfaceaérea WiMAX, bem como o encaminhamento de pacotes dedados entre a estação terminal (220, 230 ou 240) e outroselementos lógicos da rede;

- filtragem de pacotes, que controla (permite ou nega) astransações de encaminhamento de pacotes pela interfaceaérea WiMAX, com base em regras estabelecidas para ascamadas de rede e transporte;

- classificação e priorização de pacotes, de acordo com critériosadotados pelo padrão IEE 802.16 e com regras de criação defluxos de serviços e conexões associadas, classes de serviço(QoS, quality of services), identificação de sub-redes,endereçamentos de origem e destino, natureza do protocoloe serviço;- administração de banda, que controla a ocupação,distribuição e priorização dos recursos de transmissãodisponíveis na interface aérea WiMAX, de forma a suportar aimplementação de rede de serviços IP baseada em SLA(Service Levei Agreemenfy,

- mapeamento de endereço de rede para outro endereço derede de mesmo tipo, para roteamento e retransmissão depacotes dentro da rede WiMAX ou outros tipos de rede;

- gerenciamento da rede WiMAX, que provê mecanismos paraoperação e administração da rede, incluindo coletas de dadosde gerência, tratamento de eventos, alarmes e envio detelecomandos às estações terminais.

A EB (210) também estabelece comunicação via rede IP (299) comum elemento de autenticação, autorização e contabilização, com um elementoservidor de endereços e um elemento servidor de nomes. O elemento deautenticação, autorização e contabilização é responsável pelo controle de acessoaos serviços da rede e medição dos recursos consumidos pelo usuário. Oservidor de endereços, como por exemplo o DHCP (Dynamic Host ConflgurationProtocoi), é responsável pela geração e distribuição de endereços IP para asEstações Terminais (220, 230 ou 240) de uma determinada área de coberturaWiMAX (CWiMAX, 201), para os demais elementos da rede de acesso sem fio aelas conectados, bem como para todos os elementos pertencentes ouconectados à EB (210). Já o servidor de nomes, também conhecido como DNS{Domaiη Name Servet), faz a associação entre esses endereços IP e os nomesde domínio.

■ Ponto de Acesso WiFi Mesh (APMesh, 250) é o elemento físicoda topologia que possibilita a interface entre os Terminais de Assinante WiFi(TEWiFi, 260) e a rede WiMAX ou uma rede externa IP (299). A comunicaçãoentre o APMesh (250) e os TEWiFi (260) é realizada em modo ponto-multiponto(ponto de acesso). A comunicação entre os terminais APMesh (250) é realzadade modo adhoc, através de múltiplos saltos (muitihop). Já a conexão entre oAPMesh (250) e a rede WiMAX é realizada através da Estação Terminal WiMAXcom ponto de acesso mesh (ET/APMesh, 240). Tendo acesso à rede WiMAX, osTEWiFi (260) podem se interconectar com redes externas IP.

- Terminal de Assinante WiFi (TEWiFi, 260) é o elemento físico datopologia que corresponde ao dispositivo do usuário final. O TEWiFi (260) seconecta ao ponto de acesso WiFi ou mesh (ET/APWiFi 230, ET/APMesh 240 ouAPMesh 250), obtendo acesso à rede WiMAX e aos serviços disponibilizados pelarede externa IP (299), após a conclusão de procedimentos de registro eautenticação.

■ Backhaul WiMAX (BHWiMAX, 270) que realiza a interconexão(enlace) entre EBs (210), possibilitando o tráfego de voz e dados entrediferentes sites da rede.

■ Rede de Telefonia Pública Comutada (RTPC, 280) corresponde àrede mundial comutada por circuitos, destinada a serviços de comunicaçõestelefônicas. A rede WiMAX pode acessar a RTPC (280) através da rede externaIP (299), quando houver necessidade de comunicação telefônica, como porexemplo para uso de serviços de voz.

■ Sistema de Gerência da Rede (SGR, 290) centralizada, queconfigura a topologia (200) e seus elementos, além de realizar o controle etratamento de falhas, eventos e alarmes relacionados a esses elementos, bemcomo monitorar o desempenho dos recursos gerenciados conforme os limiares(threshold) estabelecidos.

A topologia de rede (200) acima descrita, objeto da presenteinvenção, permite a integração de uma rede de banda larga sem fio de altodesempenho (rede WiMAX) e uma rede flexível, com alto grau de capilaridade eque disponibiliza o acesso ao usuário final através de dispositivos terminaisatualmente bem disseminados (rede adhoc-mesh ou rede WiFi).

Desse modo, através da estação terminal (100) e da topologia derede (200) propostas, é possível se beneficiar de todas as vantagens de umarede baseada na tecnologia WiMAX, acessando-a a partir de dispositivos comtecnologia WiFi - por exemplo, dentre outras já mencionadas - de forma rápidae flexível.

Pelo fato de se integrar uma rede WiFi em modo adhoc-mesh ouinfra-estrutura (WiFi puro), é possível estender consideravelmente a coberturada rede, sem que seja necessária a instalação de novas Estações Base WiMAX(210), que seria a solução em uma topologia de rede puramente WiMAX, emboranem sempre isso seja economicamente viável. A título de ilustração, conforme aFigura 6, em uma rede WiFi em modo adhoc-mesh, por exemplo, o terminal deAPMesh (2501) pode se conectar a um terminal APMesh vizinho (2502) em suaárea de cobertura, que por sua vez se conecta a outro (2503), e assimsucessivamente, até que se estabeleça a conexão com o gateway (240), queentão fará a conexão com a Estação Base WiMAX (210). Isso é possível, pois arede adhoc-mesh é flexível e auto-configurável, o que permite adaptações emcaso de mudança da topologia de rede (desligamento de um terminal, porexemplo). Essa característica possibilita também minimizar ou eliminar oproblema da falta de cobertura da rede.

Embora a invenção tenha sido descrita com relação a certasmodalidades preferenciais de realização, deve ser entendido que não sepretende limitar a invenção àquelas modalidades peculiares. Ao contrário,pretende-se cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes possíveisdentro do espírito e do escopo da presente invenção.

Claims (9)

1. - ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), caracterizada porcompreender:- um módulo POE (110), que fornece uma tensão elétrica de entradapara alimentação da estação terminal, bem como repassa os pacotesde dados da rede local (LAN) para a estação (100) e vice-versa;- um módulo de fonte e Ethernet (120), que primeiramente separa ospacotes de dados e a informação de tensão elétrica de entrada,ambos recebidos do módulo POE (110), e em seguida converte atensão elétrica de entrada em tensões adequadas para alimentar oscircuitos analógicos e digitais da estação (100), além de repassar ospacotes de dados;- um módulo de controle e processamento (130), que controla osprocessos necessários à execução dos aplicativos e funcionalidadesbásicas da estação (100), tais como: processamento de dadosprovenientes do módulo fonte e Ethernet (120), formatando-osadequadamente para o repasse através de um módulo de acessosem fio (140); escalonamento do tráfego a ser repassado pelaestação (100); roteamento adhoc, possibilitando a comunicação emmúltiplos saltos; controle de ativação do módulo de acesso sem fio(140) e controle de tráfego de pacotes de dados entre cada módulode acesso sem fio (140), através de agendamento de transmissões,conversão e adequação de pacotes de dados a serem transferidosentre os ditos módulos (140), e roteamento destes pacotes de dadosentre os referidos módulos (140);- pelo menos um módulo de acesso sem fio (140), que conecta aestação (100) a um determinado tipo de rede sem fio.

2.- ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), conformereivindicação 1, caracterizada pelo dito módulo de acesso sem fio (140) ser ummódulo de acesso sem fio WiMAX (140a), capaz de conectar a estação (100) auma rede WiMAX, e que implementa a camada física e de acesso ao meiosegundo o padrão IEEE 802.16.

3.- ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), conformereivindicação 1, caracterizada pelo dito módulo de acesso sem fio (140) ser ummódulo de acesso sem fio APWiFi (140b), capaz de prover comunicação ponto-multiponto entre a estação (100) e uma rede WiFi, conforme o padrão WiFi IEEE 802.11, de tal modo a operar como um ponto de acesso WiFi (APWiFi).

4.- ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), conformereivindicação 1, caracterizada pelo dito módulo de acesso sem fio (140) ser ummódulo de acesso sem fio APMesh (140c), que opera como um gateway (APMesh)de uma rede adhoc-mesh, conectando a estação (100) à dita rede adhoc-mesh.

5. - ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), conformereivindicação 1, caracterizada por compreender preferencialmente dois módulosde acesso sem fio (140).

6. - ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), conformereivindicação 5, caracterizada por compreender um módulo de acesso sem fioWiMAX (140a) e um módulo de acesso sem fio APWiFi (140b), constituindo-se emuma Estação Terminal WiMAX com ponto de acesso WiFi (ET/APWiFi, 230), demodo a interconectar uma rede WiMAX a uma rede WiFi.

7. - ESTAÇÃO TERMINAL WIMAX ADHOC-MESH (100), conformereivindicação 5, caracterizada por compreender um módulo de acesso sem fioWiMAX (140a) e um módulo de acesso sem fio APMesh (140c), constituindo-seem uma Estação Terminal WiMAX com gateway W\F\ Mesh (ET/APMesh, 240), demodo a interconectar uma rede WiMAX a uma rede adhoc-mesh.

8. - TOPOLOGIA DE REDE WIMAX ADHOC-MESH (200), caracterizada porintegrar uma rede WiMAX e uma rede adhoc-mesh e/ou WiFi7 proporcionandouma infra-estrutura flexível e abrangente de telecomunicações sem fio de altodesempenho, com alto grau de capilaridade e auto-configurável, capaz de proverserviços de dados, voz e vídeo/multimídia.

9.- TOPOLOGIA DE REDE WIMAX ADHOC-MESH (200), conformereivindicação 8, caracterizada por compreender os seguintes elementos lógicose físicos, e suas interligações: Área de Cobertura WiMAX (CWiMAX, 201), Área deCobertura WiFi (CWiFi, 202), Área de Cobertura Mesh (CMesh, 203), Estação BaseWiMAX (EB, 210), Estação Terminal WiMAX (ET, 220), Estação Terminal WiMAXcom ponto de acesso WiFi (ET/APWiFi, 230), Estação Terminal WiMAX comgateway WiFi Mesh (ET/APMesh, 240), Ponto de Acesso WiFi Mesh (APMesh,-250), Terminal de Assinante WiFi (TEWiFi, 260), Backhaul WiMAX (BHWiMAX,-270), Rede de Telefonia Pública Comutada (RTPC, 280) e Sistema de Gerência deRede (SGR, 290).