ES2639947T3 - Control de acceso a medios de alta velocidad - Google Patents

Abstract

Un método de transmisión de datos (1400) que comprende la etapa de: asignar (1410) recursos de canal a una o más oportunidades de transmisión de datos, TXOP; caracterizado por las etapas de: consolidar (1420) sondeos en un único mensaje de canal de control, en el que los sondeos son para asignar el uno o más TXOP a respectivas una o más estaciones, en el que los sondeos se consolidan correspondientes a la asignación de recursos de canal; transmitir (1430) los sondeos consolidados en uno o más canales de control a la respectiva una o más estaciones.

Description

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DESCRIPCION

Control de acceso a medios de alta velocidad

La presente solicitud de patente reivindica la prioridad de las siguientes solicitudes de patente provisionales de Estados Unidos:

Solicitud provisional N.°: 60/511,750 titulada "Method and Apparatus for Providing Interoperability and Backward Compatibility in Wireless Communication Systems" presentada el 15 de octubre de 2003;

Solicitud provisional N.°: 60/511,904 titulada "Method, Apparatus, and System for Medium Access Control in a High Performance Wireless LAN Environment" presentada el 15 de octubre de 2003;

Solicitud provisional N.°: 60/513,239 titulada "Peer-to-Peer Connections in MIMO WLAN System" presentada el 21 de octubre de 2003;

Solicitud provisional N.°: 60/526,347 titulada "Method, Apparatus, and System for Sub-Network Protocol Stack for Very High Speed Wireless LAN" presentada el 1 de diciembre de 2003;

Solicitud provisional N.°: 60/526,356 titulada "Method, Apparatus, and System for Multiplexing Protocol data Units in a High Performance Wireless LAN Environment" presentada el 1 de diciembre de 2003;

Solicitud provisional N.°: 60/532,791 titulada "Wireless Communications Medium Access Control (MAC) Enhancements" presentada el 23 de diciembre de 2003;

Solicitud provisional N.°: 60/545,963 titulada "Adaptive Coordination Function (ACF)" presentada el 18 de febrero de 2004;

Solicitud provisional N.°: 60/576,545 titulada "Method and Apparatus for Robust Wireless Network" presentada el 2 de junio de 2004;

Solicitud provisional N.°: 60/586,841 titulada "Method and Apparatus for Distribution Communication Resources Among Multiple Users" presentada el 8 de julio de 2004; y

Solicitud provisional N.°: 60/600,960 titulada "Method, Apparatus, and System for Wireless Communications" presentada el 11 de agosto de 2004.

ANTECEDENTES

Campo

La presente invencion se refiere, en general, a comunicaciones, y, mas especfficamente, al control de acceso a medios.

Antecedentes

Los sistemas de comunicacion inalambricos estan ampliamente desplegados para proporcionar diversos tipos de comunicacion, tal como voz y datos. Un sistema de datos inalambrico tfpico, o red, proporciona a los usuarios acceso multiple a uno o mas recursos compartidos. Un sistema puede utilizar una variedad de tecnicas de acceso multiple, tal como multiplexacion por division de frecuencia (FDM), multiplexacion por division de tiempo (TDM), multiplexacion por division de codigo (CDM), y otros.

Las redes inalambricas de ejemplo incluyen sistemas de datos basados en sistemas celulares. Los siguientes son varios de estos ejemplos: (1) el "Estandar de compatibilidad de estacion movil-estacion base TIA/EIA-95-B para sistemas celulares de espectro amplio de ancho de banda de modo dual" (el estandar IS-95), (2) el estandar ofrecido por un consorcio denominado "Proyecto de asociacion de 3a generacion" (3GPP) y plasmado en un conjunto de documentos, incluyendo los Documentos Nos. 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, y 3G TS 25.214 (el estandar W-CDMA), (3) el estandar ofrecido por un consorcio denominado "Proyecto de asociacion de 3a generacion 2" (3GPP2) y materializado en "Estandar de capa ffsica TR-45.5 para sistemas de espectro amplio cdma2000" (el estandar iS-2000), y (4) el sistema de alta tasa de datos (HDR) que cumple con el estandar TIA/EIA/IS-856 (el estandar IS-856).

Otros ejemplos de sistemas inalambricos incluyen redes de area local inalambricas (WLAN), tal como los estandares IEEE 802.11 (es decir, 802.11 (a), (b), o (g)). Las mejoras en estas redes se pueden lograr en el despliegue de una WLAN de multiples entradas y multiples salidas (MIMO) que comprende tecnicas de modulacion de multiplexado por division de frecuencia ortogonal (OFDM). IEEE 802.11 (e) se ha introducido para mejorar algunas de las deficiencias

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de los anteriores estandares 802.11.

Como que los disenos de sistemas inalambricos han avanzado, mayores tasas de datos han estado disponibles. Las mayores tasas de datos han abierto la posibilidad de aplicaciones avanzadas, entre las que estan voz, video, transferencia rapida de datos, y varias otras aplicaciones. Sin embargo, varias aplicaciones pueden tener diferentes requisitos para su respectiva transferencia de datos. Muchos tipos de datos pueden tener latencia y requisitos de rendimiento, o necesitan alguna garantfa de calidad de servicio (QoS). Sin la gestion de recursos, la capacidad de un sistema se puede reducir, y el sistema puede no operar de manera eficiente.

Los protocolos de control de acceso a medios (MAC) se utilizan comunmente para asignar un recurso de comunicacion compartido entre un numero de usuarios. Los protocolos MAC comunmente conectan entre si las capas superiores a la capa ffsica utilizada para transmitir y recibir datos. Para beneficiarse de un aumento en las tasas de datos, un protocolo MAC debe ser disenado para utilizar el recurso compartido de manera eficiente. Tambien es deseable en general mantener la interoperabilidad con estandares de comunicacion alternativos o de legado. Por tanto, existe una necesidad en la tecnica para un procesamiento MAC para un uso eficiente de los sistemas de alto rendimiento. Hay una necesidad adicional en la tecnica para este procesamiento MAC que es compatible hacia atras con varios tipos de sistemas heredados.

Debe prestarse atencion al documento US 2002/071449 A1, que se refiere a comunicaciones libres de contencion en un perfodo de contencion que permite a un coordinador hfbrido programar un acceso libre de contencion a un medio de comunicaciones, de modo que se pueden eliminar retrasos extendidos, y coordinar accesos de contencion al medio, de modo que se consigue un menor resultado y rendimiento de retraso. Un metodo para crear comunicaciones libres de contencion dentro de un perfodo de comunicaciones de contencion se presenta, junto con algoritmos adaptativos para acceso de contencion durante el mismo perfodo de contencion.

RESUMEN

De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un metodo de transmision de datos como se indica en la reivindicacion 1, un aparato como se indica en la reivindicacion 2, y un medio legible por ordenador como se indica en la reivindicacion 3.

Las realizaciones descritas en la presente memoria afrontan la necesidad de un procesamiento MAC para la utilizacion eficaz de sistemas de alto rendimiento y que puede ser compatible con varios tipos de sistemas heredados. En un aspecto, una estructura de transmision de datos comprende un sondeo consolidado y una o mas tramas de transmision de acuerdo con el sondeo consolidado. En otro aspecto, una estructura de transmision de datos de duplexado por division de tiempo (TDD) comprende un piloto, un sondeo consolidado, y cero o mas puntos de acceso para las tramas de estacion remota de acuerdo con el sondeo consolidado.

En un aspecto, las tramas se transmiten secuencialmente con ninguna separacion o con una separacion entre las tramas sustancialmente reducida. En otro aspecto, una separacion entre tramas de proteccion puede introducirse entre las tramas transmitidas desde fuentes diferentes, o con niveles de energfa considerablemente diferentes. En otro aspecto, un preambulo unico se transmite en asociacion con una o mas tramas. En otro aspecto, un acuse de recibo de bloque es transmitido con posterioridad a la transmision de una o mas tramas secuenciales. En otro aspecto, un sondeo consolidado se transmite, y una o mas tramas se transmiten en asociacion con la misma. Varios otros aspectos tambien se presentan.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una realizacion de ejemplo de un sistema que incluye una WLAN de alta velocidad;

la figura 2 representa un ejemplo de realizacion de un dispositivo de comunicacion inalambrica, que puede configurarse como un punto de acceso o terminal de usuario;

la figura 3 representa los parametros de separacion entre tramas 802.11;

la figura 4 representa un ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) que ilustra el uso de DIFS mas backoff para acceso de acuerdo con el DCF;

la figura 5 representa un ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) que ilustra el uso de SIFS antes de un ACK, con una prioridad mas alta que un acceso DIFS;

la figura 6 ilustra la segmentacion de paquetes grandes en fragmentos mas pequenos con el SIFS asociado;

la figura 7 representa un ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) que ilustra un TXOP con acuse de recibo por trama;

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la figura 8 ilustra un TXOP con acuse de recibo de bloque;

la figura 9 representa un ejemplo de un segmento de transmision de capa ffsica (PHY) que ilustra un TXOP sondeado utilizando HCCA;

la figura 10 es una realizacion de ejemplo de un TXOP que incluye multiples transmisiones consecutivas sin ningun vacfo;

la figura 11 representa una realizacion de ejemplo de un TXOP que ilustra la reduccion de la cantidad de transmision de preambulo requerida;

la figura 12 representa una realizacion de ejemplo de un procedimiento para incorporar diversos aspectos, incluyendo la consolidacion de preambulos, eliminando huecos tales como SIFS y la insercion de GIFs segun sea apropiado;

la figura 13 representa un ejemplo de un segmento de transmision de capa ffsica (PHY) que ilustra sondeos consolidados y sus respectivos TXOPs;

la figura 14 representa una realizacion de ejemplo de un procedimiento para la consolidacion de los sondeos;

la figura 15 ilustra un ejemplo de trama MAC;

la figura 16 ilustra un ejemplo MAC PDU;

la figura 17 representa un ejemplo de igual a igual;

la figura 18 representa una rafaga de capa ffsica de la tecnica anterior;

la figura 19 representa una rafaga de capa ffsica de ejemplo, que puede desplegarse para la transmision de igual a igual;

la figura 20 representa una realizacion de ejemplo de una trama MAC que incluye un segmento opcional ad hoc; la figura 21 representa una rafaga de ejemplo de capa ffsica;

la figura 22 representa un ejemplo de procedimiento de transmision de datos de igual a igual;

la figura 23 representa un ejemplo de procedimiento para la comunicacion de igual a igual;

la figura 24 representa un ejemplo de procedimiento para proporcionar retroalimentacion de tasa para su uso en conexion de igual a igual;

la figura 25 ilustra una conexion de igual a igual entre dos estaciones y un punto de acceso; la figura 26 ilustra una contencion basada (o ad hoc) de conexion de igual a igual;

la figura 27 representa una trama MAC de ejemplo que ilustra la comunicacion de igual a igual administrada entre estaciones;

la figura 28 ilustra el soporte de estaciones de clase de legado y nuevas en la misma asignacion de frecuencia; la figura 29 ilustra la combinacion de control de acceso a medios de clase de legado y nuevo;

la figura 30 representa un ejemplo de procedimiento para ganarse una oportunidad de transmision;

la figura 31 representa un ejemplo de procedimiento para compartir un solo FA con multiples BSS;

la figura 32 ilustra la superposicion de BSSs utilizando un solo FA;

la figura 33 muestra un ejemplo de procedimiento para la realizacion de comunicacion de alta tasa de igual a igual mientras interopera con un BSS de legado;

la figura 34 ilustra tecnicas MIMO utilizando comunicacion entre iguales contendiendo por el acceso en un BSS legado;

la figura 35 representa la encapsulacion de una o mas tramas MAC (o fragmentos) dentro de una trama agregada;

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la figura 36 representa una trama MAC legada; la figura 37 ilustra un ejemplo de trama sin comprimir; la figura 38 ilustra un ejemplo de trama comprimida; la figura 39 ilustra otro ejemplo de trama comprimida; la figura 40 ilustra una cabecera de agregacion de ejemplo;

la figura 41 ilustra un ejemplo de realizacion de una trama de perfodo de acceso a Internet programada (SCAP) para su uso en la ACF;

la figura 42 ilustra como el SCAP se puede utilizar en conjunto con HCCA y EDCA;

la figura 43 ilustra los intervalos de baliza que comprenden un numero de SCAPs intercalados con perfodos de acceso basados en contencion;

la figura 44 ilustra la operacion de baja latencia con un gran numero de STAs MIMO; la figura 45 ilustra un ejemplo de mensaje SCHED; la figura 46 representa un ejemplo de campo de gestion de energfa; la figura 47 muestra un ejemplo de campo MAP;

la figura 48 ilustra tramas de control SCHED de ejemplo para la asignacion de TXOP; la figura 49 representa un PPDU 802.11 legado;

la figura 50 representa un ejemplo de formato de PPDU MIMO para transmisiones de datos; la figura 51 muestra un ejemplo SCHED PPDU; la figura 52 muestra un ejemplo FRACH PPDU; y

la figura 53 ilustra una realizacion alternativa de un procedimiento de interoperabilidad con sistemas legados. DESCRIPCION DETALLADA

En la presente memoria se describen realizaciones de ejemplo que soportan operaciones altamente eficientes en combinacion con capas ffsicas de tasa de bits muy alta para una LAN inalambrica (o aplicaciones similares que utilizan tecnologfas de transmision emergentes). En el ejemplo la WLAN soporta velocidades de bits de mas de 100 Mbps (millones de bits por segundo) en anchos de banda de 20 MHz.

Varias formas de realizacion de ejemplo preservan la simplicidad y robustez de la operacion de coordinacion distribuida de sistemas WLAN de legado, ejemplos de los cuales se encuentran en 802.11 (a-e). Las ventajas de las diversas realizaciones se pueden lograr mientras se mantiene la compatibilidad con dichos sistemas legados. (Debe tenerse en cuenta que, en la descripcion siguiente, se describen sistemas 802.11 como sistemas legados de ejemplo. Los expertos en la tecnica reconoceran que las mejoras son tambien compatibles con los sistemas y normas alternativos).

Una WLAN de ejemplo puede comprender una pila de protocolo de sub-red. La pila de protocolos de sub-red puede soportar una alta velocidad de datos, mecanismos de transporte de capa ffsica de ancho de banda alto en general, incluyendo, pero no limitado a, los basados en la modulacion OFDm, tecnicas de modulacion de portadoras individuales, sistemas que utilizan multiples antenas de transmision y de recepcion (sistemas (MIMO) de entrada multiple salida multiple, incluyendo sistemas (MISO) de entrada multiple salida unica) para una eficiencia de operacion de muy alto ancho de banda, los sistemas que utilizan multiples antenas de transmision y recepcion, en relacion con las tecnicas de multiplexado espacial para transmitir datos hacia o desde multiples terminales de usuario durante el mismo intervalo de tiempo y los sistemas que utilizan tecnicas de acceso multiple por division de codigo (CDMA) para permitir transmisiones de varios usuarios al mismo tiempo. Ejemplos alternativos incluyen los sistemas de entrada unica salida multiple (SIMO) y de entrada unica salida unica (SISO).

Una o mas realizaciones ejemplares descritas en este documento se exponen en el contexto de un sistema de comunicacion inalambrica de datos. Mientras que el uso dentro de este contexto es ventajoso, diferentes realizaciones de la invencion pueden incorporarse en diferentes entornos o configuraciones. En general, los diversos

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sistemas aquf descritos pueden formarse utilizando procesadores controlados por software, circuitos integrados, o logica discreta. Los datos, instrucciones, comandos, informacion, senales, sfmbolos, y chips que pueden ser referenciados a lo largo de la aplicacion estan ventajosamente representados por voltajes, corrientes, ondas electromagneticas, campos o partfculas magneticas, campos o partfculas opticos, o una combinacion de los mismos. Ademas, los bloques mostrados en cada diagrama de bloques pueden representar hardware o etapa del procedimiento. Las etapas del procedimiento pueden intercambiarse sin apartarse del alcance de la presente invencion. La palabra "ejemplar" se usa aquf para significar "que sirve como ejemplo, caso o ilustracion." Cualquier forma de realizacion descrita en la presente memoria como "ejemplar" no se debe interpretarse necesariamente como preferente o ventajosa sobre otras realizaciones.

La figura 1 es una realizacion de ejemplo de sistema 100, que comprende un punto de acceso (AP) 104 conectado a uno o mas terminales de usuario (UTs) 106A-N. De acuerdo con la terminologfa 802.11, en este documento el AP y los UTs se denominan tambien como estaciones o STAs. El AP y los UTs se comunican a traves de la red de area local inalambrica (WLAN) 120. En la realizacion ejemplo, la WLaN 120 es un sistema MIMO OFDM de alta velocidad. Sin embargo, la WLAN 120 puede ser cualquier LAN inalambrica. El punto de acceso 104 se comunica con cualquier numero de dispositivos externos o procesos a traves de la red 102. La red 102 puede ser Internet, una intranet, o cualquier otra red por cable, inalambrica u optica. La conexion 110 transporta las senales de la capa ffsica de la red al punto de acceso 104. Dispositivos o procesos pueden estar conectados a la red 102 o como UTs (o a traves de conexiones con los mismos) de la WLAN 120. Ejemplos de dispositivos que pueden conectarse a cualquier red 102 o WLAN 120 incluyen telefonos, asistentes digitales personales (PDA), ordenadores de diferentes tipos (ordenadores portatiles, ordenadores personales, estaciones de trabajo, terminales de cualquier tipo), los dispositivos de video, como camaras, videocamaras, webcams, y virtualmente cualquier otro tipo de dispositivo de datos. Los procesos pueden incluir voz, video, comunicaciones de datos, etc. Diversos flujos de datos pueden tener diferentes requisitos de transmision, que pueden ser acomodados mediante el uso de diferentes tecnicas de calidad de servicio (QoS).

El sistema 100 se puede implementar con un AP 104 centralizado. Todos los UTs 106 se comunican con el AP en un ejemplo de realizacion. En una realizacion alternativa, comunicacion entre iguales directa entre dos UTs puede ser alojada, con modificaciones en el sistema, como sera evidente para los expertos en la tecnica, ejemplos de los cuales se ilustran a continuacion. El acceso puede ser administrado por un Ap, o ad hoc (es decir, con base de contencion), como se detalla a continuacion.

En una realizacion, el AP 104 proporciona una adaptacion Ethernet. En este caso, un enrutador de IP puede ser desplegado en adicion al AP para proporcionar conexion a la red 102 (datos no mostrados). Tramas Ethernet se pueden transferir entre el enrutador y el UTs 106 sobre la sub-red WLAN (detallados a continuacion). La adaptacion Ethernet y la conectividad son bien conocidas en la tecnica.

En una realizacion alternativa, el AP 104 proporciona una adaptacion IP. En este caso, el AP actua como un enrutador de pasarela para el conjunto de UTs conectados (datos no mostrados). En este caso, los datagramas IP se pueden encaminar por el AP 104 hacia y desde el UTs 106. La adaptacion y la conectividad IP son bien conocidas en la tecnica.

La figura 2 representa un ejemplo de realizacion de un dispositivo de comunicacion inalambrica, que puede ser configurado como un punto de acceso 104 o terminal de usuario 106. Una configuracion de un punto de acceso 104 se muestra en la figura 2. El transceptor 210 recibe y transmite en la conexion 110 de acuerdo con los requisitos de capa ffsica de la red 102. Los datos de o a dispositivos o aplicaciones conectados a la red 102 se entregan al procesador MAC 220. Estos datos se denominan aquf como flujos 260. Los flujos pueden tener caracterfsticas diferentes y pueden requerir procesamiento diferente en funcion del tipo de aplicacion asociada con el flujo. Por ejemplo, video o voz pueden ser caracterizados como flujos de baja latencia (teniendo el video generalmente mas altos requisitos de rendimiento que la voz). Muchas aplicaciones de datos son menos sensibles a la latencia, pero pueden tener mayores requisitos de integridad de datos (es decir, la voz puede ser tolerante con alguna perdida de paquetes, la transferencia de archivos es generalmente intolerante con la perdida de paquetes).

El procesador MAC 220 recibe los flujos 260 y los procesa para su transmision sobre la capa ffsica. El procesador MAC 220 tambien recibe datos de la capa ffsica y procesa los datos para formar paquetes para flujos de salida 260. El control interno y la senalizacion tambien se comunican entre el AP y los UTs. Las unidades de datos del protocolo MAC (MAC PDUs), tambien conocidas como la capa ffsica (PHY) unidades de datos de protocolo (PPDUs), o tramas (en la jerga 802.11) se entregan a y se reciben del transceptor LAN inalambrico 240 en la conexion 270. Ejemplos de tecnicas para la conversion de los flujos y comandos MAC PDUs, y viceversa, se detallan a continuacion. Realizaciones alternativas pueden emplear cualquier tecnica de conversion. La retroalimentacion 280 correspondientes a los diversos MAC IDs pueden ser devueltos desde la capa ffsica (PHY) 240 a ll procesador MAC 220 para diversos fines. La retroalimentacion 280 puede comprender cualquier informacion de capa ffsica, incluyendo las tasas soportables para los canales (incluyendo canales de difusion multiple asf como de difusion unica), formato de modulacion, y otros parametros diversos.

En una realizacion de ejemplo, la capa de adaptacion (ADAP) y la capa de control de enlace de datos (DLC) se

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llevan a cabo en el procesador MAC 220. La capa ffsica (PHY) se realiza en transceptor LAN inalambrico 240. Los expertos en la tecnica reconoceran que la segmentacion de las diversas funciones puede realizarse en cualquiera de una variedad de configuraciones. El procesador MAC 220 puede realizar algunas o todo el procesamiento para la capa ffsica. Un transceptor LAN inalambrico puede incluir un procesador para llevar a cabo el procesamiento MAC o subpartes del mismo. Cualquier numero de procesadores, hardware de proposito especial, o combinacion de los mismos puede ser desplegado.

El procesador MAC 220 puede ser un microprocesador de proposito general, un procesador de senal digital (DSP), o un procesador de proposito especial. El procesador MAC 220 puede estar conectado con hardware de proposito especial para ayudar en diversas tareas (detalles no mostrados). Varias aplicaciones pueden ejecutarse en procesadores conectados externamente, tales como un ordenador conectado externamente o una conexion de red, pueden ejecutarse en un procesador adicional dentro de punto de acceso 104 (no mostrado), o se puede ejecutar en el procesador MAC 220 en si. El procesador MAC 220 se muestra conectado con la memoria 255, que puede utilizarse para almacenar datos asf como instrucciones para realizar los diversos procedimientos y procedimientos descritos en la presente memoria. Los expertos en la tecnica reconoceran que la memoria 255 puede estar compuesta de uno o mas componentes de memoria de diversos tipos, que pueden ser incorporados en su totalidad o en parte dentro del procesador MAC 220.

Ademas de almacenar instrucciones y datos para realizar las funciones descritas en la presente memoria, la memoria 255 puede tambien usarse para almacenar datos asociados con las distintas colas.

El transceptor LAN inalambrico 240 puede ser cualquier tipo de transceptor. En una realizacion de ejemplo, el transceptor LAN inalambrico 240 es un transceptor OFDM, que puede ser operado con una interfaz MIMO o MISO. OFDM, MIMO y MISO son conocidos por los expertos en la tecnica. Varios ejemplos de transceptores OFDM, MIMO y MISO se detallan en la solicitud de patente presentada al mismo tiempo US No. Serie 10/650.295, titulada "Procesamiento espacial independiente de la frecuencia para sistemas miso y mimo de ancho de banda", presentada el 27 de agosto de 2003, asignada al cesionario de la presente invencion. Las realizaciones alternativas pueden incluir sistemas SIMO o SISO.

El transceptor LAN inalambrico 240 se muestra conectado con antenas de 250 A-N. Cualquier numero de antenas puede ser soportado en diversas realizaciones. Las antenas 250 pueden utilizarse para transmitir y recibir en la WLAN 120.

El transceptor LAN inalambrico 240 puede comprender un procesador espacial conectado a cada una de las una o mas antenas 250. El procesador espacial puede procesar los datos para la transmision de manera independiente para cada antena o procesar conjuntamente las senales recibidas sobre todas las antenas. Ejemplos del procesamiento independiente puede basarse en estimaciones de canal, la retroalimentacion desde el UT, inversion de canal, o una variedad de otras tecnicas conocidas en la tecnica. El procesamiento se lleva a cabo usando cualquiera de una variedad de tecnicas de procesamiento espacial. Varios transceptores de este tipo pueden usar conformacion del haz, de orientacion de haz, direccion propia, u otras tecnicas espaciales para aumentar el rendimiento de y desde un terminal de usuario dado. En un ejemplo de realizacion, en la que se transmiten sfmbolos OFDM, el procesador espacial puede comprender procesadores sub-espaciales para el procesamiento de cada uno de los subcanales OFDM, o tramas.

En un sistema de ejemplo, el AP puede tener N antenas, y un UT de ejemplo puede tener M antenas. Hay, pues, M x N recorridos entre las antenas del AP y el UT. Una variedad de tecnicas espaciales para mejorar el rendimiento utilizando estos caminos multiples son conocidas en la tecnica. En un sistema de diversidad de transmision espacio tiempo (STTD) (tambien denominado aquf como "diversidad"), la transmision de datos es formateada y codificada y enviada a traves de todas las antenas como una sola corriente de datos. Con M antenas de transmision y N antenas de recepcion puede haber MIN (M, N) canales independientes que se pueden formar. La multiplexacion espacial explota estos caminos independientes y puede transmitir datos diferentes en cada uno de los recorridos independientes, para aumentar la velocidad de transmision.

Se conocen diversas tecnicas para el aprendizaje o la adaptacion a las caracterfsticas del canal entre el AP y un UT. Pilotos unicos pueden ser transmitidos desde cada antena de transmision. Los pilotos son recibidos en cada antena de recepcion y se miden. La retroalimentacion de informacion del estado de canal se puede devolver al dispositivo de transmision para su uso en la transmision. La descomposicion propia de la matriz de canal medida se puede realizar para determinar los modos espaciales del canal. Una tecnica alternativa, para evitar la descomposicion propia de la matriz de canal en el receptor, es utilizar la direccion propia del piloto y de datos para simplificar el procesamiento espacial en el receptor.

Asf, dependiendo de las condiciones actuales del canal, varias tasas de datos pueden estar disponibles para su transmision a terminales de usuario diferentes en todo el sistema. En particular, el enlace especffico entre el AP y cada UT puede ser de mayor rendimiento que un enlace de difusion o multidifusion que puede ser compartido desde la AP a mas de un UT. Ejemplos de esto se detallaran mas adelante. El transceptor LAN inalambrico 240 puede determinar la velocidad soportable sobre la base del procesamiento espacial que se utiliza para el enlace ffsico entre

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el AP y el UT. Esta informacion puede ser alimentada de nuevo en la conexion 280 para su uso en el procesamiento MAC.

El numero de antenas puede ser desplegado en funcion de las necesidades de datos del UT, asf como el tamano y el factor de forma. Por ejemplo, una pantalla de video de alta definicion puede comprender, por ejemplo, cuatro antenas, debido a sus altos requisitos de ancho de banda, mientras que un PDA puede estar satisfecho con dos. Un punto de acceso de ejemplo puede tener cuatro antenas.

Un terminal de usuario 106 puede ser desplegado de manera similar al punto de acceso 104 representado en la figura 2. En lugar de tener flujos 260 conectados con un transceptor LAN (aunque un UT puede incluir dicho transceptor, ya sea cableado o inalambrico), los flujos 260 se reciben generalmente de o se entregan a una o mas aplicaciones o procesos que operan en el UT o en un dispositivo conectado con el mismo. Los niveles mas altos conectados a cualquiera de los dos AP 104 o UT 106 pueden ser de cualquier tipo. Las capas descritas en este documento son solo ilustrativas.

802.11 MAC legado

Como se menciono anteriormente, las diversas realizaciones aqui detalladas pueden desplegarse con el fin de ser compatible con los sistemas legados. El conjunto de caracteristicas IEEE 802.11 (e) (que es a su vez compatible con los estandares 802.11 anteriores), incluye varias caracteristicas que se resumen en esta seccion, junto con caracteristicas introducidas en las normas anteriores. Para una descripcion detallada de estas funciones, referirse a la respectiva norma IEEE 802.11.

El 802.11 MAC basico consiste en un acceso multiple por deteccion de portadora/evasion de colision (CSMA/CA) basado en una funcion de coordinacion distribuida (DCF) y una funcion de coordinacion de punto (PCF). La DCF permite el acceso del medio sin control central. La PCF es implementada en un AP para proporcionar un control central. La DCF y PCF utilizan diversos espacios entre transmisiones consecutivas para evitar colisiones. Las transmisiones son referidas como tramas, y un espacio entre tramas es referido como un espaciado entre tramas (IFS). Las tramas pueden ser tramas de datos de usuario, tramas de control o tramas de gestion.

Las duraciones de tiempo de separacion entre tramas varfan en funcion del tipo de espacio insertado. La figura 3 representa los parametros de separacion entre tramas 802.11: una separacion entre tramas corta (SIFS), un punto de separacion entre tramas (PIFS), y una separacion entre tramas DCF (DIFS). Debe tenerse en cuenta que los SIFI < PIFS < DIFS. Por lo tanto, una transmision posterior a un perfodo de tiempo mas corto tendra una prioridad mas alta que una que debe esperar mas tiempo antes de intentar acceder al canal.

De acuerdo con la caracterfstica de deteccion de portadora (CSMA) de CSMA/CA, una estacion (STA) puede obtener acceso al canal despues de detectar que el canal este inactivo durante al menos una duracion DIFS. (Como se utiliza en la presente memoria, el termino STA puede referirse a cualquier estacion que accede a una WLAN, y puede incluir puntos de acceso, asf como terminales de usuario). Para evitar la colision, cada STA espera un retardo de envfo seleccionado al azar ademas de DIFS antes de acceder al canal. Los STAs con un retardo de envfo mas largo se daran cuenta cuando una STA de prioridad mas alta comienza a transmitirse en el canal, y por lo tanto evitar la colision con esa STA. (Cada STA espera puede reducir su retardo respectivo por la cantidad de tiempo que se espero antes de la deteccion de una alternativa de transmision para el canal, manteniendo asf su prioridad relativa.) Asf, siguiendo la caracterfstica de prevencion de colisiones (CA) del protocolo, el STA retrocede un perfodo de tiempo aleatorio entre [0, CW] donde CW es inicialmente elegido para ser CWmin, pero se incrementa en un factor de dos en cada colision, hasta un valor maximo de CWmax.

La figura 4 representa ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) 400, que ilustra el uso de DIFS mas el retroceso para el acceso de acuerdo con la DCF. Una transmision existente 410 utiliza el canal. Cuando la transmision 410 finaliza, en este ejemplo, no se producen accesos de mayor prioridad, y asf la nueva transmision 420 comienza despues del DIFS y del correspondiente perfodo de retroceso. En la discusion que sigue, el STA haciendo la transmision 420 se dice que han ganado esta oportunidad para transmitir, en este caso a traves de discordia.

El SIFS se utiliza durante una secuencia de tramas en la que se espera solo una STA especffica para responder a la transmision actual. Por ejemplo, cuando un acuse de recibo (ACK) se transmite en respuesta a una trama de datos recibidos, ese ACK puede ser transmitido inmediatamente despues de los datos recibidos ademas de los SIFS. Otras secuencias de transmision tambien pueden utilizar los SIFS entre tramas. Una trama de solicitud de envfo (RTS) puede seguir despues del SIFS con una trama lista para enviar (CTS), luego los datos pueden ser transmitidos a los SIFS despues del CTS, despues de lo cual un ACK puede seguir los datos despues del SIFS. Como se ha indicado, dichas secuencias de trama estan intercaladas con el SIFS. La duracion del SIFS puede ser utilizada para (a) la deteccion de la energfa en el canal, y para determinar si la energfa ha desaparecido (es decir, el canal se limpia), (b) el tiempo para decodificar el mensaje anterior y determinar si una trama ACK indicara que la transmision se ha recibido correctamente, y (c) el tiempo para los transceptores STA para cambiar de recibir a transmitir, y viceversa.

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La figura 5 representa ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) 500, que ilustra el uso de SIFS antes de un ACK, con una prioridad mas alta que un acceso DIFS. Una transmision existente 510 utiliza el canal. Cuando la transmision 510 finaliza, en este ejemplo, ACK 520 sigue el final de la transmision 510 despues de un SIFS. Hay que tener en cuenta que ACK 520 empieza antes de que expire DIFS, con lo que las otras emisoras que intentan ganarse la transmision no tendrfan exito. En este ejemplo, despues de que el ACK 520 se completa, no se producen accesos de mayor prioridad, y asf una nueva transmision 530 comienza despues de DIFS y el correspondiente perfodo de retraso de envfo, si lo hay.

La secuencia de tramas RTS/CTS (ademas de proporcionar caracterfsticas de control de flujo) se puede utilizar para mejorar la proteccion para la transmision de tramas de datos. El RTS y el CTS contienen informacion sobre la duracion de la trama de datos y ACK y cualquier SIFS que intervenga. Los STAs de escucha tanto en las RTS o CTS marcan la duracion ocupada en su vector de asignacion de red (NAV) y se trata del medio como ocupado durante la duracion. Tfpicamente, las tramas mas largas de una longitud especificada estan protegidas con RTS/CTS, mientras que las tramas mas cortas se transmiten sin proteccion.

El PCF puede utilizarse para permitir que un AP proporcione un control centralizado del canal. Un AP puede ganar el control del medio despues de la deteccion del medio para estar inactivo durante la duracion de PIFS. El PIFS es mas corto que los DIFS y por lo tanto tiene mayor prioridad que el DIFS. Una vez que el AP tuvo acceso al canal puede proporcionar oportunidades de acceso sin contencion a otras STAs y asf mejorar la eficiencia MAC en comparacion con DCF. Hay que tener en cuenta que SIFS tiene mayor prioridad que PIFS, por lo que el PCF debe esperar hasta que cualquiera de las secuencias de los FIS se complete antes de tomar el control del canal.

Una vez que el AP gana acceso al medio usando los PIFS se puede establecer un perfodo libre de contencion (CFP) durante el cual el AP puede proporcionar acceso a STAs asociadas sondeadas. El sondeo libre de contencion (sondeo CF), o simplemente sondeo, se transmite por el AP y es seguido por una transmision del STA sondeado para el AP. Una vez mas, la STA debe esperar una duracion de SIFS siguiendo al sondeo CF, aunque la STA sondeadas no tienen que esperar para DIFS, o cualquier retroceso. El 802.11 (e) introdujo varias mejoras, incluyendo mejoras en el sondeo, un ejemplo del cual se detalla mas adelante con respecto a la figura 9.

La baliza transmitida por el AP establece la duracion del CFP. Esto es similar al uso de RTS o CTS para evitar el acceso de contencion. Sin embargo, los problemas ocultos de terminales aun pueden ocurrir a partir de terminales que no pueden escuchar la baliza, pero cuyas transmisiones pueden interferir con las transmisiones programadas por la AP. La proteccion adicional es posible mediante el uso de un propio CTS a sf mismo por cada terminal que inicia una transmision en el CFP.

Los ACKs y los sondeos CF estan autorizados a ser incluidos en una trama, y puede ser incluido con tramas de datos para mejorar la eficiencia del MAC. Hay que tener en cuenta que la relacion SIFS < PIFS < DIFS proporciona un mecanismo de prioridad determinista de acceso al canal. El acceso de contencion entre los STAs en el DCF es probabilfstico basado en el mecanismo de retroceso.

Los estandares 802.11 anteriores tambien se proporcionan para segmentar los paquetes de gran tamano en fragmentos mas pequenos. Uno de los beneficios de dicha segmentacion es que un error en un segmento de retransmision requiere menos que un error en un paquete mas grande. Un inconveniente de segmentacion en estas normas es, para la transmision reconocida, el requisito de la transmision de un ACK para cada segmento, con los SIFS adicionales que correspondan a las transmisiones adicionales ACK y transmisiones de fragmento. Esto se ilustra en la figura 6. En el ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) 600 ilustra la transmision de los N segmentos y su reconocimiento respectivo. La transmision existente 610 se transmite. Al final de la transmision 610, un primer STA espera DIFS 620 y el retraso 630 para ganar el acceso al canal. El primer STA transmite N fragmentos 640A-640N a una segunda STA. despues de que los retrasos N respectivos de los SIFS 650A-650N debe ocurrir. Los segundos STA transmiten N tramas ACK 660A-660N. Entre cada fragmento, el primer STA debe esperar el SIFS, por lo que hay N-1 SIFS 670A-670N-1 tambien. Asf, en contraste con el envfo de un paquete, un ACK, y un SIFS, un paquete segmentado requiere el mismo tiempo de transmision del paquete, con N ACKs y 2N-1 SIFS.

El estandar 802.11 (e) anade mejoras para mejorar en el MAC anterior de 802.11 (a), (b), y (g). 802.11 (g) y (a) son ambos sistemas OFDM, que son muy similares, pero que operan en diferentes bandas. Varias caracterfsticas de baja velocidad de protocolos MAC, tales como 802.11 (b), se llevaron hacia sistemas con tasas de bits mucho mas altas, que introducen ineficacias, que se detallan mas adelante.

En 802.11 (e), el DCF se ha mejorado y es referido como el Acceso de Canal distribuido Mejorado (EDCA). La calidad de servicio primaria (QoS) del EDCA es la introduccion de una separacion entre tramas de arbitraje (AIFS). El AIFS[i] esta asociado con una clase de trafico (TC) identificada con el fndice i. El AP puede usar los valores AIFS[i] diferentes de los valores AIFS[i] que estan autorizados para ser utilizados por los otros STAs. Solo el AP puede utilizar un valor AIFS[i] que es igual a los PIFS. De lo contrario AIFS[i] es mayor que o igual al DIFS. Por defecto, los AIFS para clases de trafico de "voz" y "video" son elegidos para ser igual a DIFS. Un mas grande AIFS que implica

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una menor prioridad se elige para las clases de trafico "mejor esfuerzo" y "fondo".

El tamano de la ventana de contencion se hace tambien una funcion del TC. A la clase de prioridad mas alta se le permite establecer el CW = 1, es decir, sin retroceso. Por otros TCs, los diferentes tamanos de las ventanas de contencion proporcionan una prioridad relativa probabilfstica, pero no se puede utilizar para lograr garantfas de retardo.

El 802.11 (e) presento la oportunidad de transmision (TXOP). Para mejorar la eficiencia del MAC, cuando un STA adquiere el medio a traves del EDCA o a traves de un acceso sondeado en HCCA, el STA puede ser autorizado a transmitir mas de una unica trama. La una o mas tramas se conocen como TXOP. La longitud maxima de un TXOP en el medio depende de la clase de trafico y se establece por el AP. Tambien, en el caso de un TXOP sondeado, el AP indica la duracion permitida del TXOP. Durante el TXOP, el STA puede transmitir una serie de tramas, intercaladas con SIFS y ACKs desde el destino. Ademas de eliminar la necesidad de esperar DIFS ademas del retroceso para cada trama, el STA despues de haber ganado un TXOP se tiene la constancia de que puede retener el canal para las transmisiones posteriores.

Durante el TXOP, los ACKs desde el destino puede ser por trama (como en anteriores 802.11 MACs), o puede utilizar un bloque de ACK inmediato o retardado, como se discute a continuacion. Por otra parte, una polftica de no ACK esta permitido para flujos de trafico determinados, por ejemplo, la difusion o multidifusion.

La figura 7 representa un ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) 700, que ilustra un TXOP con acuse de recibo por trama. Se transmite una transmision existente 710. Despues de la transmision 710, y despues de esperar DIFS 720 y el retardo, en su caso, un STA gana TXOP 790. El TxOP 790 comprende N tramas 740A- 740N, cada trama seguida por respectivos N SIFS 750A-750N. El STA receptor responde con N ACKS respectivos 760A-760N. Los ACKs 760 son seguidos por N-1 de SIFS 770A-770N-1. Debe tenerse en cuenta que cada trama 740 comprende un preambulo 770, asf como la cabecera y el paquete 780. Las realizaciones de ejemplo, se detalla a continuacion, permitir que para reducir significativamente la cantidad de tiempo de transmision reservada para preambulos.

La figura 8 ilustra una TXOP con acuse de recibo de bloque 810. El TXOP 810 puede ser obtenido a traves de contencion o de votacion. El TXOP 810 comprende N tramas 820A-820N, cada trama seguida de N SIFS respectivos 830A-830N. Despues de la transmision de tramas 820 y los SIFS 830, se transmite una solicitud ACK de bloque 840. El STA receptor responde a la solicitud de bloque ACK en un momento en el futuro. El bloque de ACK puede ser inmediato tras la finalizacion de la transmision de un bloque de tramas, o se puede retrasar para permitir el procesamiento del receptor en software.

Las realizaciones de ejemplo, detalladas a continuacion, permiten reducir en gran medida la cantidad de tiempo de transmision entre tramas (SIFS en este ejemplo). En algunas realizaciones, no hay ninguna necesidad de retrasar entre transmisiones consecutivas (es decir, tramas).

Debe tenerse en cuenta que, en 802.11 (a) y otros estandares, para ciertos formatos de transmision, se define una extension de la senal que anade retraso adicional al final de cada trama. Aunque tecnicamente no incluidos en la definicion de los FIS, diversas realizaciones, se detallan a continuacion, tambien permiten la retirada de las extensiones de senal.

La funcion Bloquear ACK proporciona una eficiencia mejorada. En un ejemplo, hasta 64 unidades de datos de servicio MAC (SDUs) (cada uno posiblemente fragmentado a 16 fragmentos) correspondientes a 1024 tramas pueden ser transmitidos por un STA, mientras que el STA de destino esta permitido para proporcionar una unica respuesta al final del bloque de tramas que indican el estado ACK de cada una de las 1024 tramas. Tfpicamente, a altas tasas, los MAC SDU no se fragmentaran, y para una baja latencia, menos de 64 unidades MAC SDUs pueden ser transmitidas antes de requerir un ACK Bloque desde el destino. En tal caso, para transmitir M tramas, el tiempo total se reduce de M tramas + M SIFS + MACKs + M-1 SIFS, a M tramas + M SIFS + Bloque ACK: realizaciones detalladas a continuacion mejoran la eficiencia ACK bloque aun mas.

El Protocolo de interconexion directa (DLP), introducido por 802.11(e), permite a un STA para enviar tramas directamente a otro STA destino dentro de un conjunto de servicios basicos (BSS) (controlado por el mismo AP). El AP puede hacer un TXOP sondeado disponible para esta transferencia directa de tramas entre STAs. Antes de la introduccion de esta caracterfstica, durante el acceso sondeado, el destino de las tramas del STA sondeado fue siempre el AP, que a su vez presenta las tramas al STA destino. Al eliminar el redireccionamiento de la trama de dos saltos, la eficiencia media se mejora. Las realizaciones detalladas mas adelante agregan eficiencia sustancial a las transferencias DLP.

El 802.11 (e) tambien introduce un PCF mejorado, llamado la funcion de coordinacion hfbrida (HCF). En acceso de canal controlado HCF (HCCA), al AP se le permite acceder al canal en cualquier momento ya sea para establecer una fase de Acceso Controlado (CAP), que es como la CFP y se utiliza para proporcionar oportunidades de transmision en cualquier momento durante la fase de contencion, no solo inmediatamente despues de la baliza. El

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AP tiene acceso al medio por la espera de un PIFS sin retroceso.

La figura 9 representa ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) 800, que ilustra un TXOP sondeado utilizando HCCA. En este ejemplo, el AP afirma del sondeo. Una transmision existente 910 se transmite. A continuacion de la transmision 910, el AP espera PIFS, a continuacion, transmite el sondeo 920, dirigida a un STA. Debe tenerse en cuenta que otros STAs que compiten por el canal tendrfa que esperar DIFS al menos, que no se producen debido al sondeo 920 transmitido, como se muestra. El STA sondeado transmite TXOP sondeados 940 tras los sondeos 920 y los FIS 930. El AP puede continuar el sondeo, a la espera PIFS entre cada TXOP sondeado 940 y el sondeo 920. En un escenario alternativo, el AP puede establecer un CAP esperando PIFS de una transmision 910. El AP puede transmitir uno o mas sondeos durante el CAP.

Mejoras MAC

Como se describio anteriormente, diversas caracterfsticas ineficientes de MACs anteriores fueron llevadas a versiones posteriores. Por ejemplo, preambulos muy largos, disenado para 11 Mbps frente a 64 Mbps, introducen ineficiencia. Mientras la unidad de datos de protocolo MAC (MPDU) se sigue reduciendo a medida que aumentan las velocidades, manteniendo las distancias inter-estructura diferentes y/o preliminares constantes significa una disminucion correspondiente en la utilizacion del canal. Por ejemplo, una alta velocidad de datos de transmision MIMO MPDU puede ser tan solo de unos pocos microsegundos de longitud, en comparacion con 802.11 (g), que tiene un preambulo de 72 ps. La eliminacion o reduccion de los retrasos, tales como SIFS, extensiones de senal y/o preliminares incrementara el rendimiento y la utilizacion del canal.

La figura 10 es un ejemplo de realizacion de un TXOP 1010 que incluye multiples transmisiones consecutivas sin ningun intervalo. El TXOP 1010 comprende N tramas 1020A-1020N que se transmiten secuencialmente sin ningun intervalo (compare con los SIFS requeridos en TXOP 810, representado en la figura 8). El numero de cuadros en el TXOP esta limitado solo por la memoria intermedia y la capacidad de decodificacion del receptor. Cuando un STA esta transmitiendo tramas consecutivas con un bloque ACK en un TXOP 1010, no es necesario intercalar duraciones de SIFS ya que ningun otro STA necesita ganar el acceso al medio en entre tramas consecutivas. Una solicitud de bloque opcional ACK 1030 se anade a los N tramas. Ciertas clases de trafico pueden no requerir acuse de recibo. Una solicitud de bloque ACK puede ser contestado inmediatamente despues del TXOP, o se puede transmitir en un momento posterior. Las tramas 1020 no requieren extensiones de senal. El TXOP 1010 puede desplegarse en cualquiera de las realizaciones detalladas en este documento donde se llama un TXOP.

Como se muestra en la figura 10, la transmision de los SIFS entre tramas consecutivas en un TXOP, cuando todas las tramas se transmiten por el mismo STA, puede ser eliminada. En 802.11 (e), estos intervalos fueron retenidos para limitar el requisito de complejidad en el receptor. En el 802.11 (e) estandar, el perfodo de SIFS 10 ps y la extension de la senal OFDM 6 ps proporcionan al receptor un total de 16 ps para el procesamiento de la trama recibida (incluyendo demodulacion y decodificacion). Sin embargo, en las grandes tasas de PHY, este 16 ps resulta en una ineficiencia importante. En algunas formas de realizacion, con la introduccion del procesamiento MIMO, incluso los 16 ps pueden ser insuficientes para completar el procesamiento. En cambio, en este ejemplo de realizacion, el SIFS y la extension de senal OFDM entre transmisiones consecutivas de un STA al AP o a otro STA (usando el Protocolo de Enlace Directo) son eliminados. Por lo tanto, un receptor que requiere un perfodo adicional despues de la finalizacion de la transmision, para MIMO receptor de procesamiento y decodificacion de canal (por ejemplo, turbo/convolucional/decodificacion lDpC) puede realizar esas funciones mientras el medio se utiliza para la transmision adicional. Un acuse de recibo puede ser transmitido en un momento posterior, como se describe anteriormente (utilizando el bloque de ACK, por ejemplo).

Debido a diferentes retardos de propagacion entre STAs, las transmisiones entre los diferentes pares de STAs pueden estar separadas por periodos de guardia para evitar colisiones en un receptor entre transmisiones consecutivas en el medio de STAs diferentes (no se muestra en la figura 10, pero se detalla mas adelante). En una realizacion de ejemplo, un periodo de guarda de un sfmbolo OFDM (4 ps) es suficiente para todos los entornos operativos para 802.11. Las transmisiones desde la misma STA a diferentes STAs de destino no necesitan estar separadas por periodos de guarda (como se muestra en la figura 10). Como se detallara mas adelante, estos periodos de guardia pueden ser denominados como separaciones entre tramas de guarda de banda (GIFS).

En lugar de utilizar de SIFS y/o extension de la senal, el tiempo de procesamiento del receptor requerido (para MIMO y el procesamiento de descodificacion, por ejemplo) se puede proporcionar mediante el uso de un esquema ARQ basado en ventana (por ejemplo, retroceder N o repeticion selectiva), tecnicas conocidas para los expertos en la tecnica. El ACK capa MAC de parada y espera del legado 802.11 se ha mejorado en 802.11 (e) a un mecanismo de ventana con hasta 1024 tramas y bloque ACK, en este ejemplo. Puede ser preferible introducir un mecanismo ARQ estandar basado en ventana en lugar del esquema ACK de bloque ad-hoc disenado en 802.11 (e).

La ventana maxima permitida puede ser determinada por la complejidad de procesamiento y de bufer del receptor. El transmisor puede estar permitido para transmitir datos suficientes para llenar la ventana del receptor a la tasa PHY pico alcanzable entre el par emisor-receptor. Por ejemplo, ya que el procesamiento del receptor puede no ser capaz de mantenerse al dfa con la tasa de PHY, el receptor puede necesitar almacenar salidas de demodulador

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suaves hasta que puedan ser decodificadas. Por lo tanto, los requisitos de almacenamiento en bufer para el procesado en la capa ffsica a la tasa PHY pico puede ser usada para determinar la ventana maxima permitida.

En una realizacion de ejemplo, el receptor puede anunciar el tamano de bloque maximo permitido PHY que puede procesar en un determinado tipo de pHy sin desbordar sus memorias de capa ffsica. Alternativamente, el receptor puede anunciar el tamano de bloque PHY maximo permitido que se puede procesar en la maxima tasa de PHY sin desbordar sus memorias de capa ffsica. A bajas tasas de PHY, mayor el tamano de bloque que puede ser procesado sin desbordamiento de bufer. Una formula conocida puede ser utilizada por los transmisores para calcular el maximo tamano de bloque PHY permitido para una determinada tasa de PHY, desde el tamano de bloque PHY maximo anunciado permitido a la tasa maxima de PHY.

Si el tamano de bloque PHY maximo anunciado es un parametro estatico, entonces la cantidad de tiempo antes de que las memorias intermedias de la capa ffsica puedan ser procesadas y el receptor este listo para la siguiente rafaga PHY es otro parametro receptor que puede ser conocido en el transmisor y tambien en el planificador. Alternativamente, el tamano de bloque PHY maximo anunciado puede ser variado dinamicamente en funcion de la ocupacion de las memorias intermedias de la capa ffsica.

El retardo de procesamiento del receptor puede usarse para determinar el retardo de ida y vuelta para el ARQ, que a su vez puede ser utilizado para determinar los retardos observados por las aplicaciones. Por lo tanto, para habilitar servicios de baja latencia, el tamano de bloque PHY permitido puede ser limitado.

La figura 11 representa una realizacion de ejemplo de un TXOP 1110 que ilustra la reduccion de la cantidad de transmision de preambulo requerida. El TXOp 1110 comprende un preambulo 1120 seguido de transmisiones consecutivas N 1130A - 1130N. Una solicitud de bloqueo opcional ACK 1140 se puede anadir. En este ejemplo, una transmision 1130 comprende una cabecera y un paquete. El contraste de TXOP 1110 con TXOP 790 de la figura 7, en el que cada trama 740 comprende un preambulo, ademas de la cabecera y el paquete. Mediante el envfo de un unico preambulo, la transmision de preambulo requerida es de un preambulo en vez de N preambulos, para la misma cantidad de datos transmitidos.

Por lo tanto, el preambulo 1120 puede ser eliminado de las transmisiones sucesivas. El preambulo inicial 1120 puede ser utilizado por el receptor para adquirir la senal, asf como para la adquisicion de frecuencia fina para OFDM. Para las transmisiones MIMO, el preambulo inicial 1120 se puede extender en comparacion con el actual preambulo OFDM para permitir que el receptor estime los canales espaciales. Sin embargo, las tramas posteriores dentro del mismo TXOP pueden no requerir preambulos adicionales. Tonos piloto dentro de los sfmbolos OFDM son generalmente suficientes para el seguimiento de la senal. En una realizacion alternativa, sfmbolos adicionales (a modo de preambulo) pueden ser intercalados periodicamente durante el TXOP 1110. Sin embargo, la sobrecarga de preambulo global puede reducirse significativamente. El preambulo puede ser enviado solo cuando sea necesario, y puede ser enviado de forma diferente basandose en la cantidad de tiempo transcurrido desde que un preambulo transmitido previamente.

Debe tenerse en cuenta que el TXOP 1110 puede incorporar caracterfsticas de los sistemas legados tambien. Por ejemplo, el bloque de ACK es opcional. ACKs mas frecuentes pueden ser soportados. Aun asf, un intervalo menor, tales como archivos GIF, pueden ser sustituidos por los de SIFS mas largos (mas la extension de la senal, si se utiliza). Las transmisiones consecutivas 1130 tambien pueden incluir segmentos de un paquete mas grande, como se describio anteriormente. Observese ademas que la cabecera para transmisiones consecutivas 1130 al mismo STA receptor puede ser comprimida. Un ejemplo de compresion de cabeceras se detalla mas adelante.

La figura 12 representa una realizacion de ejemplo de un procedimiento 1200 para la incorporacion de varios aspectos que acabamos de describir, incluyendo la consolidacion de preambulos, la eliminacion de intervalos, tales como de SIFS y la insercion de GIFs segun proceda. El proceso comienza en el bloque 1210, donde un STA gana un TXOP usando cualquiera de las tecnicas detalladas en la presente memoria. En el bloque 1220, un preambulo es transmitido cuando sea necesario. Una vez mas, el preambulo puede ser mas largo o mas corto que un preambulo de legado, y puede variar en funcion de diversos parametros tales como el tiempo transcurrido desde el ultimo preambulo transmitido como sea necesario para permitir al STA receptor para estimar el canal MIMO espacial. En el bloque 1230, el STA transmite uno o mas paquetes (o, mas en general, las transmisiones consecutivas de cualquier tipo), a un destino. Debe tenerse en cuenta que preambulos adicionales no necesitan ser transmitidos. En una realizacion alternativa, opcionalmente uno o mas preambulos adicionales pueden ser transmitidos, o un sfmbolo a modo de preambulo puede ser intercalado como se desee. En el bloque 1240, el STA puede transmitir opcionalmente a un sTa receptor adicional. En este caso, un GIFS se inserta como sea necesario, y una o mas transmisiones consecutivas pueden ser transmitidas al STA receptor adicional. Entonces el proceso puede detenerse. En diversas realizaciones, el STA puede seguir transmitiendo a mas de dos STA, insertar GIFs y/o preambulos como sea necesario para el nivel de rendimiento deseado.

Por lo tanto, como se describio anteriormente, la eficiencia MAC puede mejorarse aun mas mediante la consolidacion de las transmisiones desde un STA a STAs de destino multiples en transmisiones consecutivas, lo que elimina muchos o todos los periodos de guardia y reduce la sobrecarga del preambulo. Un preambulo unico (o

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transmision del piloto) puede ser utilizado para multiples transmisiones consecutivas desde la misma STA a STAs de destino diferentes.

Eficiencia adicional puede ser obtenida a traves de la consolidacion de sondeo. En una realizacion ejemplar, varios sondeos pueden ser consolidados en un canal de control, ejemplos de los cuales se detallan a continuacion. En un ejemplo, el AP puede transmitir a multiples STA de destino una senal que incluye mensajes de sondeo para asignar TXOPs. Por el contrario, en 802.11 (e), cada TXOP esta precedido por un sondeo CF del AP seguido por un SIFS. La mejora de eficiencia resulta cuando varios de dichos mensajes de sondeo CF se consolidan en un mensaje de control de un solo canal (referido como un mensaje SCHED en una realizacion de ejemplo, que se detalla a continuacion) se utiliza para asignar varios TXOPs. En una realizacion general, cualquier perfodo de tiempo puede ser asignado a los sondeos consolidados y sus respectivos TXOPs. Un ejemplo de realizacion se detalla a continuacion con respecto a la figura 15, y ejemplos adicionales se incluyen tambien en la presente memoria.

Un mensaje de canal de control (es decir SCHED) puede ser codificado con una estructura de varios niveles de tasa para mejorar aun mas la eficiencia. Por consiguiente, un mensaje de sondeo a cualquier STA puede estar codificado de acuerdo con la calidad del canal entre el AP y STA. El orden de transmision de mensajes de sondeo no tiene que ser del orden de los TXOPs asignados, pero pueden ser ordenados de acuerdo a la codificacion de robustez.

La figura 13 representa ejemplo de segmento de transmision de capa ffsica (PHY) 1300, ilustrando los sondeos consolidados y sus respectivos TXOPs. Los sondeos consolidados 1310 se transmiten. Los sondeos pueden ser transmitidos utilizando una estructura de canal de control, ejemplos de los cuales se detallan en la presente memoria, o pueden ser transmitidos utilizando innumerables tecnicas alternativas, que seran facilmente evidentes para un experto en la tecnica. En este ejemplo, para eliminar la necesidad de separacion entre tramas entre los sondeos y cualquier enlace TXOPs hacia delante, enlace TXOPs hacia adelante 1320 se transmiten directamente despues de los sondeos consolidados 1310. Con posterioridad a los enlaces directos TXOPs 1320, varios enlaces inversos TXOPs 1330A-1330N se transmiten, con GIFS 1340 insertados en su caso. Debe tenerse en cuenta que GIFS no necesitan ser incluidos cuando se hacen las transmisiones secuenciales a partir de un STA (similar a la falta de GIFS requisito para las transmisiones de enlace directo que emanan de AP a varios STA). En este ejemplo, TXOPs de enlace inverso para incluir STA a STA (es decir, entre iguales) TXOPs (usando DLP, por ejemplo). Debe tenerse en cuenta que el orden de transmision que se muestra es solo para ilustracion. Enlaces hacia adelante e inversos TXOPs (incluyendo la transmision de par a par) pueden ser intercambiados o intercalados. Algunas configuraciones pueden no da lugar a la eliminacion de la mayor cantidad de lagunas otras configuraciones. Los expertos en la tecnica entenderan facilmente adaptar innumerables realizaciones alternativas a la luz de la ensenanza en la presente memoria.

La figura 14 representa una realizacion de ejemplo de un procedimiento 1400 para la consolidacion de sondeos. El proceso comienza en el bloque 1410, donde se asignan recursos de canal en una o mas TXOPs. Cualquier funcion de programacion puede ser desplegada para hacer la determinacion de la asignacion de TXOP. En el bloque 1420, los sondeos para la asignacion de TXOPs de acuerdo con la asignacion se consolidan. En el bloque 1430, los sondeos consolidados se transmiten a uno o mas STAs en uno o mas canales de control (es decir, los segmentos CTRLJ del mensaje SCHED, en una realizacion de ejemplo se detalla mas adelante). En una realizacion alternativa, cualquier tecnica de mensajerfa puede ser desplegada para transmitir los sondeos consolidados. En el bloque 1440, STA transmite TXOPs de acuerdo con las asignaciones consultados en los sondeos consolidados. Entonces el proceso puede detenerse. Este procedimiento puede ser implementado en conjuncion con intervalos de sondeos consolidados de cualquier longitud, que pueden comprender todo o parte del sistema de intervalo de baliza. El sondeo consolidado puede utilizarse de forma intermitente con el acceso basado en contencion, o sondeo de legado, como se ha descrito anteriormente. En una realizacion ejemplo, el procedimiento 1400 se puede repetir periodicamente, o de acuerdo con otros parametros, como la carga del sistema o la demanda de transmision de datos.

Un ejemplo de realizacion de un protocolo MAC que ilustra varios aspectos se detalla con respecto a las figuras 15 y 16. Este protocolo MAC se detalla mas en tramitacion junto con las Solicitudes de Patente EE.UU. de N.°s de Serie XX/XXX, XXX, XX/XXX, XXX y XX/XXX, XXX (Expediente N ° 030428, 030433, 030436) titulado "Pila de protocolo de LAN inalambrica", presentada simultaneamente con la presente, cedida al cesionario de la presente invencion.

Un ejemplo de intervalo de trama TDD MAC 1500 se ilustra en la figura 15. El uso de la expresion intervalo de trama TDD MAC en este contexto se refiere al perfodo de tiempo en el que los segmentos de transmision diferentes que se detallan a continuacion se definen. El intervalo de trama TDD mAc 1500 se distingue del uso generico del termino trama para describir una transmision en un sistema de 802.11. En terminos 802.11, el intervalo de trama TDD MAC 1500 puede ser analogo al intervalo de baliza o una fraccion del intervalo de baliza. Los parametros detallados con respecto a las figuras 15 y 16 son solamente ilustrativos. Un experto normal en la tecnica adaptara facilmente este ejemplo a multiples formas de realizacion alternativas, utilizando todos o algunos de los componentes descritos, y con valores de parametros diferentes. La funcion MAC 1500 se asigna entre los segmentos de canal de transporte siguientes: retransmision, control, trafico hacia adelante e inverso (referido como la fase de enlace descendente y fase de enlace ascendente, respectivamente), y de acceso aleatorio.

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En la realizacion de ejemplo, un intervalo de trama TDD MAC 1500 es por duplexado de division de tiempo (TDD) en un intervalo de tiempo de 2 ms, dividido en cinco segmentos de canal de transporte 1510 a 1550 como se muestra. Ordenes alternativas y diferentes tamanos de trama pueden ser desplegados en realizaciones alternativas. La duracion de las asignaciones en el intervalo de trama TDD MAC 1500 se cuantifica en un cierto intervalo de tiempo comun pequeno.

En el ejemplo, cinco canales de transporte dentro del intervalo de trama TDD MAC 1500 incluyen: (a) el canal de radiodifusion (BCH) 1510, que lleva el canal de control de difusion (BCCH), (b) el Canal de Control (CCH) 1520, que lleva el control de canal de trama (FCCH) y el Canal de retroalimentacion de acceso aleatorio (RFCH) en el enlace directo; (c) el canal de trafico (TCH), que transporta los datos de usuario e informacion de control, y se subdivide en (i) el canal de trafico directo (F-TCH) 1530 en el enlace directo y (ii) el canal de trafico inverso (R-TCH) 1540 en el enlace inverso, y (d) el Canal de Acceso Aleatorio (RCH) 1550, que lleva el canal de solicitud de acceso (ARCH) (para solicitudes de acceso UT). Una baliza piloto se transmite tambien como el segmento 1510.

La fase descendente del bastidor 1500 comprende los segmentos 1510-1530. La fase de enlace ascendente comprende segmentos 1540-1550. El segmento 1560 indica el comienzo de un intervalo de trama posterior TDD MAC. Una realizacion alternativa comprende transmision entre iguales que se ilustra mas adelante.

El canal de difusion (BCH) y la baliza 1510 se transmiten por el AP. La primera porcion del BCH 510 contiene sobrecarga de la capa ffsica comun, tales como senales piloto, incluyendo la sincronizacion y la adquisicion de frecuencia piloto. En una realizacion de ejemplo, la baliza consiste en 2 sfmbolos OFDM cortos utilizados para la adquisicion de frecuencia y el momento por los UTs seguidos de 8 sfmbolos OFDM cortos de piloto MIMO comun utilizados por los UTs para estimar el canal.

La segunda porcion del BCH 1510 es la parte de datos. La porcion de datos del BCH define la asignacion de intervalo de la trama TDD MAC con respecto a los segmentos de canal de transporte: CCH 1520, F-TCH 1530, R- TCH 1540 y RCH 1550, y tambien define la composicion del CCH con respecto a los subcanales. En este ejemplo, el BCH 1510 define la cobertura de la LAN inalambrica 120, y asf se transmite en el modo de transmision de datos mas robusto disponible. La longitud del BCH entero es fija. En una realizacion de ejemplo, el BCH define la cobertura de una MIMO-WLAN, y es transmitida en el espacio tiempo la diversidad de transmision (STTD) utilizando el modo de velocidad 1/4 de fase codificada binaria de claves de cambio (BPSK). En este ejemplo, la longitud del BCH se fija en 10 sfmbolos OFDM cortos. Diversas tecnicas de senalizacion pueden ser desplegadas en realizaciones alternativas.

El Canal de Control (CCH) 1520, transmitido por el AP, define la composicion del resto del intervalo de trama TDD MAC, e ilustra el uso de sondeos consolidados. El CCH 1520 se transmite usando modos de transmision muy robustos en subcanales multiples, cada subcanal con una velocidad de datos diferente. El primer subcanal es el mas robusto y se espera que sea descifrable por todos los UTs. En una realizacion de ejemplo, BPSK codificado 1/4 de velocidad se utiliza para el primer subcanal CCH. Varios otros subcanales con solidez decreciente (y eficiencia creciente) tambien estan disponibles. En una realizacion de ejemplo, se utilizan hasta tres subcanales adicionales. Cada UT intenta decodificar todos los subcanales en orden hasta que una decodificacion falla. El segmento de canal de transporte CCH en cada trama es de longitud variable, la longitud dependiendo del numero de mensajes CCH en cada subcanal. Agradecimientos por rafagas de acceso aleatorio de enlace inverso se realizan en el (primer) subcanal mas robusto de CCH.

El CCH contiene las asignaciones de las rafagas de la capa ffsica sobre los vfnculos hacia adelante y hacia atras, (analogo a los sondeos consolidados TXOPs). Las tareas pueden ser para la transferencia de datos en el enlace directo o inverso. En general, una asignacion de rafaga de la capa ffsica comprende: (a) un ID de MAC; (b) un valor que indica la hora de inicio de la asignacion dentro de la trama (en el F-TCH o el R-TCH), (c) la longitud de la asignacion; (d) la longitud de la sobrecarga de la capa ffsica dedicada; (e) el modo de transmision, y (f) el esquema de codificacion y modulacion que se utilizara para la rafaga de capa ffsica.

Otros tipos de ejemplo de asignaciones en el CCH incluyen: una asignacion en el enlace inverso para la transmision de un piloto dedicado desde un UT, o una asignacion en el enlace inverso para la transmision de tampon y la informacion de estado de enlace desde un UT. El CCS tambien puede definir partes de la trama que vaya a ser utilizado. Estas partes no utilizadas de la trama pueden ser utilizadas por UTs para hacer estimaciones de ruido (e interferencia), asf como para medir las balizas del sistema vecino.

El Canal de Acceso Aleatorio (RCH) 1550 es un canal de enlace inverso en el que un UT puede transmitir una rafaga de acceso aleatorio. La longitud variable del RCH se especifica para cada trama en el BCH.

El canal de trafico directo (F-TCH) 1530 comprende uno o mas rafagas de capa ffsica transmitidas desde el AP 104. Cada rafaga esta dirigida a un determinado ID MAC como se indica en la asignacion CCH. Cada rafaga comprende sobrecarga de la capa ffsica dedicada, tal como una senal piloto (si la hay) y un MAC PDU transmitido segun el modo de transmision y codificacion y el esquema de modulacion indicados en la asignacion CCH. El F-TCH es de longitud variable. En una realizacion de ejemplo, la sobrecarga de capa ffsica dedicada puede incluir un piloto MIMO dedicado. Un ejemplo MAC PDU se detalla con respecto a la figura 16.

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El canal de trafico inverso (R-TCH) 1540 comprende transmisiones de rafaga de capa ffsica de uno o mas UTs 106. Cada rafaga se transmite por un UT particular, como se indica en la asignacion CCH. Cada rafaga puede comprender un preambulo de piloto dedicado (si lo hay) y un PDU MAC transmitido segun el modo de transmision y codificacion y esquema de modulacion indicados en la asignacion CCH. El R-TCH es de longitud variable.

En la realizacion de ejemplo, el F-TCH 530, el R-TCH 540, o ambos, pueden utilizar la multiplexacion espacial o tecnicas de acceso multiple por division de codigo para permitir la transmision simultanea de MAC PDUs asociados con diferentes UTs. Un campo que contiene el iD de MAC con el que el MAC PDU esta asociada (es decir, el remitente en el enlace ascendente, o el receptor previsto en el enlace descendente) puede ser incluido en la cabecera MAC PDU. Esto se puede usar para resolver cualquier ambiguedad de direccionamiento que pueda surgir cuando se utilizan multiplexacion espacial o CDMA. En realizaciones alternativas, cuando la multiplexacion se basa estrictamente en tecnicas de division de tiempo, el ID de MAC no se requiere en la cabecera MAC PDU, puesto que la informacion de direccionamiento se incluye en el mensaje CCH que asigna un perfodo de tiempo determinado en el intervalo de trama TDD MAC a una especffica ID mAc. Cualquier combinacion de multiplexado espacial, la multiplexacion por division de codigo, multiplexado de division de tiempo, y cualquier otra tecnica conocida en la tecnica puede ser desplegada.

La figura 16 muestra la formacion de un ejemplo MAC PDU 1660 de un paquete 1610, que puede ser un datagrama IP o un segmento de Ethernet, en este ejemplo. Ejemplos de tamanos y tipos de campos se describen en esta ilustracion. Los expertos en la tecnica reconoceran que otros tamanos, tipos y configuraciones estan contemplados dentro del alcance de la presente invencion.

Como se muestra, el paquete de datos 1610 se segmenta en una capa de adaptacion. Cada subcapa de adaptacion PDU 1630 lleva uno de estos segmentos 1620. En este ejemplo, el paquete de datos 1610 se segmenta en N segmentos 1620A-N. Una subcapa de adaptacion PDU 1630 comprende una carga util 1634 que contiene el segmento respectivo 1620. Un campo de tipo 1632 (un byte en este ejemplo) esta unido a la subcapa de adaptacion PDU 1630.

Un encabezado de enlace logico (LL) 1642 (4' bytes en este ejemplo) esta unido a la carga util 1644, que comprende la capa de adaptacion PDU 1630. El ejemplo de informacion de encabezado LL 1642 incluye un identificador de flujo, la informacion de control, y numeros de secuencia. Un CRC 1646 se calcula sobre el encabezado 1642 y la carga util 1644, y se adjuntara al formar una subcapa de enlace logico PDU (LL PDU) 1640. El control de enlace logico (LLC) y el control de enlace de radio (RLC) PDU puede estar formado de manera similar. LL PDUs 1640, asf como LLC PDUs y RLC PDUs, se colocan en colas (por ejemplo, una cola de QoS alta, una cola de mejor esfuerzo, o cola de mensajes de control) para el servicio mediante una funcion MUX.

Un encabezado MUX 1652 esta unido a cada LL PDU 1640. Un ejemplo de encabezado MUX 1652 puede comprender una longitud y un tipo (el encabezado 1652 es de dos bytes en este ejemplo). Un encabezado similar se puede formar para cada PDU de control (es decir LLC y RLC de PDUs). El lL pDu 1640 (o PDU LLC o RLC) constituye la carga util 1654. El encabezado 1652 y la carga util 1654 forman la PDU subcapa MUX (MPDU) 1650 (PDUs subcapa MUX tambien son referidas aquf como MUX PDUs).

Recursos de comunicacion en el medio compartido se asignan por el protocolo MAC en una serie de intervalos de trama TDD MAC, en este ejemplo. En realizaciones alternativas, ejemplos de los cuales se detallan mas adelante, este tipo de intervalos de trama TDD MAC pueden ser intercalados con varias otras funciones MAC, incluyendo contencion con base o sondeadas, y que incluyen la interfaz con los sistemas de legado que utilizan otros tipos de protocolos de acceso. Como se describio anteriormente, un planificador puede determinar el tamano de las rafagas de capa ffsica asignada a uno o mas ID de MAC en cada intervalo de trama TDD MAC (analogo a los TXOPs de sondeos consolidados). Debe tenerse en cuenta que no todos los ID de MAC con datos a transmitir necesariamente se asignara espacio en cualquier intervalo de trama particular, TDD MAC. Cualquier acceso de control o esquema de planificacion pueden ser desplegados dentro del alcance de la presente invencion. Cuando una asignacion se hace para un ID MAC, una funcion MUX respectiva para ese ID MAC formara una PDU de MAC 1660, incluyendo uno o mas PDUs MUX 1650 para su inclusion en el intervalo de trama TDD MAC. Uno o mas PDU MUX 1660, para uno o mas IDs MAC asignados seran incluidos en un intervalo de trama TDD MAC (es decir intervalo de trama TDD MAC 1500, detallados con respecto a la figura 15, arriba).

En una realizacion de ejemplo, un aspecto permite un MPDU parcial 1650 a transmitir, lo que permite para el empaquetado eficiente en un PDU MAC 1660. En este ejemplo, los bytes no transmitidos de cualquier MPDU parcial 1650 dejados por una transmision anterior pueden ser incluidos, identificados por MPDU parcial 1664. Estos bytes 1664 seran transmitidos por delante de cualquier nueva PDU 1666 (es decir LL PDU o PDUs de control) en la trama actual. El encabezado 1662 (dos bytes en este ejemplo) incluye un puntero MUX, el cual apunta al comienzo del primer MPDU nuevo (MPDU 1666A en este ejemplo) que se transmite en la trama actual. El encabezado 1662 tambien puede incluir una direccion MAC.

El PDU MAC 1660 comprende el puntero MUX 1662, un posible PDU MUX parcial 1664 en el inicio (dejados por una

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asignacion anterior), seguido de cero o PDUs MUX mas completo 1666A-N, y un posible PDU MUX parcial 1668 (desde la asignacion actual) u otro relleno, para llenar la parte asignada de la rafaga de capa ffsica. El PDU MAC 1660 se realiza en la rafaga de capa ffsica asignada al ID MAC.

Asf, el ejemplo MAC PDU 1660 ilustra una transmision (o trama, en la terminologfa 802.11), que puede ser transmitida de uno a otro STA, incluyendo porciones de datos de una o mas corrientes dirigidas ese STA de destino. El empaquetado eficiente se logra con el uso opcional de PDUs MUX parciales. Cada PDU MAC puede ser transmitido en un TXOP (utilizando la terminologfa 802.11), en un momento indicado en el sondeo consolidado incluido en el CCH.

La realizacion de ejemplo se detalla en las figuras 15-16 ilustra diversos aspectos, incluyendo sondeos consolidados, transmision de preambulo reducida, y eliminacion de los intervalos mediante la transmision de forma secuencial de las rafagas de capa ffsica de cada sTa (incluido el AP). Estos aspectos son aplicables a cualquier protocolo de MAC, incluyendo los sistemas de 802.11. Mas abajo se detallan realizaciones alternativas que ilustran varias otras tecnicas para lograr la eficiencia MAC, asf como el soporte de la transmision entre iguales, y la integracion con y/o cooperacion con los protocolos legados o sistemas existentes.

Como se describio anteriormente, diversas formas de realizacion en la presente memoria detallada pueden emplear la estimacion de canal y control de la frecuencia ajustada. Una mayor eficiencia MAC se puede conseguir a traves de minimizar la transmision innecesaria en el medio, pero la realimentacion de control de la velocidad puede, en algunos casos, reducir el rendimiento global. Por lo tanto, las oportunidades suficientes pueden ser proporcionadas para la estimacion de canal y la retroalimentacion para maximizar la tasa de transmision en todos los modos MIMO, a fin de evitar la perdida de rendimiento debido a la insuficiente estimacion de canal, lo que puede compensar cualquier aumento de la eficiencia MAC. Por lo tanto, como se describio anteriormente, y se detalla mas abajo, realizaciones de ejemplo de MAC pueden estar disenadas para proporcionar suficientes oportunidades de transmision de preambulo, como asf tambien oportunidades para los receptores para proporcionar retroalimentacion de control de tasa al transmisor.

En un ejemplo, el AP periodicamente intercala el piloto MIMO en sus transmisiones (al menos cada TP ms, donde TP puede ser un parametro fijo o variable). Cada STA puede comenzar tambien su TXOP sondeado con un piloto MIMO, que puede ser utilizado por otros STAs y el AP para estimar el canal. Para el caso de una transmision al AP o a otro STA usando el protocolo de enlace directo (detallados mas adelante), el piloto MIMO puede ser una referencia dirigida para ayudar a simplificar el procesamiento de receptor en el STA de destino.

El AP tambien puede proporcionar oportunidades para el STA de destino para proporcionar retroalimentacion ACK. El STA de destino tambien pueden aprovechar estas oportunidades de retroalimentacion para proporcionar retroalimentacion de control de tasa para los modos disponibles MIMO al STA de transmision. Dicha retroalimentacion de control de tasa no esta definida en los sistemas 802.11 existentes, incluyendo 802.11 (e). La introduccion de MIMO puede aumentar la cantidad total de informacion de control de tasa (por cada modo MIMO). En algunos casos, para maximizar el beneficio de la mejora de la eficiencia de mAc, estos pueden ser complementados por retroalimentacion de control de tasa estricta.

Otro aspecto presentado aqrn, y que se detalla mas adelante, es la informacion de atraso y la programacion de STAs. Cada STA puede comenzar su TXOP con un preambulo seguido de una duracion solicitada del siguiente TXOP. Esta informacion esta destinada al AP. El AP recoge informacion sobre el TXOP siguiente solicitado a partir de varios STAs diferentes y determina la asignacion de la duracion en el medio de TXOPs para un intervalo de trama TDD MAC subsiguiente. El AP puede usar una prioridad diferente o reglas QoS para determinar como compartir el medio, o puede utilizar reglas muy simples para compartir proporcionalmente el medio de acuerdo a las peticiones de los STAs. Cualquier otra tecnica de programacion tambien puede ser desplegada. Las asignaciones para los TXOPs para el proximo intervalo de trama TDD MAC se asignan en el mensaje de canal de control posterior del AP.

Punto de Acceso Desianado

En realizaciones detalladas en la presente memoria, una red puede soportar la operacion con o sin un punto de acceso verdadero. Cuando un verdadero AP esta presente, puede ser conectado, por ejemplo, a una conexion de por cable (es decir, cable, fibra, DSL o T1/T3, Ethernet) o un servidor de entretenimiento domestico. En este caso, el verdadero AP puede ser el origen y el sumidero para la mayona de los datos que fluyen entre los dispositivos de la red.

Cuando no existe un AP verdadero, las estaciones todavfa pueden comunicarse entre sf utilizando tecnicas como la funcion de coordinacion distribuida (DCF) o 802.11b/g/a o el acceso de canal distribuido mejorado 802.11e, como se describio anteriormente. Como se detalla mas adelante, cuando se requieren recursos adicionales, un uso mas eficiente del medio puede ser realizado con un esquema de planificacion centralizada. Esta arquitectura de red puede surgir, por ejemplo, en un hogar donde muchos dispositivos diferentes que se comunican entre sf (es decir DVD-TV, CD-AMP-altavoces, etc.) En este caso, las estaciones de la red automaticamente designan una estacion para convertirse en el AP. Debe tenerse en cuenta que, como se detalla a continuacion, una funcion de coordinacion

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adaptativa (ACF) puede ser utilizado con un punto de acceso designado, y puede ser desplegado con programacion centralizada, de acceso aleatorio, la comunicacion ad-hoc, o cualquier combinacion de los mismos.

Algunos, pero no necesariamente todos, los dispositivos de AP pueden haber mejorado la capacidad de MAC y son adecuados para el funcionamiento como un AP designado. Cabe senalar que no todos los dispositivos tienen que ser disenados para ser capaces de AP designados de capacidad de MAC. Cuando QoS (por ejemplo, la latencia garantizada), alto rendimiento, y/o la eficiencia es crftica, puede ser necesario que uno de los dispositivos de la red tenga una capacidad de operacion AP designado.

Esto significa que la capacidad de AP designada generalmente se asociara con los dispositivos con mayor capacidad, por ejemplo, con uno o mas atributos, tales como lfnea de alimentacion, gran numero de antenas y/o cadenas de transmision/recepcion, o requisito de un alto rendimiento. (Los factores adicionales para seleccionar un AP designados se detallan mas abajo.) Por lo tanto, un dispositivo de gama baja, como una camara de gama baja o telefono no necesita ser cargado con la capacidad AP designada, mientras que un dispositivo de gama alta, tales como fuente de video de gama alta o una pantalla de video de alta definicion puede estar equipado con capacidad AP designado.

En una red no-AP, el AP designado asume el papel del verdadero AP y puede o no puede haber una funcionalidad reducida. En diversas realizaciones, un AP designado puede realizar lo siguiente: (a) establecer el conjunto de la red de servicios basicos (BSS) ID, (b) fijar los plazos de la red mediante la transmision de la informacion de configuracion de red de un canal de baliza y de difusion (BCH) (el BCH podra definir composicion del medio hasta el proximo BCH), (c) administrar las conexiones programando las transmisiones de las estaciones de la red mediante un canal de control hacia adelante (FCCH), (d) gestionar la asociacion, (e) facilitar el control de admision QoS de los flujos, y/o (f) otras funciones diversas. El punto de acceso designado puede implementar un planificador sofisticado, o cualquier tipo de algoritmo de planificacion. Un simple planificador puede ser desplegado, un ejemplo del cual se detalla mas adelante.

Un encabezado de protocolo de convergencia de capa ffsica modificado (PLCP) se detalla a continuacion con respecto a comunicaciones entre iguales, que tambien es aplicable para los puntos de acceso designado. En una realizacion, el encabezado PLCP de todas las transmisiones se transmite a la velocidad de datos de base que puede ser descodificado por todas las estaciones (incluyendo el AP designado). El encabezado PLCP de transmisiones procedentes de estaciones contiene acumulacion de datos en la estacion asociada con una prioridad o flujo dados. Alternativamente, contiene una solicitud de duracion de una oportunidad de transmision posterior para una prioridad o un flujo dados.

El AP designado puede determinar las duraciones del retraso o de la oportunidad de transmision requeridos por las estaciones mediante "espionaje" en los encabezados PLCP de todas las transmisiones de la estacion. El AP designado puede determinar la fraccion de tiempo que se asignara al basado en EDCA (acceso distribuido) y la fraccion de tiempo asignada al acceso sondeado libre de contencion (centralizado) en funcion de la carga, colisiones u otras medidas de congestion. El AP designado puede ejecutar un planificador rudimentario que asigna el ancho de banda en proporcion a las solicitudes y los programa en el perfodo libre de contencion. Programadores mejorados estan permitidos, pero no son obligatorios. Las transmisiones programadas pueden ser anunciadas por la AP designado en el cCh (canal de control).

Un AP designado puede no ser necesario para repetir la transmision de una estacion a otra estacion (es decir, servir como un punto de salto), aunque esta funcionalidad esta permitida. Un verdadero AP puede ser capaz de eco.

Cuando se selecciona un punto de acceso designado, una jerarqufa puede ser creada para determinar que dispositivo debe servir como punto de acceso. Ejemplos de factores que pueden ser incorporados en la seleccion de un punto de acceso designado incluyen los siguientes: (a) anular el usuario; (b) nivel de preferencia mas alto; (c) nivel de seguridad; (d) capacidad: lfnea de alimentacion; (e) capacidad: numero de antenas, (f) capacidad: maxima potencia de transmision, (g) romper un empate teniendo en cuenta otros factores: direccion de control de acceso a medios (MAC), (h) primer dispositivo encendido, (i) cualquier otro factor.

En la practica, puede ser deseable para el AP designado estar situado centralmente y tener el mejor el agregado Rx SNR CDF (es decir, ser capaz de recibir todas las estaciones con una buena SNR). En general, a mas antenas tenga una emisora, mejor sera la sensibilidad de recepcion. Ademas, el AP designado puede tener una potencia de transmision mas alta para que el AP designado pueda ser ofdo por un gran numero de estaciones. Estos atributos pueden ser evaluados y explotados para permitir que la red se reconfigure dinamicamente a medida que las estaciones se anaden y/o se mueven a su alrededor.

Las conexiones entre iguales pueden ser compatibles en los casos en que se configura la red con un verdadero AP o un AP designado. Las conexiones entre iguales, en general, se detallan en la siguiente seccion. En una realizacion, dos tipos de conexiones entre iguales pueden ser soportadas: (a) entre iguales gestionado, donde el AP programa las transmisiones para cada estacion involucrada, y (b) ad-hoc, donde el AP no esta involucrada en la gestion o la programacion de las transmisiones de la estacion.

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El AP designado puede establecer el intervalo de trama MAC y transmitir una baliza en el inicio de la trama. Los canales de transmision y de control pueden especificar las duraciones asignadas en la trama para las estaciones que transmiten. Para las estaciones que han solicitado la asignacion para transmisiones entre iguales (y estas peticiones son conocidas por el AP), el AP puede proporcionar asignaciones programadas. El AP puede anunciar estas asignaciones en el canal de control, tal como, por ejemplo, con cada trama MAC.

Opcionalmente, el AP puede incluir tambien un segmento A-TCH (ad hoc) en la trama MAC (detallada mas adelante). La presencia del A-TCH en la trama MAC se puede indicar en el BCH y FCCH. Durante el A-TCH, las estaciones pueden realizar comunicaciones entre iguales utilizando procedimientos CSMA/CA. Los procedimientos CSMA/CA de la IEEE 802.11 inalambrica LAN estandar pueden ser modificados para excluir el requisito de ACK inmediato. Una estacion puede transmitir un MAC-PDU (unidad de datos de protocolo) que consiste en multiples LLC PDUs cuando la estacion se apodera del canal. La duracion maxima que puede ser ocupada por una estacion en el A-TCH se puede indicar en el BCH. Para LLC reconocidos, el tamano de la ventana y de retardo de acuse maximo puede negociarse de acuerdo con el retraso de aplicacion requerida. Una trama MAC modificada con un segmento A-TCH, para uso tanto con los puntos de acceso como con los puntos de acceso verdadero designados, se detalla mas adelante con respecto a la figura 20.

En una realizacion, el piloto MIMO no dirigido puede permitir a todas las estaciones aprender el canal entre ellas mismos y la estacion transmisora. Esto puede ser util en algunos escenarios. Ademas, los AP no designados pueden utilizar el piloto MIMO no dirigido a permitir la estimacion de canal y facilitar la demodulacion del PCCH a partir del cual las asignaciones se pueden derivar. Una vez que el AP designado recibe todas las asignaciones solicitadas en una determinada trama MAC, puede programar estos para la trama MAC posterior. Observese que la informacion de control de tasa no tiene que ser incluida en el FCCH.

En una realizacion, el planificador puede realizar las siguientes operaciones: en primer lugar, el planificador recoge todas las asignaciones solicitadas para la siguiente trama mAc y calcula la asignacion total solicitada (total solicitado). En segundo lugar, el programador calcula el total de recursos disponibles para su asignacion al F-TCH y el R-TCH (total disponible). En tercer lugar, si el total solicitado excede el total disponible, todas las asignaciones solicitadas son escaladas por la relacion definida por total disponible/total requerido. En cuarto lugar, las asignaciones para cualquier escala que son menos de 12 sfmbolos OFDM, estas asignaciones se aumentan en 12 sfmbolos OFDM (en el ejemplo de realizacion; realizaciones alternativas pueden ser desplegadas con parametros alternativos). En quinto lugar, para dar cabida a las asignaciones resultantes en el F-TCH + R-TCH, cualquier exceso de sfmbolos OFDm y/o los tiempos de guardia pueden ser acomodados mediante la reduccion de todas las asignaciones de mas de 12 sfmbolos OFDM, un sfmbolo en un momento en forma combinada partiendo desde el mas grande.

Un ejemplo ilustra la realizacion que acabamos de describir. Se consideran las solicitudes de asignacion de la forma siguiente: 20, 40, 12, 48. Asf, total solicitado = 120. Supongamos que el Total Disponible = 90. Tambien se asume que el tiempo de proteccion requerido es de 0,2 sfmbolos OFDM. Entonces, tal como se detalla en la tercera operacion anterior, las asignaciones a escala son: 15, 30, 9, 36. Como se detalla en la cuarta operacion anterior. una asignacion de 9 se incrementa a 12. De acuerdo con la quinta operacion, la adicion de las asignaciones revisadas y el tiempo de proteccion, la asignacion total es de 93,8. Esto significa que las asignaciones se redujeron en 4 sfmbolos. Al empezar con el mas grande, y eliminando un sfmbolo cada vez, se determina una asignacion final de 14, 29, 12, 34 (es decir, un total de 89 sfmbolos y 0,8 sfmbolos para los tiempos de proteccion).

En una realizacion de ejemplo, cuando el AP designado esta presente, se puede establecer la baliza para el BSS y ajustar la temporizacion de la red. Dispositivos se asocian con el AP designado. Cuando dos dispositivos asociados con un AP designado requieren una conexion de QoS, por ejemplo, un enlace HDTV con una baja latencia y un requisito de alto rendimiento, proporcionan la especificacion de trafico al AP designado para el control de admision. El AP no designado puede admitir o negar la solicitud de conexion.

Si la utilizacion del medio es suficientemente baja, la duracion total del medio entre las balizas puede ser retirada de la operacion EDCA usando CSMA/CA. Si la operacion EDCA esta funcionando sin problemas, por ejemplo, no hay excesivas colisiones, deviaciones y retrasos, el AP designado no necesita proporcionar una funcion de coordinacion.

El AP designado puede seguir vigilando la utilizacion del medio escuchando los encabezados PLCP de las transmisiones de la estacion. Basado en la observacion del medio, asf como el desfase y las solicitudes de duracion de oportunidad de transmision, el AP designado puede determinar cuando la operacion EDCA no esta satisfaciendo la QoS requerido de flujos admitidos. Por ejemplo, puede observar la evolucion de los desfases reportados o duraciones solicitadas, y compararlos con los valores esperados en base a los flujos admitidos.

Cuando el AP designado determina que la QoS requerido no se esta cumpliendo bajo acceso distribuido, puede traspasar la operacion al medio de operacion con sondeo y programacion. Este ultimo proporciona la latencia mas determinista y mayor eficiencia de produccion. Ejemplos de esta operacion se detallan mas abajo.

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Por lo tanto, puede desplegarse la transicion de adaptacion desde una operacion EDCA (esquema de acceso distribuido) a programada (centralizada) como una funcion de la observacion de la utilizacion del medio, las colisiones, la congestion, asf como la observacion de las peticiones de transmision de oportunidad de estaciones transmisoras y la comparacion de las solicitudes contra los flujos de QoS admitidos.

Como se ha mencionado anteriormente, en cualquier realizacion detallada a lo largo de esta memoria, donde se describe un punto de acceso, un experto en la tecnica reconocera que la realizacion puede estar adaptada para operar con un punto de acceso verdadero o un punto de acceso designado. Un punto de acceso designado tambien puede ser desplegado y/o seleccionado tal como se detalla aquf, y puede operar de acuerdo con cualquier protocolo, incluidos protocolos que no se describen en esta memoria, o cualquier combinacion de protocolos.

Transmision entre iguales y protocolo de enlace directo (DLP)

Como se describio anteriormente, la transmision entre iguales (o simplemente conocida como "entre iguales") permite que un STA transmita datos directamente a otro STA, sin enviar los datos en primer lugar a un AP. Varios aspectos detallados en este documento pueden ser aprobados para su uso con la transmision entre iguales. En una realizacion, el protocolo de enlace directo (DLP) se puede adaptar tal como se detalla mas adelante. La figura 17 representa un ejemplo de comunicacion entre iguales dentro de un sistema 100. En este ejemplo, el sistema 100, que puede ser similar al sistema 100 representado en la figura 1, esta adaptado para permitir la transmision directa de un UT a otro (en este ejemplo, se ilustra la transmision entre el UT 106A y el UT 106B). Los UTs 106 pueden realizar cualquier comunicacion directa con el AP 104 o WLAN 120, tal como se detalla aquf.

En diversas realizaciones de ejemplo, dos tipos de conexiones entre iguales pueden estar soportadas: (a) administradas entre iguales, en el que el AP programa las transmisiones para cada STA involucrado, y (b) Ad-hoc, en el que el AP no esta involucrado en la gestion o programacion de las transmisiones STA. Una realizacion puede incluir uno o ambos tipos de conexiones. En una realizacion de ejemplo, una senal transmitida puede comprender una parte que incluye informacion comun que se puede recibir mediante una o mas estaciones, incluyendo posiblemente un punto de acceso, asf como la informacion formateada especfficamente para la recepcion por una estacion receptora entre iguales. La informacion comun puede ser utilizada para la programacion (tal como se muestra en la figura 25, por ejemplo) o para retardo de contencion mediante varias estaciones vecinas (mostradas en la figura 26, por ejemplo).

Varias realizaciones de ejemplo, que se detallan a continuacion, ilustran un control de tasa de bucle cerrado para conexiones entre iguales. Este control de la tasa puede desplegarse para tomar ventaja de las altas tasas de datos disponibles.

Para claridad de la descripcion, diversas caracterfsticas (es decir, reconocimiento) no necesariamente se detallan en las realizaciones de ejemplo. Los expertos en la tecnica reconoceran que las caracterfsticas descritas en este documento pueden combinarse para formar cualquier numero de conjuntos y subconjuntos en diversas realizaciones.

La figura 18 representa una rafaga de capa ffsica de la tecnica anterior 1800. Un preambulo 1810 se puede transmitir, seguido por un encabezado de protocolo de convergencia de capa ffsica (PLCP) 1820. Los sistemas 802.11 legados definen un encabezado PLCp para incluir el tipo de tasa y el formato de modulacion de los datos transmitidos como sfmbolos de datos 1830.

La figura 19 representa una rafaga de capa ffsica de ejemplo 1900, que puede desplegarse para la transmision entre iguales. Como en la figura 18, el preambulo 1810 y el encabezado PLCP 1820 se pueden incluir, seguidos por una transmision entre iguales, con la etiqueta P2P 1940. P2P 1940 puede comprender un piloto MIMO 1910 para su uso por el UT receptor. La retroalimentacion de tasa MIMO 1920 puede incluirse para su uso por el UT que recibe en la futura transmision de vuelta al UT que envfa. La retroalimentacion de tasa puede generarse en respuesta a una transmision anterior de la estacion receptora a la estacion transmisora. Entonces, los sfmbolos de datos 1930 pueden ser transmitidos de acuerdo a la tasa seleccionada y el formato de modulacion para la conexion entre iguales. Debe tenerse en cuenta que una rafaga de capa ffsica, tal como la rafaga PHY 1900, puede usarse con AP de conexion gestionada entre iguales, asf como con transmision ad hoc entre iguales. Realizaciones de ejemplo de realimentacion de tasa se describen a continuacion. Otras realizaciones de rafagas de transmision de capa ffsica que incluyen estos aspectos tambien se incluyen a continuacion.

En una realizacion de ejemplo, un AP establece el intervalo de trama TDD MAC. Los canales de difusion y de control pueden ser desplegados para especificar duraciones asignadas en el intervalo de trama TDD MAC. Para emisoras que han solicitado asignaciones para transmisiones entre iguales (y conocidas para el AP), el AP puede proporcionar asignaciones programadas y anunciar esto en el canal de control de cada intervalo de trama TDD MAC. Un sistema de ejemplo se describe anteriormente respecto a la figura 15.

La figura 20 representa una realizacion de ejemplo de un intervalo de trama TDD MAC 2000 que incluye un segmento ad hoc opcional, identificado como A-TCH 2010. Las secciones numeradas similares del intervalo de trama TDD MAC 2000 pueden incluir un operador sustancialmente tal como se ha descrito anteriormente respecto a

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la figura 15. La presencia del A-TCH 2010 en el intervalo de trama TDD MAC 2000 se puede indicar en el BCH 510 y/o el CCH 520. Durante el A-TCH 2010, el STA puede realizar comunicacion entre iguales utilizando cualquier procedimiento de contencion. Por ejemplo, pueden ser desplegadas tecnicas 802.11 tales como FIS, DIFS, retraso, etc., tal como se detalla anteriormente. Las tecnicas QoS, tales como las introducidas en 802.11 (e) (es decir AIFS) opcionalmente pueden ser desplegadas. Varios otros esquemas basados en contencion pueden tambien ser desplegados.

En una realizacion de ejemplo, procedimientos CSMA/CA de contencion, tales como los definidos en 802.11, pueden modificarse como sigue. Un ACK inmediato no es necesario. Un STA puede transmitir una unidad de datos de protocolo MAC (MAC-PDU) que consiste en multiples unidades PDU (es decir LLC-PDUs) cuando se apodera del canal. Una duracion maxima ocupada por un STA en el A-TCH se puede indicar en el BCH. Cuando se desea la transmision reconocida, un tamano de ventana y de retardo de acuse de recibo maximo puede negociarse de acuerdo con el retardo de la aplicacion requerido.

En este ejemplo, el F-TCH 530 es la porcion del intervalo de trama TDD MAC para las transmisiones desde el AP a los STAs. Las comunicaciones entre iguales entre STAs que utilizan tecnicas de contencion pueden llevarse a cabo en el A-TCH 2010. Las comunicaciones entre iguales programadas entre STAs pueden llevarse a cabo en el R-TCH 540. Cualquiera de estos tres segmentos se puede establecer en un valor nulo.

La figura 21 representa una rafaga de capa ffsica 2100 de ejemplo, tambien conocida como una "rafaga PHY". La rafaga PHY 2100 puede ser desplegada con conexiones entre iguales programadas, tal como durante el R-TCH 540, o durante conexiones ad hoc tales como A-TCH 2010, tal como se detalla anteriormente respecto a la figura 20. La rafaga PHY 2100 comprende un piloto MIMO 2110 no dirigido, un canal de control comun de igual (PCCH) 2120, y uno o mas sfmbolos de datos 2130. El piloto MIMO 2110 no dirigido puede ser recibido en una o mas estaciones, y puede ser utilizado como una referencia por una estacion receptora para estimar el canal correspondiente entre la estacion transmisora y la estacion receptora. Este PCCH de ejemplo comprende los siguientes campos: (a) un MAC- ID de destino, (b) una solicitud de asignacion para una duracion de transmision deseada para el siguiente intervalo de trama TDD MAC, (c) un indicador de tasa de transmision para indicar el formato de transmision para el paquete de datos actual, (d) un subcanal del canal de control (es decir CCH) para recibir cualquier asignacion desde el Ap, y (e) un CRC. El PCCH 2120, junto con un piloto MIMO 2110 no dirigido, es un segmento comun que puede ser recibido por diversas estaciones de escucha, incluyendo el punto de acceso. Una solicitud de asignacion puede ser insertada en el PCCH para permitir una conexion entre iguales gestionada en un intervalo de trama TDD MAC futuro. Una rafaga PHY puede ser incluida en una conexion ad-hoc, y todavfa puede solicitar una asignacion para una conexion entre iguales prevista en un intervalo de trama TDD MAC futuro. En la realizacion de ejemplo, el piloto MIMO no dirigido es de ocho sfmbolos OFDM (en realizaciones alternativas, que se detallan a continuacion, un menor numero de sfmbolos puede ser suficiente para la estimacion del canal) y el PCCH es de dos sfmbolos OFDM. Siguiendo el segmento comun, que comprende el piloto MIMO 2110 no dirigida y PCCH 2120, uno o mas sfmbolos de datos 2130 se transmiten usando la multiplexacion espacial y/o mayores formatos de modulacion tal como se determina para cada STA en la conexion entre iguales. Esta porcion de la transmision se codifica de acuerdo a la informacion de la tasa de control incrustada en la porcion de datos de la transmision. Por lo tanto, una parte de la rafaga PHY 2100 se puede recibir por varias estaciones circundantes, mientras que la transmision de datos real se adapta para la transmision eficiente de uno o mas pares especfficos de estaciones conectadas entre iguales o el AP. Los datos en 2130 pueden ser transmitidos como asignados por un punto de acceso, o puede ser transmitidos de conformidad con una conexion ad-hoc (es decir, procedimientos basados en contencion CSMA/CA).

Un ejemplo de realizacion de una rafaga PHY comprende un preambulo que consiste en 8 sfmbolos OFDM de referencia MIMO no dirigida. Un encabezado MAC-pDu del canal de control comun entre iguales (PCCH) se incluye en los siguientes 2 sfmbolos OFDM, utilizando el modo STTD, codificado con R = 1/2 BPSK. El MAC-ID es de 12 bits. Una solicitud de asignacion de 8 bits se incluye para su recepcion por el AP para una duracion deseada en el siguiente intervalo de trama TDD MAC (por lo tanto, la solicitud maxima es de 256 sfmbolos OFDM cortos). La tasa TX es de 16 bits para indicar el tipo que se utiliza en el paquete actual. La preferencia del subcanal FCCH es de dos bits, que corresponden a una preferencia entre hasta cuatro subcanales, en el que el AP no debe hacer ninguna asignacion aplicable. El CRC es de 10 bits. Cualquier numero de otros campos y/o tamanos de campo se puede incluir en una realizacion alternativa de la rafaga pHy.

En este ejemplo, el resto de la transmision MAC-PDU usa modulaciones espaciales de multiplexado y superiores tal como se determina mediante cada STA en la conexion entre iguales. Esta porcion de la transmision se codifica de acuerdo con la informacion de control de tasa integrada en la porcion de datos de la transmision.

La figura 22 representa ejemplo del procedimiento 2200 para transmision de datos entre iguales. El proceso comienza en el bloque 2210, donde una estacion transmite un piloto MIMO no dirigido. En el bloque 2220, la estacion transmite la informacion comunmente decodificable. Por ejemplo, el piloto MIMO 2110 no dirigido y PCCH 2120 sirven como un ejemplo de un mecanismo para solicitar la asignacion de una conexion administrada, para que el AP, u otra estacion de programacion, que son capaces de decodificar la porcion de la senal que comprende la solicitud. Los expertos en la tecnica reconoceran muchos mecanismos de solicitud alternativos para la programacion de conexiones entre iguales en un canal compartido. En el bloque 2230, los datos se transmiten desde una estacion

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a otra, de acuerdo con los formatos de transmision negociados. En este ejemplo, los datos dirigidos se transmiten utilizando las tasas y los parametros determinados de acuerdo con las mediciones del piloto MIMO 2110 no dirigido. Los expertos en la tecnica reconoceran varios medios alternativos para la transmision de datos adaptados para un determinado canal entre iguales.

La figura 23 representa un procedimiento de ejemplo 2300 para la comunicacion entre iguales. Este procedimiento de ejemplo 2300 ilustra varios aspectos, cuyos subconjuntos pueden ser desplegados en cualquier realizacion dada. El proceso comienza en el bloque de decision 2310. En el bloque de decision 2310, si hay datos para transferencia STA-STA, se procede al bloque de decision 2320. Si no, se pasa al bloque 2370 y se realiza cualquier otro tipo de comunicacion, incluyendo otros tipos de acceso, en su caso. Se continua con el bloque de decision 2360 si la operacion puede repetirse volviendo al bloque de decision 2310, o el proceso puede detenerse.

En el bloque de decision 2320, si hay datos STA-STA para su transmision, se determina si la conexion entre iguales es programada o ad hoc. Si la transmision es programada se pasa al bloque 2320 y se solicita una asignacion para ganar un TXOP. Debe tenerse en cuenta que una solicitud de asignacion se puede hacer durante una porcion de acceso aleatorio de un intervalo de trama TDD MAC, tal como se describio anteriormente, o puede estar incluida en una transmision ad hoc. Una vez que se hace una asignacion, en el bloque 2350 puede transmitirse una rafaga ffsica STA-STA. En una realizacion de ejemplo, el procedimiento 2200 puede servir como un tipo de rafaga STA-STA PHY.

En el bloque de decision 2320, si no se desea la conexion entre iguales programada, se pasa al bloque 2340 para competir por el acceso. Por ejemplo, puede utilizarse el segmento A-TCH 2010 del intervalo de trama TDD MAC 2000. Cuando un acceso ha sido conseguido con exito a traves de contencion, se pasa al bloque 2350 y se transmite una rafaga STA-STA PHY, tal como se describio anteriormente.

Desde el bloque 2350, se proceder al bloque de decision 2360, donde el proceso puede repetirse, tal como se describio anteriormente, o puede detenerse.

La figura 24 representa un procedimiento de ejemplo 2400 para proporcionar retroalimentacion de tasa para su uso en una conexion entre iguales. Esta figura ilustra diversas transmisiones y otras tapas que se pueden realizar mediante dos estaciones, STA 1 y STA 2. STA 1 transmite un piloto no dirigido 2410 a STA 2. STA 2 mide el canal 2420 durante la recepcion del piloto no dirigido 2410. En una realizacion de ejemplo, STA 2 determina una tasa soportable para la transmision en el canal tal como se midio. Esta determinacion de la tasa se transmite como retroalimentacion de tasa 2430 a STA 1. En diversas realizaciones alternativas, los parametros alternativos pueden ser entregados para permitir una decision de retroalimentacion que se hace en STA 1. En 2440, STA 1 recibe una asignacion programada o solicita una oportunidad de transmision, por ejemplo durante A-TCH. Una vez que una oportunidad de transmision ha sido conseguida, en 2450, STA 1 transmite a STA 2 datos a una tasa y un formato de modulacion determinado en respuesta a la retroalimentacion de tasa 2430.

El procedimiento ilustrado en la figura 24 puede generalizarse y aplicarse a diversas realizaciones, tal como sera facilmente evidente para los expertos en la tecnica. Algunos ejemplos que incorporan realimentacion de tasa entre iguales, asf como otros aspectos, se detallan a continuacion.

La figura 25 representa un procedimiento 2500 que ilustra una conexion entre iguales gestionada entre dos estaciones, STA 1 y STA 2, y un punto de acceso (AP). En 2505, STA 1 transmite un piloto no dirigido, asf como una solicitud de asignacion. Los datos tambien pueden ser transmitidos de acuerdo con una asignacion anterior y retroalimentacion de tasa previa, tal como se ilustra a continuacion. Ademas, dichos datos pueden ser transmitidos de acuerdo a la retroalimentacion de una tasa desde una conexion entre iguales gestionada previa o desde una comunicacion ad hoc originada por cualquiera de STA 1 o STA 2. El piloto no dirigido y la solicitud de transmision se reciben por ambos STA 2 y el punto de acceso (y puede que sea recibida por varias otras estaciones en el area).

El punto de acceso recibe la solicitud de transmision y, de acuerdo con uno de cualquier numero de algoritmos de planificacion, realiza una determinacion de cuando y si se hace una asignacion para la comunicacion entre iguales. STA 2 mide el canal mientras que el piloto no dirigido en 2505 se transmite y se puede tomar una determinacion acerca de la tasa soportable para la comunicacion entre iguales con un STA. Opcionalmente, STA 2 tambien puede recibir la retroalimentacion de tasa y/o datos desde STA 1 de acuerdo con una transmision previa.

En este ejemplo, el punto de acceso ha determinado una distribucion que sera realizada para la transmision solicitada. En 2515, una asignacion se transmite desde el punto de acceso a STA 1. En este ejemplo, las asignaciones en el R-TCH 540, se transmiten durante el canal de control, tal como CCH 520, ilustrado anteriormente. Del mismo modo, en 2520 una asignacion en el R-TCH se hace para STA 2. En 2525, STA 1 recibe la asignacion del punto de acceso. En 2530, STA 2 recibe la asignacion del punto de acceso.

El STA 2 transmite una realimentacion de tasa a 2535, de acuerdo con la asignacion 2520. Opcionalmente, una solicitud de transmision programada puede incluirse, tal como se describe anteriormente, asf como cualesquiera datos para ser transmitidos de acuerdo con una solicitud anterior. La retroalimentacion de tasa transmitida se

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selecciona de acuerdo con la medida del canal 2510, tal como se describio anteriormente. La rafaga PHY de 2535 tambien puede incluir un piloto no dirigido. En 2540 STA 1 mide el canal desde STA 2, recibe la retroalimentacion de tasa, y tambien puede recibir datos opcionales.

En 2545, de acuerdo con la asignacion 2515, STA 1 transmite datos en conformidad con la informacion de realimentacion de tasa recibida. Ademas, se podra prever una futura asignacion, asf como retroalimentacion de tasa de acuerdo con la medicion del canal en 2540. Los datos se transmiten de acuerdo con la medicion del canal especffico para la comunicacion entre iguales. En 2550 STA 2 recibe los datos, asf como cualquier tipo de retroalimentacion opcionalmente transmitida. STA 2 puede medir tambien el canal para proporcionar realimentacion de tasa para futuras transmisiones.

Debe tenerse en cuenta que las transmisiones 2535 y 2545 pueden recibirse mediante el punto de acceso, al menos la porcion no dirigida, tal como se describe anteriormente. Asf, para cualquier solicitud incluida, el punto de acceso puede realizar asignaciones adicionales para futuras transmisiones tal como se indica mediante las asignaciones 2555 y 2560 a STA 1 y STA 2, respectivamente. En 2565 y 2570, STA 1 y STA 2 recibiran sus asignaciones respectivas. El proceso se puede repetir indefinidamente con el punto de acceso que gestiona el acceso en el medio compartido y STA 1 y STA 2 transmiten comunicacion entre iguales directamente entre sf a tasas y formatos de modulacion seleccionados como soportable en el canal entre iguales. Debe tenerse en cuenta que, en una realizacion alternativa, una comunicacion ad hoc entre iguales tambien puede realizarse junto con la comunicacion entre iguales gestionada ilustrada en la figura 25.

La figura 26 ilustra una conexion entre iguales (o ad hoc) basada en contencion. STA 1 y STA 2 se comunican entre sf. Otros STAs pueden estar tambien en el rango de recepcion y podran acceder al canal compartido. En 2610 STA 1, que tiene datos para transmitir a STA 2, monitoriza el canal compartido y contiende por el acceso. Una vez que una oportunidad de transmision ha sido conseguida, una rafaga PHY entre iguales 2615 se transmite a STA 2, que tambien puede ser recibida por otros STAs. En 2620, otros STA, que monitorizan el canal compartido, pueden recibir la transmision desde un sTa y saben evitar el acceso al canal. Por ejemplo, un PCCH, descrito anteriormente, puede ser incluido en la transmision 2615. En 2630, el STA 2 mide el canal de acuerdo con un piloto no dirigido, y contiende por el acceso de retorno en el canal compartido. STA 2 puede transmitir tambien datos, segun sea necesario. Debe tenerse en cuenta que el tiempo de contencion puede variar. Por ejemplo, un ACK puede ser devuelto siguiendo SIFS en un sistema legado 802.11. Como que SIFS es la prioridad mas alta, STA 2 puede responder sin perder el canal. Varias realizaciones pueden permitir menos retrasos y pueden proporcionar datos de retorno con alta prioridad.

En 2635, STA 2 transmite retroalimentacion de tasa junto con datos opcionales a STA 1. En 2640, el STA 1 recibe la retroalimentacion de tasa, solicita una vez mas para el acceso al medio compartido, y transmite en 2645 al STA 2 de acuerdo con la realimentacion de tasa recibida. En 2640, STA 1 tambien puede medir el canal para proporcionar retroalimentacion de tasa STA 2 para la transmision futura, y puede recibir datos opcionales transmitidos por STA 2. En 2650, STA 2 recibe la transmision de datos 2645 de acuerdo con el tipo y el formato de modulacion determinado por las condiciones del canal de medicion. STA 2 puede recibir tambien realimentacion de tasa para su uso en una transmision de retorno a STA 1. STA 2 puede medir tambien el canal para proporcionar retroalimentacion de tasa futura. Asf, el proceso puede repetirse volviendo a 2635 para que STA 2 vuelva la retroalimentacion de tasa, asf como de datos.

Asf, dos estaciones pueden realizar comunicacion ad hoc en ambas direcciones contendiendo por el acceso. La propia conexion entre iguales se hace eficiente mediante el uso de retroalimentacion de tasa y la adaptacion de la transmision a la estacion receptora. Cuando se implementa una porcion que comunmente se puede recibir de la rafaga PHY, tal como PCCH, a continuacion, tal como se ilustra en 2620, otros STAs pueden acceder a la informacion y pueden evitar la interferencia en el canal en tiempos conocidos para ser ocupados, tal como 5 se indica en el PCCH. Al igual que con la figura 25, una comunicacion administrada o ad hoc entre iguales puede iniciar la transferencia de datos antes de las etapas ilustradas en la figura 26, y puede ser utilizado para continuar la comunicacion entre iguales posteriormente. Por lo tanto, cualquier combinacion de comunicacion programadas y ad hoc entre iguales pueden implementarse.

La figura 27 representa un ejemplo de intervalo de trama TDD MAC 2700, ilustrando la comunicacion entre iguales gestionada entre estaciones. En este ejemplo, las duraciones F-TCH y A-TCH se han ajustado a cero. Baliza/BCH 510 y CCH 520 se transmiten como antes. Baliza/BCH 560 indica el inicio de la siguiente trama. CCH 520 indica asignaciones para comunicacion entre iguales. De acuerdo con esas asignaciones, STA 1 transmite a STA 2 en la rafaga asignada 2710. Debe tenerse en cuenta que, en el mismo intervalo de trama TDD MAC, STA 2 es el segmento asignado 2730 para responder a STA 1. Cualquiera de los diversos componentes que se detallan anteriormente, tales como la retroalimentacion de tasa, solicitudes, pilotos dirigidos y/o no dirigidos, y datos dirigidos y/o no dirigidos pueden ser incluidos en cualquier rafaga de capa PHY entre iguales dada. STA 3 transmite a STA 4 en la asignacion 2720. STA 4 transmite a STA 3 en la asignacion 2740, de manera similar. Varias otras transmisiones de enlace inverso, incluyendo conexiones que no son entre iguales, pueden ser incluidas en el R- TCH. Realizaciones de ejemplo adicionales que ilustran estos y otros aspectos se detallan mas abajo.

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Debe tenerse en cuenta que, en la figura 27, pueden programarse intervalos de proteccion entre los segmentos, segun sea necesario. Una cuestion importante relativa a las comunicaciones entre iguales es que en general el retardo de la trayectoria entre los dos STAs es desconocida. Un procedimiento para el manejo de esto es hacer que cada STA mantenga sus tiempos de transmision fijos, de manera que llegan al AP en sincronfa con el reloj del Ap. En este caso, el AP puede proporcionar un tiempo de proteccion en cada lado de cada asignacion entre iguales para compensar los retardos de la trayectoria desconocidos entre los dos STAs en comunicacion. En muchos casos, un prefijo cfclico sera adecuado y no sera necesario realizar ningun ajuste en los STAs receptores. Los STAs deben determinar sus respectivos desplazamientos de tiempo para saber cuando deben recibir la transmision del otro STA. Los receptores STA pueden necesitar mantener dos relojes de recepcion: uno para la temporizacion de trama AP y otro para la conexion entre iguales.

Como se ilustra en varias realizaciones anteriores, acuses de recibo y retroalimentacion de canal pueden ser derivados por un receptor durante su asignacion y realimentados a un transmisor. Incluso si el flujo de trafico en general es de un solo sentido, el receptor envfa la referencia y peticiones para obtener asignaciones. El planificador de AP asegura que se proporcionen los recursos adecuados para la retroalimentacion.

Interoperabilidad con estaciones leaadas y puntos de acceso

Como se detalla aquf, diversas realizaciones descritas proporcionan mejoras en los sistemas legados. No obstante, dado el amplio despliegue de los sistemas legados ya existentes, puede ser deseable un sistema para mantener la compatibilidad hacia atras, ya sea con un sistema legado existente y/o terminales de usuario legadas. Como se utiliza aquf, el termino "nueva clase" se utilizara para diferenciarse de los sistemas legados. Un sistema de nueva clase puede incorporar uno o mas de los aspectos o caracterfsticas que aquf se detallan. Un ejemplo de sistema de nueva clase es el sistema MIMO OFDM que se describe a continuacion respecto a las figuras 35-52. Ademas, los aspectos detallados a continuacion para operar un sistema de nueva clase con un sistema legado tambien son aplicables a otros sistemas, incluso aun no desarrollados, ya sea o no en alguna mejora aquf detallada incluida en dicho sistema.

En una realizacion de ejemplo, la compatibilidad hacia atras con sistemas alternativos puede proporcionarse mediante el uso de asignaciones de frecuencia (FA) separadas para permitir la operacion de un sistema de nueva clase en una FA separada de los usuarios legados. Por lo tanto, un sistema de nueva clase puede buscar una FA disponible en la que operar. Un algoritmo de seleccion de frecuencia dinamica (DFS) puede implementarse en una WLAN de nueva clase para acomodar esto. Puede ser deseable implementar un AP para ser multiportador.

Los STAs legados que intentan acceder a una WLAN pueden emplear dos procedimientos de exploracion: pasivo y activo. Con la exploracion pasiva, un STA desarrolla una lista de conjuntos viables de servicios basicos (BSSs) en su proximidad mediante la exploracion de las bandas de operacion. Con la exploracion activa, un STA transmite una consulta para solicitar una respuesta de otros STAs en el BSS.

Los estandares legados guardan silencio en cuanto a como un STA decide a que BSS unirse, pero, una vez que se toma una decision, la asociacion puede intentarse. Si no tiene exito, el STA se movera a traves de su lista BSS hasta tener exito. Un STA legado no puede intentar asociarse con una nueva clase WLAN cuando la informacion de baliza transmitida no puede ser entendida por ese STA. Sin embargo, un AP de nueva clase (asf como UTs) puede ignorar solicitudes de STAs legados como un procedimiento para el mantenimiento de una sola clase de WLAn en un unico FA.

Una tecnica alternativa es para AP de nueva clase o STAs de nueva clase para rechazar cualquier solicitud de STAs legados usando mensajerfa legada valida (es decir, 802.11). Si un sistema legado soporta esta mensajerfa, el STA legado puede proporcionarse con un mensaje de redireccion.

Una desventaja obvia asociada con la operacion de FAs separados es el espectro adicional necesario para soportar ambas clases de STAs. Una ventaja es la facilidad de gestion de las diferentes caracterfsticas conversadoras de las WLANs tales como QoS y similares. Como se detalla en toda esta memoria, sin embargo, los protocolos legados CSMA MAC (tales como los detallados en los estandares legados 802.11), son generalmente ineficientes para altas tasas de datos soportadas por sistemas de nueva clase, tales como la realizacion del sistema MIMO aquf detallada. Por lo tanto, es deseable implementar modos compatibles hacia atras de operacion, que permiten que un MAC de nieva clase coexista con un MAC legado en el mismo FA. A continuacion se describen varias realizaciones de ejemplo en las que los sistemas legados y de nueva clase pueden compartir el mismo FA.

La figura 28 representa el procedimiento 2800 para soportar estaciones legadas y de nueva clase en la misma asignacion de frecuencia. En este ejemplo, para mayor claridad, se asume que el BSS esta funcionando en aislamiento (es decir, no existe coordinacion entre multiples BSSs superpuestos). El proceso comienza en el bloque 2810, donde la senalizacion legada se utiliza para establecer un periodo de contencion libre.

A continuacion se presentan varios ejemplos ilustrativos, para su uso con sistemas legados 802.11, en el que la AP WLAN de nueva clase puede usar los ganchos integrados en el estandar 802.11 legado para reservar el tiempo para

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el uso exclusivo mediante las estaciones de nueva clase. Cualquier numero de tecnicas de senalizacion adicionales, ademas de estas, pueden ser utilizadas para establecer un periodo de contencion libre, para varios tipos de sistemas legados.

Una tecnica consiste es establecer periodos de contencion libres (CFP) en modo PCF/HCF. El AP puede establecer un intervalo de baliza y anunciar un periodo de contencion libre dentro del intervalo de baliza cuando se pueden utilizar STAs de nueva clase y legados en el modo de sondeo. Esto hace que todos los STAs legados establezcan sus vectores de asignacion de red (NAVs), que son contadores utilizados para realizar un seguimiento del CFP, a la duracion del CFP anunciado. Como resultado, los STAs legados que reciben la baliza se evita que usen el canal durante el CFP, a menos que sean sondeados por el AP.

Otra tecnica es establecer un CFP, y establecer el NAV, a traves de un RTS/CTS y campo de duracion/ID. En este caso, el AP de nueva clase puede enviar un RTS especial que tiene una direccion reservada (RA) que indica a todos los STAs de nueva clase, que el AP esta reservando el canal. Los STAs legados interpretan el campo RA como dirigido a un STA especffico y no responde. Los STAs de nueva clase responderan con un CTS especial para limpiar el BSS para el periodo de tiempo especificado en el campo de duracion/ID en el par de mensajes CTS/RTS. En este punto, las estaciones de nueva clase son libres de utilizar el canal durante la duracion reservada sin conflicto.

En el bloque 2820, los STAs de clase legados, despues de haber recibido la senal para establecer el periodo de contencion libre, o esperar hasta el sondeo en los extremos del periodo libre de contencion. Por lo tanto, el punto de acceso ha asignado satisfactoriamente el medio compartido para su uso con el protocolo MAC de nueva clase. En el bloque 2830, los STAs nuevos pueden acceder de acuerdo con este protocolo. Cualquier conjunto o subconjunto de los aspectos aqui detallados pueden ser desplegados en un protocolo MAC de nueva clase. Por ejemplo, pueden ser desplegadas transmisiones de enlace de avance y retroceso programadas, asi como las transmisiones entre iguales gestionadas, ad hoc o comunicacion basada en contencion (incluyendo entre iguales), o cualquier combinacion de los anteriores. En el bloque 2840, el periodo de acceso de nueva clase se termina, utilizando cualquiera de una variedad de tipos de senales, que pueden variar de acuerdo con el sistema legado implementado. En la realizacion de ejemplo, se transmite una senal de final del periodo libre de contencion. En una realizacion alternativa, los STAs legados tambien puede leerse durante un periodo libre de contencion. Estos accesos pueden ser posteriores a accesos de nueva clase, o pueden intercalarse dentro de los mismos.

En el bloque 2850, todos los STAs pueden competir por el acceso, si un periodo de contencion se define para el sistema legado. Esto permite que sistemas legados, que no pueden comunicarse durante el periodo de contencion libre, hagan solicitudes y/o intentos de transmitir. En el bloque de decision 2860, el proceso puede continuar volviendo al bloque 2810, o puede detenerse.

La figura 29 ilustra la combinacion de legado y la nueva clase de control de acceso al medio. Un protocolo MAC legado 2910 se muestra por encima de una nueva clase de protocolo 2930 que, cuando se combinan, forman un protocolo MAC tal como el protocolo MAC combinado 2950. En este ejemplo, la senalizacion 802.11 legada se utiliza para fines de ilustracion. Los expertos en la tecnica se daran cuenta de que las tecnicas descritas en este documento pueden aplicarse a cualquiera de una variedad de sistemas legados, y cualquier nueva clase de protocolo mAc, incluyendo cualquier combinacion de las caracterfsticas aqui descritas.

El protocolo MAC 2910 legado comprende balizas 2902, que identifican el intervalo de baliza. El intervalo de baliza legado comprende un periodo de contencion libre 2904 seguido de un periodo contencion 2906. Varios sondeos de contencion libres 2908A-N pueden ser generados durante el periodo de contencion libre 2904. El periodo libre de contencion 2904 se termina al final del periodo de contencion libre 2910. Cada baliza 2902 se transmite en el tiempo de transmision de baliza libre (TBTT) en realizaciones de ejemplo 802.11. La nueva clase de protocolo MAC 2930 MAC comprende tramas MAC 2932A-N.

El intervalo de baliza combinado 2950 ilustra la interoperabilidad de legado y la nueva clase de protocolos MAC durante el periodo de contencion libre 2904. Nuevas clases de intervalos de trama TDD MAC 2932 se incluyen seguido por los sondeos legados CF 2908A-N. El periodo de contencion libre termina con CFPEND 2910, seguido de un periodo de contencion 2906. La nueva clase de intervalos de la trama TDD MAC 2932 puede ser cualquier tipo, incluyendo opcionalmente diversos aspectos aqui detallados. En una realizacion de ejemplo, la nueva clase de intervalo de trama TDD MAC 2932 comprende varios segmentos, tales como los ilustrados respecto a la figura 20 anteriormente. Por lo tanto, una nueva clase de intervalo de trama TDD MAC, en este ejemplo, comprende un piloto 510, un canal de control 520, un canal de transmision hacia adelante 530, una seccion ad hoc entre iguales (A-TCH) 2010, un canal de transmision de enlace inverso 540, y un canal de acceso aleatorio 550.

Debe tenerse en cuenta que, durante el CFP 2904, los STAs legados no deberfan interferir con ninguna transmision de nueva clase WLAN. El AP puede sondear cualquier STA legado durante el CFP, permitiendo el funcionamiento en modo mixto en el segmento. Ademas, el AP puede reservar todo el CFP 2904 para el uso de la nueva clase y empujar todo el trafico legado al periodo de contencion (CP) 2906 cerca del final del intervalo de baliza.

El estandar legado de ejemplo 802.11 requiere que el CP 2906 sea lo suficientemente largo para soportar un

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intercambio entre dos terminales legados. Por lo tanto, la baliza se puede retrasar, lo que resulta en una variacion de retardo del tiempo en el sistema. Si se desea, para mitigar la variacion del retardo, el intervalo CFP puede acortarse para mantener un intervalo de baliza fijo. Los temporizadores utilizados para establecer el CFP y CP se pueden configurar de tal manera que el CFP es largo (es decir, alrededor de 1,024 segundos) respecto al CP (es decir, menos de 10 ms). Sin embargo, si durante el CFP, el AP sondea los terminales legados, la duracion de su transmision puede ser desconocida y puede causar mas variacion de retardo de tiempo. Como resultado de ello, se debe tener cuidado para mantener el QoS para STAs de nueva clase al acomodar los STAs legados en el mismo FA. El estandar 802.11 legado se sincroniza con unidades de tiempo (TU) de 1,024 ms. La nueva clase MAC puede estar disenada para ser sincronica con un sistema legado, empleando una duracion de trama MAC de 2 TUs o 2,048 ms, en este ejemplo.

En algunas realizaciones, puede ser deseable asegurar que la nueva clase de trama MAC se hace sfncrona. Esto es, el reloj de trama MAC para el sistema puede ser continuo y que los lfmites de trama MAC, cuando se transmiten, empiezan en multiplos del intervalo de trama de 2,048 ms. De esta manera, el modo de reposo para los STAs puede ser de facil mantenimiento.

Nuevas clases de transmisiones no tienen que ser compatibles con las transmisiones de legado. Los encabezados, preambulos, etc., todos puede ser unicos para el sistema de nueva clase, ejemplos de los cuales se detallan a lo largo de esta memoria. Los STAs heredados pueden intentar desmodular estas, pero no llegaran a decodificar correctamente. Los STAs legados en el modo de suspension no se veran generalmente afectados.

La figura 30 representa el procedimiento 3000 para ganarse la oportunidad de transmision. El procedimiento 3000 puede ser desplegado como el bloque 2830 en una realizacion de ejemplo del procedimiento 2800, ilustrado anteriormente. El proceso comienza con el bloque de decision 3010, en el que un acceso puede estar programado o no programado. Los expertos en la tecnica reconoceran que, aunque este ejemplo ilustra dos tipos de acceso, en cualquier realizacion dada, uno o ambos de estos tipos de acceso pueden ser compatibles. En el bloque de decision 3010, si se desea el acceso no programado, se pasa al bloque 3040 para competir por el acceso. Cualquier numero de tecnicas de acceso basadas en contencion puede desplegarse. Una vez que una oportunidad de transmision (TXOP) se ha conseguido, se transmite de acuerdo con la oportunidad de transmision en el bloque 3050. Entonces el proceso puede detenerse.

En el bloque 3010, si se desea el acceso programado, se pasa al bloque 3020 para solicitar el acceso. Esta solicitud de acceso puede efectuarse en un canal de acceso aleatorio, durante contencion ad hoc, o cualquiera de las otras tecnicas aquf descritas. En el bloque 3030, cuando la solicitud de acceso se concede, una asignacion sera recibida. Se procede al bloque 3050 para transmitir el TXOP de acuerdo con la asignacion recibida.

En algunos casos, puede ser deseable acomodar la interoperacion entre una nueva clase de AP, y su BSS asociado, con una superposicion de BSS legado, en la misma asignacion de frecuencia. El BSS legado puede estar operando en modo DcF o PCF/HCF, y asf la sincronizacion entre la nueva clase de BSS y el BSS legado no siempre puede ser alcanzable.

Si el BSS legado esta funcionando en el modo PCF o HCF, la nueva clase AP puede intentar sincronizarse con el TBTT. Si esto es posible, la nueva clase de AP puede apoderarse del canal durante el periodo de contencion, usando cualquiera de varios mecanismos, ejemplos de los cuales se han descrito anteriormente, para operar dentro del area BSS solapada. Si el BSS legado esta operando bajo DCF, la nueva clase de AP tambien puede tratar de aprovechar el canal y anunciar un CFP para borrar el canal.

Puede haber situaciones en las que algunos o todos los STAs en el BSS legado no reciben las transmisiones nuevas clases de AP. En este caso, los STAs legados pueden interferir con el funcionamiento de la nueva clase de WLAN. Para evitar esta interferencia, las estaciones de nueva clase pueden estar por defecto en la operacion basada en CSMA y confiar en transmisiones entre iguales (esto se detalla mas adelante respecto a las figuras 3334).

La figura 31 representa un procedimiento 3100 de ejemplo para compartir un solo FA con multiples BSSs. En el bloque 3110, un punto de acceso legado transmite una baliza. Un punto de acceso de nueva clase, compartiendo la misma asignacion de frecuencia, puede sincronizarse al TBTT asociado con la baliza (opcional). En el bloque 3120, si un periodo de contencion legado libre ha sido prescrito de acuerdo con la baliza, que se lleva a cabo. Una vez que el periodo de contencion libre, si existe, se completa, entonces todos los STAs pueden competir por el acceso durante un periodo de contencion prescrito. En el bloque 3130, el de punto de acceso de nueva clase compite por el acceso durante el periodo de contencion. En el bloque 3140, los STAs de nueva clase pueden acceder al medio compartido durante el periodo en que el punto de acceso de nueva clase ha competido para el acceso. Los tipos de acceso durante este acceso de nueva clase pueden incluir cualquiera de los aspectos detallados en la presente memoria. Una variedad de tecnicas se pueden utilizar, tales como las detalladas anteriormente, para indicar a los STAs legados la cantidad de tiempo durante el cual el punto de acceso esta reservando el canal. Una vez que este periodo ha terminado, entonces los STAs legados pueden competir en el bloque 3150. En el bloque de decision 3160, el proceso puede continuar volviendo al bloque 3110 o puede detenerse.

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La figura 32 ilustra BSSs superpuestos utilizando un unico FA. El sistema Legado 3210 transmite balizas 3205 (3205A y 3205B se muestran ilustrando el TBTT y el intervalo de baliza general del sistema de legado). La baliza 3205A identifica el perfodo de contencion libre 3210 y el perfodo de contencion 3215. Durante el periodo de contencion libre 3210, los sondeos legados de contencion libres 3220A-N se pueden llevar a cabo, seguido por el indicador del final del periodo de contencion libre 3225.

Las estaciones en la WLAN 3240 de nueva clase monitorizan el canal, reciben la baliza 3205, y se abstienen de acceder a los medios hasta que llega una oportunidad para competir por el acceso. En este ejemplo, la primera oportunidad es durante el periodo de contencion libre. Despues del PIFS 3230, el punto de acceso de nueva clase transmite una senal legada 3245 para indicar a las estaciones legadas la cantidad de tiempo que el canal estara ocupado. Una variedad de sfmbolos pueden utilizarse para realizar esta funcion, ejemplos de los cuales se han detallado anteriormente. Varias otras senales pueden ser desplegadas en funcion del sistema de legado con el que se desea la interoperabilidad. Los STAs legados dentro del rango de recepcion de la senal de legado 3245 pueden evitar acceder a un canal hasta el final del perfodo de acceso de la nueva clase 3250. El perfodo 3250 comprende uno o mas intervalos de trama TDD MAC 3260 (3260A-N, en este ejemplo). Los intervalos de trama TDD MAC 3260 pueden ser de cualquier tipo, ejemplos de los cuales comprenden uno o mas de los aspectos detallados en la presente memoria.

En una realizacion de ejemplo, el AP de nueva clase se apodera del canal en intervalos de tiempo (es decir, cada 40 mseg el AP de nueva clase se apodera del canal durante 20 mseg). El punto de acceso de nueva clase puede mantener un temporizador para asegurar que solo se mantiene el canal deseado durante un tiempo, lo que garantiza una distribucion justa del canal. Al aprovechar el canal, el punto de acceso de nueva clase puede usar varias tecnicas de senalizacion. Por ejemplo, CTS/RTS o una baliza legada anunciando un nuevo CFP que puede ser transmitido.

Durante el intervalo 3250 de nueva clase, un primer ejemplo de intervalo de trama TDD MAC se puede definir de la siguiente manera: En primer lugar, se envfa una baliza mas F-CCH que indica los UTs en la lista para ser consultados en la actual trama MAC. Despues del F-CCH, emitir un tramo de piloto MIMO para permitir que los STAs adquieran y formen una medida precisa del canal MIMO. En una realizacion de ejemplo, un rendimiento excelente puede lograrse con 2 sfmbolos OFDM cortos por antena. Esto implica que el F-TCh en la trama MAC inicial puede estar compuesto de aproximadamente 8 sfmbolos piloto MIMO. La porcion R-TCH de la primera trama MAC puede estar estructurada de tal manera que los STAs en la lista de sondeo transmitan el piloto MIMO dirigido y un indicador de la tasa (para el enlace descendente), con acuse de recibo de vuelta al AP. En este punto, en este ejemplo, todos los terminales en la lista de sondeo estan listos para funcionar de una manera normal programada en el siguiente intervalo de tramas TDD MAC. Los intervalos de tramas TDD MAC siguiendo el primer intervalo de trama TDD MAC entonces se puede usar para el intercambio de datos, coordinados por el AP, utilizando cualquiera de las tecnicas descritas en este documento.

Como se menciono anteriormente, las estaciones de nueva clase por defecto pueden ser de operacion basada en CSMA y se basan en transmisiones entre iguales en determinadas situaciones (por ejemplo, situaciones en las que algunos o la totalidad de los STAs en el SRS legado no reciben las transmisiones de AP de nueva clase). En tales casos, el ciclo de apago/encendido descrito anteriormente podrfa no ser ventajoso, o incluso posible. En estos casos, las estaciones de nueva clase por defecto pueden ser de operacion entre iguales.

La figura 33 representa un procedimiento de ejemplo 3300 para la realizacion de comunicacion entre iguales a alta velocidad, utilizando diversas tecnicas descritas en este documento, mientras opera con un BSS legado. El proceso comienza en el bloque 3310, donde un primer STA que tiene datos para enviar a un segundo STA contiende por el acceso. En el bloque 3320, despues de haber contendido para el acceso con exito, la estacion despeja el medio utilizando una senal legada, tal como las descritas anteriormente. En el bloque 3330, el primer STA transmite una 60 solicitud (junto con un piloto) a un segundo STA. El segundo STA es capaz de medir el canal de acuerdo con el piloto transmitido. El segundo STA transmite retroalimentacion del canal al primer STA. Asf, en el bloque 3340, la primera estacion recibe una respuesta con realimentacion del canal (tasa de retroalimentacion, por ejemplo). En el bloque 3350, el primer STA transmite el piloto y los datos de direccion a la segunda estacion de acuerdo con la retroalimentacion. En el bloque 3360, el segundo STA puede transmitir el reconocimiento al primer STA, y puede transmitir retroalimentacion de tasa continuada para su uso en otra transmision. La senal legada que se utiliza para despejar el medio permite que los bloques 3330 a 3360 se lleven a cabo utilizando cualquiera de las tecnicas de alta velocidad y las mejoras a los sistemas legados, tales como las descritas aquf. Una vez que un STA ha despejado el medio, cualquier protocolo MAC entre iguales puede desplegarse dentro del perfodo de alcance de la presente invencion. El proceso puede continuar tal como se muestra en el bloque de decision 3370, volviendo al bloque 3310, o el proceso puede detenerse.

En un ejemplo de realizacion, con el modo entre iguales, se aprovecha que el canal funciona de acuerdo a las normas existentes para CSMA. En este ejemplo, PCF y HCF no se emplean, y no necesariamente puede ser una arquitectura de red centralizada. Cuando un STA de nueva clase desea comunicarse con otro STA de nueva clase (o AP), el STA se apodera del canal. La primera transmision consiste en un piloto MIMO suficiente mas algun

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mensaje que solicita que una conexion se ha establecido. CTS y RTS se pueden emplear para limpiar el area y el tiempo de reserva. El mensaje de solicitud STAs debe contener el STAs BSS ID, el STAs MAC ID, y el STAs MAC ID objetivo (si se conoce). La respuesta debe contener el ID BSS del STA de respuesta. Esto permite a los STAs determinen si se necesita realizar correcciones del receptor de vectores de direccion de transmision, si se utiliza la direccion. Debe tenerse en cuenta que la direccion de transmision no tiene que ser utilizada en este caso, aunque puede ser ventajoso hacerlo si los STAs se han calibrado con un AP designado que coordina el BSS.

Como se ha descrito respecto a la figura 33, una respuesta puede contener piloto MIMO (de direccion, si se utiliza) mas alguna indicacion de la tasa. Una vez que se ha producido este cambio, la direccion es posible en cada enlace. Sin embargo, si los STAs pertenecen a diferentes BSSs, la primera transmision dirigida entre el STA que inicio la conexion puede contener el piloto MIMO dirigido para permitir que el receptor del STA que responde corrija el diferencial de fase entre los diferentes BSSs.

En este ejemplo de realizacion, una vez que se han producido los intercambios iniciales, la direccion es posible. Los intercambios deben cumplir con el intervalo SIFS entre las transmisiones de enlace ascendente y enlace descendente. Debido a las demoras de procesamiento potenciales en el calculo de vectores propios para la direccion, esto puede requerir que los STAs usen error cuadratico medio mfnimo (MMSE) que se procesa lugar del procesamiento del vector propio. Una vez que se calculan los vectores de direccion, los STAs pueden comenzar a usar los vectores propios en el lado de transmision y en el lado de recepcion se puede seguir empleando el procesamiento MMSE, adaptandose hacia la solucion optima espacial de filtro adaptado. El seguimiento y el control de la tasa pueden facilitarse por la retroalimentacion periodica entre los dos STAs. El intervalo SIFS se puede adherir para que las STAs mantengan el control sobre el canal.

La figura 34 ilustra comunicacion entre iguales utilizando tecnicas MIMO que contienden para el acceso (es decir, sin administracion) en un BSS legado. En este ejemplo, la estacion de inicio 106A contiende para el acceso al canal. Cuando ha logrado apoderarse con exito del canal, el piloto MIMO 3405 se transmite, seguido de la solicitud 3410. El mensaje puede contener el ID BSS, el ID MAC de iniciacion del STA y el ID MAC del STA objetivo, si se conocen. Otra senalizacion puede ser utilizada para limpiar mas el canal, tal como CTS y RTS. El STA 106B de respuesta transmite el piloto conducido 3420 seguido por el reconocimiento y la tasa de realimentacion 3425. El piloto dirigido 3420 se transmite SIFS 3415 despues de la solicitud 3410. En el ejemplo de realizacion, en el que el punto de acceso legado es un punto de acceso 802.11, se recuerda que SIFS es la prioridad mas alta y, por lo tanto, la estacion de respuesta 106B mantendra el control del canal. Las varias transmisiones que se detallan en la figura 34 pueden ser transmitidas de SIFS separados entre si para mantener el control del canal hasta que la comunicacion entre iguales esta completa.

En una realizacion de ejemplo, una duracion maxima de ocupacion de canal puede determinarse. El piloto dirigido 3430, posterior a la retroalimentacion de tasa 3425, y los datos 3435 se transmiten desde el STA de inicio 106A al STA de respuesta 106B, de acuerdo con la retroalimentacion de tasa. Despues de los datos 3435, el STA de respuesta 106B transmite el piloto conducido 3440 y el reconocimiento y control de la tasa 3445. En respuesta, la estacion de inicio 106A transmite el piloto dirigido 3450 seguido por los datos 3455.

El proceso puede continuar indefinidamente o hasta el tiempo maximo permitido para el acceso al canal, en funcion del perfodo de despliegue. Aunque no se muestra en la figura 34, el STA de respuesta tambien puede transmitir datos y la estacion de iniciacion puede transmitir tambien el control de tasa. Estos segmentos de datos se pueden combinar con los mostrados en la figura 34 para maximizar la eficiencia (es decir, los SIFS no necesitan ser interrumpidos entre estas transmisiones).

Cuando dos o mas BSSs se superponen, puede ser deseable implementar mecanismos que permitan que el canal sea compartido de una manera coordinada. Varios mecanismos de ejemplo se describen a continuacion, junto con procedimientos de operacion asociados con cada ejemplo. Estos mecanismos pueden ser desplegados en combinacion.

Un primer mecanismo de ejemplo es la seleccion dinamica de frecuencias (DFS). Antes de establecer un BSS, WLANs puede estar obligadas a buscar en el medio inalambrico para determinar la mejor asignacion de frecuencia (AF) para establecer operaciones en el BSS. En el proceso de busqueda de FAs candidatos, un AP tambien puede crear una lista de vecinos para facilitar la redireccion y el traspaso entre APs. Ademas, la WLAN puede sincronizar la temporizacion de trama MAC con los BSSs vecinos (que se describe mas adelante). DFS puede ser utilizado para distribuir los BSSs para minimizar la necesidad de sincronizacion entre BSSs.

Un segundo ejemplo de mecanismo es la sincronizacion entre BSSs. Durante un procedimiento DFS, un AP puede adquirir la temporizacion de los BSSs vecinos. En general, puede ser deseable sincronizar todos los BSSs (en un unico FA en una realizacion, o a traves de multiples FAs en una realizacion alternativa) para facilitar el traspaso entre BSSs. Sin embargo, con este mecanismo, al menos aquellos BSSs que operan en el mismo FA en estrecha proximidad entre si sincronizan sus tramas MAC. Ademas, si los co-canales BSS se superponen (es decir, los APs pueden escucharse entre si), la recien llegada AP puede alertar al AP establecido de su presencia y establecer un protocolo de intercambio de recursos, como sigue.

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Un tercer mecanismo de ejemplo es un protocolo para compartir recursos. Los BSSs superpuestos en el mismo FA pueden compartir el canal de manera equitativa. Esto se puede hacer mediante la alternancia de tramas MAC entre los BSSs de alguna manera definida. Esto permite que el trafico en cada BSS utilice el canal sin riesgo de interferencia de los BSSs vecinos. El intercambio se puede realizar entre todos los BSSs superpuestos. Por ejemplo, con 2 BSSs superpuestos, un AP utiliza tramas MAC de numero par y el otro AP utiliza tramas MAC de numero impar. Con 3 BSSs superpuestos, el intercambio puede realizar modulo-3, etc. Realizaciones alternativas pueden desplegar cualquier tipo de sistema de reparto. Los campos de control en el mensaje de encabezado BCH pueden indicar si el intercambio de recursos esta activo y el tipo de ciclos de uso compartido. En este ejemplo, la temporizacion para todos los STAs en el BSS se ajustan al ciclo de reparto adecuado. En este ejemplo, la latencia se incrementara con los BSS que se solapan.

Un cuarto mecanismo de ejemplo se resincronizacion asistida con STA. Es posible que dos BSSs no se escuchen entre si, pero un nuevo STA en el area de superposicion puede escuchar a los dos. El STA puede determinar el tiempo de ambos BSSs e informar de ello a los dos. Ademas, el STA puede determinar el desplazamiento de tiempo e indicar que AP debe deslizar su temporizacion de trama y en que medida. Esta informacion tiene que ser propagada a todos los BSSs conectados al AP y todos ellos tienen que restablecer la sincronizacion de la trama para lograr la sincronizacion. La resincronizacion de las tramas puede anunciarse en el BCH. El algoritmo se puede generalizar para manejar mas BSSs solapadas no conscientes.

Los procedimientos de ejemplo se detallan a continuacion, que se puede implementar en uno o mas de los mecanismos antes descritos.

La sincronizacion puede realizarse mediante APs en el encendido, o en otros momentos designados. La temporizacion del sistema se puede determinar mediante la busqueda en todos los FAs para sistemas cercanos. Para facilitar la sincronizacion, un conjunto de codigos ortogonales puede ser utilizado para ayudar en diferentes APs discriminantes. Por ejemplo, los APs tienen balizas repetidas cada trama MAC. Estas balizas pueden estar cubiertas con secuencias de Walsh (por ejemplo, de longitud 16). Asf, un dispositivo, tal como un AP o STA, puede realizar mediciones de resistencia piloto (PSMs) de los APs locales para determinar los BSSs que se solapan. Detallado mas adelante, los STAs activos, asociados con un AP, pueden transmitir ecos para ayudar en la sincronizacion. Los ecos pueden utilizar la temporizacion y la cobertura correspondiente a la cubierta AP. Asf, cuando se solapan los BSSs, pero los respectivos APs para esos BSSs pueden no ser capaces de detectar senales entre si, un eco STA puede ser recibido por un AP vecino, proporcionando asf informacion sobre su AP, y una senal con la que el AP vecino se puede sincronizar. Debe tenerse en cuenta que los codigos ortogonales de cobertura pueden ser reutilizados en FAs diferentes.

La seleccion de una cubierta Walsh puede hacerse de manera determinista basada en el conjunto de cubiertas Walsh no detectadas (es decir, se selecciona una cubierta Walsh que no se detecta en un AP vecino). Si todas las cubiertas estan presentes, el codigo correspondiente al nivel de senal recibida (RSL) mas debil puede ser reutilizado por el nuevo AP. De lo contrario, en una realizacion, el codigo se puede seleccionar que maximiza el punto de funcionamiento para el AP (ver el retroceso de energfa estructurada para su reutilizacion adaptativa, que se detalla a continuacion).

En este ejemplo, los contadores de tramas transmitidas por cada AP estan alternados entre sf. La alternacion empleada corresponde al fndice de cubierta Walsh. Asf, AP0 utiliza el codigo Walsh 0. APj utiliza la cubierta Walsh j, y tiene su contador de tramas igual a 0 cuando el contador de tramas AP0 = j.

En el encendido, o en cualquier sincronizacion de tiempo que se va a realizar, un AP escucha de las balizas AP vecinas y/o ecos STA. Al no detectar los sistemas vecinos, el AP establece su propio tiempo de referencia. Este puede ser arbitrario, o relacionado con GPS, o cualquier otra referencia de tiempo local. Tras la deteccion de un unico sistema, la sincronizacion local se establece en consecuencia. Si el AP detecta dos o mas sistemas operativos con lfneas de tiempo diferentes, el AP puede sincronizarse con el sistema que tiene la senal mas fuerte. Si los sistemas estan funcionando con la misma asignacion de frecuencia (FA), el AP puede tratar de asociarse con el AP mas debil para informarle de las actividades de otro AP cercano que opera en un reloj independiente. El nuevo AP intenta informar al AP del momento mas debil de deviacion necesario para sincronizar las dos zonas AP. Las zonas AP mas debiles entonces pueden desviar su distribucion. Esto se puede repetir para multiples APs vecinos. El nuevo AP puede establecer su temporizacion con la temporizacion sincronizada de los dos o mas sistemas. En una situacion en la que todos los APs vecinos no estan disponibles, por cualquier razon, para la sincronizacion con un tiempo unico, el nuevo AP puede sincronizarse con cualquiera de los puntos de acceso vecinos.

La seleccion dinamica de frecuencias puede realizarse mediante APs en el encendido. Como se ha indicado anteriormente, es tfpicamente deseable minimizar la superposicion del BSSs con seleccion DFS, para reducir al mfnimo el numero de los BSSs que requieren sincronizacion, y cualquier retraso o reduccion de rendimiento que pueda estar asociada con la sincronizacion (es decir, un BSS con acceso a todo el medio en un FA que puede ser mas eficiente que un BSS que debe compartir el medio con uno o mas BSS vecinos). Despues de la sincronizacion, el nuevo AP puede seleccionar el FA que tiene el mfnimo RSL asociado con el mismo (es decir, cuando se mide los

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APs vecinos, o durante el perfodo de eco). Periodicamente, el AP puede consultar los STAs para las mediciones piloto del AP. Del mismo modo, el AP puede programar periodos de silencio para permitir la evaluacion de los niveles de interferencia en el AP causados por STAs de otras zonas (es decir, los BSSs vecinos). Si los niveles RSL son excesivos, el AP puede intentar encontrar otro FA durante los periodos no programados, y/o instituir una politica de retroceso de energia, tal como se describe a continuacion.

Como se describio anteriormente, los APs pueden organizarse de acuerdo con un codigo de cubierta piloto. Cada AP puede utilizar una cubierta de secuencia de Walsh de longitud 16, en este ejemplo. Cualquier numero de codigos de diferentes longitudes pueden ser desplegados. La cubierta piloto se utiliza para modular la senal de la baliza durante un perfodo de super-trama. En este ejemplo, el periodo de super-trama es equivalente a 32 ms (es decir, 16 balizas de trama MAC consecutivas). Los STAs pueden entonces integrarse coherentemente durante el intervalo de la super-trama para determinar la energia piloto asociada con un AP dado. Como anteriormente, un AP puede seleccionar su codigo de Walsh entre los codigos de Walsh disponibles no detectados. Si todos los codigos son detectados (en el mismo FA), entonces el AP puede clasificarlos en orden del mas fuerte al mas debil. El AP puede volver a utilizar el codigo de Walsh que corresponde al codigo de Walsh mas debil detectado.

Para facilitar la identificacion de APs vecinos, los STAs pueden ser utilizados para transmitir un eco para identificar su respectivo AP. Asf, tal como se ha descrito anteriormente, un AP que no detecta un AP vecino puede detectar un eco de STA correspondiente, identificando asf el AP y su temporizacion. Cada AP puede transmitir informacion de configuracion en su baliza, y cada STA puede funcionar como un repetidor para retransmitir la informacion de configuracion del AP, asf como la temporizacion, a cualquier AP vecino de recepcion.

Los STAs activos pueden ser requeridos para transmitir, mediante un comando desde el AP, un patron predefinido que permite APs que operan en el mismo FA para detectar la presencia del sistema vecino. Una manera simple de facilitar esto es definir un intervalo de observacion en la trama MAC (por ejemplo, entre los segmentos FCH y RCH) que no es utilizado por el AP para ningun trafico. La duracion del intervalo de observacion puede ser definida como el tiempo suficiente para manejar el retardo de propagacion diferencial maximo entre los STAs asociados con el AP y STAs asociados con un AP vecino (por ejemplo, 160 chips o 2 sfmbolos OFDM). Por ejemplo, los STAs asociados con el AP utilizando el codigo de cubierta de Walsh j puede transmitir el eco cuando su contador de trama MAC = 0. El eco se codifica con informacion necesaria para permitir que los APs vecinos detecten la presencia y la eficacia que coexiste con los STAs en la zona AP adyacente.

El retroceso de la energia estructurada para su reutilizacion adaptativa puede ser desplegado. Cuando un sistema se congestiona en el punto en el que cada FA debe reutilizarse en la proximidad de otro AP, puede ser deseable imponer un esquema de retroceso de energia estructurada para permitir que los terminales en las dos zonas operen con la maxima eficiencia. Cuando se detecta congestion, el control de energia se puede utilizar para mejorar la eficiencia del sistema. Es decir, en lugar de transmitir a plena energia todo el tiempo, el AP puede usar un esquema de retroceso de energia estructurada que se sincroniza con su contador de trama MAC.

Como ejemplo, supongamos que dos APs estan operando en el misma FA. Una vez que los APs detectan esta condicion, es posible establecer una politica de retroceso de energia conocida. Por ejemplo, ambos APs utilizan un esquema de retroceso que permite la maxima energia, Ptot, en la trama MAC 0, Ptot (15/16) en la trama MAC 1, ... Ptot/16 en la trama mAc 15. Como que los APs estan sincronizados, y se alternan sus contadores de trama, ninguna zona AP esta utilizando la maxima energia al mismo tiempo. El objetivo es seleccionar el patron de retroceso que permita a los STAs en cada zona AP operar en el rendimiento mas alto posible.

El patron de retroceso utilizado por un AP dado puede ser una funcion del grado de interferencia detectada. En este ejemplo, hasta 16 patrones de retroceso conocidos pueden ser utilizados por un determinado AP. El patron de retroceso usado puede ser transmitido por los APs en el BCH y en los ecos transmitidos por los STAs asociados con un AP.

Un esquema de retroceso de ejemplo se detalla en la patente US N.°: 6.493.331, titulada "Procedimiento y aparato para controlar las transmisiones de un sistema de comunicaciones", de Walton et. al, cedida al cesionario de la presente invencion.

Otro ejemplo de realizacion de una tecnica para la interoperabilidad con sistemas legados se representa en la figura 53. Un ejemplo de trama MAC 1500 se muestra, tal como se detalla anteriormente, respecto a la figura 15. Un modo ranurado se introduce, en el que se definen los intervalos de ranura 5310. Un intervalo de ranura 5310 comprende un intervalo piloto MIMO 5315 y un hueco de ranura 5320. Los pilotos 5315 se insertan, tal como se muestra, para reservar el canal de la interferencia de otras estaciones (incluyendo APs) que operan de acuerdo con las reglas, tales como EDCA. La trama MAC 5330 modificada comprende sustancialmente la trama MAC 1500 con pilotos 5315 insertados para mantener el control del medio. La figura 53 es ilustrativa solamente, tal como sera evidente para un experto en la tecnica. Un modo ranurado se puede incorporar con cualquier tipo de trama MAC, varios ejemplos de las cuales se detallan en la presente memoria.

En este ejemplo, para fines de ilustracion, se supone un sistema 802.11 legado que utiliza tramas MAC que son

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multiplos de 1,204 ms. La trama MAC puede configurarse para ser 2,048 ms a ser sfncrona. En el tiempo de transmision de baliza objetivo (TBTT), una duracion CFP de anuncio consigue STAs para establecer sus NAVs. Durante el CFP, los STAs en el BSS no deberan transmitir, a menos que esten sondeados. Opcionalmente, tal como se describio anteriormente, un AP puede enviar un RTS y tener eco STAs identicos a CTS para despejar mas el BSS. Este CTS puede ser una transmision sincronizada de todos los STAs. En este ejemplo, las fluctuaciones pueden ser eliminadas asegurando que las tramas MAC comienzan siempre en los lfmites de 2,048 ms. Esto mantiene la sincronizacion de tiempo entre BSSs adyacentes/superpuestos, incluso con TBTTs acortados. Varias otras tecnicas, tales como las descritas anteriormente, se pueden combinar con la tecnica descrita a continuacion. Una vez que el medio esta reservado para la trama MAC 5330 modificada, usando cualquier tecnica disponible, el modo ranurado puede ser desplegado para mantener la posesion del medio, para evitar que un sTa legado interfiera con las transmisiones programadas, por lo tanto, reduciendo potencialmente las ganancias de rendimiento de un sistema de nueva clase (es decir, uno que utiliza un esquema tal como se muestra en la figura 15 o en la figura 53, o varios otros detallados en este documento).

En este ejemplo, la nueva clase AP esta sujeta a las reglas CSMA para apoderarse del canal. Antes de esto, sin embargo, se debe tratar de determinar la presencia de otro BSS, ya sea mediante la escucha de la baliza, u otros STAs. La sincronizacion no se requiere, sin embargo, para permitir la distribucion de los recursos justos.

Una vez que el(los) BSS(s) vecino(s) ha(n) sido detectado(s), la nueva clase de AP puede aprovechar el canal mediante la transmision de su baliza. Para bloquear a otros usuarios, la nueva clase de AP transmite el piloto con una frecuencia que evita que otros STAs usen el canal (es decir, sin perfodos de inactividad durante mas tiempo que el PIFS = 25 pseg).

La nueva clase AP puede establecer un temporizador que le permita ocupar el canal durante un tiempo fijo determinado para ser justa. Esto puede estar mas o menos sincronizado con el periodo de baliza AP legado o asincronico (es decir, 100 ms cada 200 ms).

La nueva clase AP puede apoderarse al canal en cualquier punto durante su intervalo permitido, que puede ser retrasada por los usuarios bSs legados. La nueva clase AP puede renunciar al canal antes de que su tiempo haya expirado si no hay trafico para servir. Cuando la nueva clase AP se apodera del canal, tiene su uso limitado durante un periodo de tiempo equitativo. Ademas, la temporizacion establecida para la nueva clase AP puede ser consistente con la temporizacion de trama MAC establecida. Es decir, las nuevas balizas de clase se producen en lfmites de 2,048 ms del reloj de la nueva clase AP. De esta manera, los STAs de la nueva clase pueden mantener la sincronizacion al mirar en estos intervalos especificos para determinar si el AP HT se ha apoderado del canal.

La nueva clase AP puede anunciar sus parametros de trama en una baliza. Parte de los parametros de trama pueden incluir la separacion del intervalo piloto que indica la frecuencia de transmision del piloto a lo largo de la trama MAC. Debe tenerse en cuenta que la nueva clase AP puede programar STAs tal que su transmision solapa el piloto de rafaga periodica. En este caso, el STA cuya asignacion se solapa lo sabe y hace caso omiso del piloto durante ese periodo. Otros STAs no saben esto y, por lo tanto, utilizan un detector de umbral para validar si el piloto fue transmitido durante el intervalo establecido.

Es posible que un STA pueda transmitir un piloto en el instante en el que el AP se supone que transmite, o que el AP esta transmitiendo el piloto dirigido a un STA durante este intervalo. Para evitar que otros STAs usen este piloto, danando asf sus estimaciones de canal, el piloto AP puede usar cubiertas Walsh que son ortogonales a las cubiertas Walsh de piloto comunes. Una estructura para la asignacion de cubiertas Walsh puede ser desplegada. Por ejemplo, cuando los STAs y los APs utilizan diferentes cubiertas Walsh, el espacio Walsh pueden incluir 2N cubiertas, con N cubiertas reservadas para los APs, y el resto de los STAs asociados con un AP dado utilizando una cubierta que se acopla de una manera conocida con la respectiva cubierta de Walsh del AP.

Cuando la nueva clase AP transmite una asignacion a un STA, se espera que el STA la transmita durante el intervalo establecido. Es posible que el STA no pueda recibir la asignacion, en cuyo caso el canal podrfa no utilizarse durante un intervalo mas largo que PIFS. Para evitar que esto ocurra, el AP puede detectar el canal para t < SFIS y determinar si esta ocupado. Si no, el AP inmediatamente puede agarrar el canal mediante la transmision del piloto, en la fase correspondiente.

Nuevas asignaciones de canales de clase pueden ser introducidas en los intervalos del SIFS (16 pseg). De esta manera, la ocupacion del canal se puede garantizar para mantener fuera los usuarios legados durante el periodo de uso exclusivo de la nueva clase.

El RCH debe ser disenado para acomodar la interoperabilidad, ya que la duracion del RCH podrfa exceder de 16 pseg. Si el RCH no puede ser facilmente acomodado en una realizacion determinada, el RCH puede ser asignado para trabajar en los modos legados cuando la nueva clase MAC no tiene el control del canal (es decir, coexisten en el modo legado). El F-RCH puede ser acomodado permitiendo que los STAs transmitan las peticiones de acceso en cualquier momento despues de una transmision del piloto (es decir, esperar 4 pseg y transmitir durante 8 pseg), tal como se ilustra en la figura 53.

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Realizacion de ejemplo: WLAN MIMO 802.11 mejorada

A continuacion se detalla una realizacion de ejemplo que ilustra varios aspectos introducidos anteriormente, asf como aspectos adicionales. En este ejemplo, se ilustra una WLAN 802.11 mejorada que usa MIMO. Diversas mejoras MAC se detallan, asf como los datos y las estructuras de mensajerfa correspondientes para su uso en la capa MAC y la capa ffsica. Los expertos en la tecnica reconoceran que solo se describe un subconjunto ilustrativo de caracterfsticas de una WLAN, y adaptaran facilmente las ensenanzas en la presente memoria a la interoperabilidad del sistema legado 802.11, asf como a la interoperabilidad con otros sistemas.

La realizacion de ejemplo, que se detalla a continuacion, caracteriza la interoperabilidad con STAs legadas 802.11a, 802.11g, asf como con el proyecto 802.11e y el estandar final anticipado. El ejemplo de realizacion comprende un AP OFDM MIMO, llamado asf para distinguirlo de los APs legados. Debido a la compatibilidad hacia atras, tal como se detalla a continuacion, los STAs legados son capaces de asociarse con un AP OFDM MIMO. Sin embargo, la tecnologfa AP OFDM MIMO explfcitamente podra rechazar una solicitud de asociacion a partir de un STA legado, si se desea. Los procedimientos DFS pueden dirigir el STA rechazado a otro AP que soporte la operacion de legado (que puede ser un AP legado u otro Ap OFDM MIMO).

Los STAs OFDM MIMO son capaces de asociarse con un BSS 802.11a o 802.11g o BSS independiente (IBSS) donde ningun AP esta presente. Por lo tanto, para esta operacion, este STA implementara todas las caracterfsticas obligatorias de 802.11a, 802.11g, asf como el proyecto final anticipado de 802.11e.

Cuando los STAs legados y OFDM MIMO comparten el mismo canal RF, ya sea en un BSS o un IBSS, se soportan varias caracterfsticas: La mascara espectral PHY OFDM MIMO propuesta es compatible con la mascara espectral 802.11a, 802.11g existente, de modo que ninguna interferencia de canal adyacente adicional se introduce a los STAs legados. El campo SENAL extendido en el encabezado PLCP (detallado a continuacion) es compatible hacia atras con el campo SENAL de 802.11 legado. Los valores TASA no utilizados en el campo SENAL legado se establecen para definir nuevos tipos PPDU (detallados a continuacion). La funcion de coordinacion adaptativa (ACF) (detallada a continuacion) permite compartir de manera arbitraria el medio entre los STAs legados y OFDM MIMO. Los perfodos de EDCA 802.11e, CAP 802.11e y SCAP (introducidos a continuacion) pueden intercalarse arbitrariamente en cualquier intervalo de baliza, tal como se determina mediante el programador AP.

Como se describio anteriormente, el MAC de alto rendimiento es necesario para nivelar las altas tasas de datos habilitadas por la capa ffsica WLAN MIMO. Varios atributos de este ejemplo de realizacion MAC se detallan a continuacion. A continuacion se presentan varios ejemplos de atributos:

La adaptacion de las tasas PHY y los modos de transmision explotan de manera efectiva la capacidad del canal MIMO.

El servicio de baja latencia del PHY proporciona bajos retardos de extremo a extremo para atender los requerimientos de las aplicaciones de alto rendimiento (por ejemplo, multimedia). Una operacion de baja latencia se puede conseguir con tecnicas MAC basadas en contencion en cargas bajas, o utilizando la programacion centralizada o distribuida en sistemas muy cargados. La baja latencia ofrece muchos beneficios. Por ejemplo, una baja latencia permite rapidas tasas de adaptacion para maximizar la tasa de datos de capa ffsica. La baja latencia permite una barata implementacion MAC con memorias intermedias pequenas, sin ARQ. La baja latencia minimiza tambien el retardo de extremo a extremo para aplicaciones multimedia y de alto rendimiento.

Otro atributo es la elevada eficiencia MAC y los bajos gastos de contencion bajo. En MACs basados en la contencion, en altas tasas de datos, el tiempo ocupado por las transmisiones utiles se encoge mientras una fraccion de tiempo cada vez mayor de las veces se desperdicia en gastos, colisiones y perfodos de inactividad. El tiempo perdido en el medio puede ser reducido a traves de la programacion, asf como a traves de la agregacion de multiples paquetes de capa superior (por ejemplo, datagramas IP) en una unica trama MAC. Las tramas agregadas tambien pueden formarse para minimizar preambulo y los gastos de entrenamiento.

Las altas tasas de datos habilitadas por el PHY permiten una manipulacion QoS simplificada.

Las mejoras MAC de ejemplo, que se detallan mas abajo, estan disenadas para hacer frente a los criterios de rendimiento anteriores de una manera que sea compatible con 802.11g y 802.11a. Ademas, el soporte y la mejora de las caracterfsticas que se incluyen en el proyecto de estandar 802.11e, descrito anteriormente, incluye caracterfsticas tales como TXOP y el Protocolo de enlace directo (DLP), asf como el mecanismo de bloque opcional Ack.

En la descripcion de las realizaciones de ejemplo a continuacion, una nueva terminologfa se utiliza para algunos conceptos introducidos anteriormente. Una asignacion de la nueva terminologfa se detalla en la Tabla 1.

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Tabla 1. Asignacion de Terminologfa

Terminologfa anterior Terminos usados en los parrafos anteriores

Asignacion a Nueva Terminologfa Terminos usados en los parrafos siguientes

MUX PDU o MPDU

Trama MAC

MPDU parcial

Fragmento de trama MAC

PDU MAC

PPDU

Mensaje de canal de transmision (BCH) y mensaje de canal de control (CCH)

Mensaje SCHED

Subcanales de mensajes de canales de control

Segmentos CTRLJ del mensaje SCHED

Intervalo de trama TDD MAC

Perfodo de acceso programado (SCAP)

F-TCH (Canal de trafico directo)

Transmisiones AP-STA programadas

R-TCH (Canal de trafico Inverso)

Transmisiones STA-AP o STA-STA programadas

A-TCH (Canal de trafico ad-hoc o entre iguales)

EDCA protegido o EDCA OFDM MIMO

PCCH (Canal de control entre iguales)

Campo de senal encabezado PLCP

RCH

FRACH

Aareaacion de tramas flexible

En esta realizacion de ejemplo, se facilita la agregacion de tramas flexible. La figura 35 representa la encapsulacion de una o mas tramas MAC (o fragmentos) dentro de una trama agregada. La agregacion de tramas permite la encapsulacion de una o mas tramas MAC (o fragmentos) 3510 dentro de una trama agregada 3520, que puede incorporar la compresion del encabezado, que se detalla a continuacion. La trama MAC agregada 3520 forma PSDU 3530, que puede ser transmitido como un solo PPDU. La trama agregada 3520 puede contener tramas encapsuladas (o fragmentos) 3510 del tipo de datos, gestion o control. Cuando la privacidad esta activada, la trama de carga util puede ser cifrada. El encabezado de la trama MAC de una trama codificada es transmitido "abiertamente".

Esta agregacion de tramas de nivel MAC, tal como se acaba de describir, permite la transmision de tramas con cero IFS o BIFS (separacion entre rafagas de tramas, que se detalla mas adelante) en el mismo STA de recepcion. En ciertas aplicaciones, es deseable permitir que el Ap transmita tramas con cero IFS o tramas agregadas, a multiples STAs de recepcion. Esto se permite mediante el uso de la trama SCHED, descrita a continuacion. La trama SCHED define el tiempo de inicio de multiples TXOPs. Los preambulos e IFS pueden ser eliminados cuando el AP hace transmisiones una a continuacion de la otra a multiples STAs de recepcion. Esto se conoce como agregacion PPDU para distinguir desde la agregacion de tramas de nivel MAC.

Un ejemplo de transmision de trama MAC agregada (es decir, un PPDU) comienza con un preambulo seguido del ENCABEZADO PLCP OFDM MIMO (incluyendo un campo de SENAL, que puede comprender dos campos, SENAL1 y SENAL2), seguido de los sfmbolos de entrenamiento OFDM MIMO (si los hay). Formatos PPDU de ejemplo se detallan mas adelante respecto a las figuras 49-52. La trama MAC agregada flexiblemente agrega una o mas tramas encapsuladas o fragmentos que se han de transmitir al mismo STA receptor. (El mensaje SCHED, que se detalla a continuacion, permite la agregacion de TXOPs desde el AP a multiples STAs receptores). No hay ninguna restriccion sobre el numero de tramas y fragmentos que pueden ser agregados. Puede haber un lfmite para el tamano maximo de una trama agregada, que se establece a traves de negociacion. Tfpicamente, la primera y la ultima tramas agregadas pueden ser fragmentos que se crean para un empaquetado eficiente. Cuando varias tramas de datos encapsuladas se incluyen dentro de una trama agregada, los encabezados MAC de datos y las tramas de datos QoS se pueden comprimir, tal como se detalla a continuacion.

La transmision MAC puede tratar de minimizar las sobrecargas PHY y PLCP y los perfodos de inactividad mediante el uso de agregacion de tramas flexible. Esto se puede conseguir mediante la agregacion de tramas para eliminar la separacion entre tramas y encabezados PLCP, asf como la fragmentacion de tramas flexible, para ocupar totalmente el espacio disponible en un TXOP. En un ejemplo tecnico, el primera MAC calcula el numero de octetos que deben proporcionarse al PHY basado en la tasa de datos actual y la duracion del TXOP asignado o basado en contencion. Tramas MAC completas y fragmentadas pueden entonces ser empaquetadas para ocupar todo el TXOP.

Si una trama completa no puede ser acomodada en el espacio restante en un TXOP, el MAC puede fragmentar la siguiente trama para ocupar lo maximo posible de los octetos restantes en el TXOP. Las tramas se pueden fragmentar arbitrariamente para el empaquetado eficiente. En una realizacion de ejemplo, esta fragmentacion arbitraria esta sujeta a la restriccion de un maximo de 16 fragmentos por trama. En realizaciones alternativas, esta limitacion puede no ser necesaria. Los fragmento(s) restante(s) de la trama MAC se pueden transmitir en un TXOP posterior. En el TXOP posterior, el MAC puede dar una mayor prioridad a los fragmentos de una trama transmitida incompleta, si se desea.

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Un encabezado de agregacion (2 octetos, en este ejemplo), que se describe mas adelante, se inserta en el encabezado MAC de cada trama encapsulada (o fragmento) que se inserta en la trama agregada. Un campo de longitud en el encabezado de agregacion indica la longitud (en octetos) de la trama encapsulada MAC, y es utilizado por el receptor para extraer las tramas (y fragmentos) de la trama agregada. El campo tamano de PPDU en el campo de la senal propuesta proporciona el tamano de la transmision PPDU OFDM MlMO (numero de sfmbolos OFDM), mientras que la longitud de cada trama MAC encapsulada (en octetos) se indica mediante el encabezado de agregacion.

Compresion de encabezado de tramas encapsuladas

La figura 36 representa una trama MAC legada 3600, que comprende un encabezado MAC 3660, seguido por un cuerpo de trama 3650 (que puede incluir un numero variable de octetos, N) y un sfmbolo de verificacion de trama(FCS) 3655 (4 octetos, en este ejemplo). Este formato de trama MAC de la tecnica anterior se detalla en el encabezado MAC 802.11e 3660, que comprende un campo de control de trama 3610 (2 octetos), un campo de duracion/ID 3615 (2 octetos), un campo de control de secuencia 3635 (2 octetos), y un campo de control de QoS 3645 (2 octetos). Ademas, cuatro campos de direccion, Direccion 1 3620, Direccion 2 3625, Direccion 3, 3630, y Direccion 4 3640 (6 octetos cada uno), estan incluidas. Estas direcciones tambien pueden ser denominadas como TA, RA, SA y DA, respectivamente. La TA es la direccion de la estacion de transmision. La RA es la direccion de la estacion receptora. La SA es la direccion de la estacion de origen. La DA es la direccion de la estacion de destino.

Cuando varias tramas de datos encapsulados se incluyen dentro de una trama agregada, los encabezados MAC de los datos y las tramas de datos de QoS se pueden comprimir. Encabezados MAC comprimidos de ejemplo para tramas de datos QoS se muestran en las figuras 37-39. Debe tenerse en cuenta que el FCS se calcula sobre el encabezado comprimido MAC y la carga util (cifrada o no cifrada).

Como se muestra en las figuras 37-39, cuando se transmiten las tramas de datos usando un PPDU MlMO (Tipo 0000), un campo de encabezado de agregacion se introduce en el encabezado MAC 3660 de la trama MAC 3600 para crear una trama MAC encapsulada, es decir, 3705, 3805, o 3905, respectivamente. El encabezado MAC, incluyendo el campo de encabezado de agregacion, se llama encabezado MAC extendido (es decir, 3700, 3800, o 3900). Una o mas tramas encapsuladas de gestion, control y/o datos (incluyendo los datos QoS) se pueden agregar en una trama MAC agregada. Cuando la privacidad de los datos esta en uso, la carga util de los datos o tramas de datos QoS puede ser encriptada.

El encabezado de agregacion 3710 se inserta para cada trama (o fragmento), insertado en la trama agregada (3705, 3805, o 3905, respectivamente). La compresion del encabezado se indica por el campo de tipo de encabezado de agregacion, que se detalla a continuacion. Los encabezados de trama de datos y las tramas de datos QoS se pueden comprimir para eliminar campos redundantes. La trama agregada 3705, representada en la figura 37, ilustra una trama sin comprimir, que incluye las cuatro direcciones y el campo Duracion/ID.

Despues de que una trama agregada sin comprimir se transmite, tramas adicionales agregadas no necesitan identificar las direcciones de la estacion de transmision y de recepcion, ya que son identicas. Asf, Direccion 1 3620 y Direccion 2 3625 pueden ser omitidas. El campo Duracion/lD 3615 no necesita ser incluido para las tramas siguientes en la trama agregada. La duracion puede ser usada para establecer el NAV. El campo Duracion/ID se sobrecarga en funcion del contexto. En los mensajes de sondeo, contiene el ID de acceso (AID). En otros mensajes, el mismo campo especifica la duracion para establecer el NAV. La trama 3805 correspondiente se ilustra en la figura 38.

Una compresion adicional esta disponible cuando la direccion de origen y la estacion de destino contienen informacion duplicada. En este caso, la Direccion 3 3630 y la Direccion 4 3640 tambien pueden ser eliminadas, lo que resulta en la trama 3905 que se ilustra en la figura 39.

Cuando los campos son eliminados, para descomprimir, el receptor puede insertar el campo correspondiente desde el encabezado anterior (despues de la descompresion) en la trama agregada. En este ejemplo, la primera trama en una trama agregada siempre utiliza el encabezado sin comprimir. El descifrado de la carga util puede requerir algunos campos del encabezado MAC que pueden haber sido eliminados por la compresion del encabezado. Despues de la descompresion del encabezado de la trama, estos campos pueden estar disponibles para el motor de descifrado. El campo de longitud se utiliza por el receptor para extraer las tramas (y fragmentos) de la trama agregada. El campo Longitud indica la longitud de la trama con el encabezado comprimido (en octetos).

Despues de la extraccion, el campo de encabezado de agregacion se elimina. La trama descomprimida despues se pasa al motor de descifrado. Los campos en los encabezados MAC (descomprimidos) pueden ser requeridos para la verificacion de la integridad de los mensajes durante el descifrado.

La figura 40 ilustra un ejemplo de encabezado de agregacion 3710. El campo de encabezado de agregacion se anade a cada trama (o fragmento) del encabezado para una o mas tramas (cifrada o no cifrada) que se transmiten en un PPDU MIMO de datos. El encabezado de agregacion comprende de un campo de tipo de encabezado de

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agregacion de 2 bit 4010 (para indicar si la compresion del encabezado se emplea o no, y que tipo) y un campo de Longitud de 12 bits 4030. Las tramas de tipo 00 no usan la compresion del encabezado. Las tramas de tipo 01 tienen los campos Duracion/ID, Direccion 1 y Direccion 2 eliminados. Las tramas de tipo 10 tienen los mismos campos eliminados como tramas de tipo 01, con los campos Direccion 3 y Direccion 4 tambien eliminados. El campo Longitud 4030 en el Encabezado de Agregacion indica la longitud de la trama en octetos con el encabezado comprimido. 2 bits 4020 estan reservados. Los tipos de encabezado de agregacion se resumen en la Tabla 2.

Tabla 2. Tipo de encabezado de agregacion

Bit 0

Bit 1 Significado

0

0

Sin comprimir

0

1 Los campos Duracion/ID, Direccion 1 y Direccion 2 estan eliminados

1

0 Los campos Duracion/ID, Direccion 1, Direccion 2, Direccion 3 y Direccion 4 estan eliminados

1

1

Reservado

En este ejemplo de realizacion, todas las tramas de gestion y control que se encapsulan en una trama agregada utilizan el encabezado de trama sin comprimir con encabezado de agregacion de tipo 00. Las tramas de gestion siguientes se pueden encapsular junto con tramas de datos en una trama agregada: solicitud de asociacion, respuesta de asociacion, solicitud de reasociacion, respuesta de reasociacion, solicitud de sondeo, respuesta de sondeo, disociacion, autenticacion y desautentificacion. Las tramas de control siguientes se pueden encapsular junto con las tramas de datos en una trama agregada: Bloque Ack y Solicitud Bloque Ack. En realizaciones alternativas, cualquier tipo de tramas puede ser encapsulado.

Funcion de coordinacion adaptativa

La Funcion de Coordinacion Adaptativa (ACF) es una extension del HCCA y EDCA que permite una operacion de programacion flexible, altamente eficiente, de baja latencia adecuada para su funcionamiento con altas tasas de datos habilitadas por el PHY MIMO. La figura 41 ilustra un ejemplo de realizacion de una trama de perfodo de acceso programado (SCAP) para su uso en el ACF. Usando un mensaje SCHED 4120, un AP simultaneamente puede programar una o mas TXOPs AP-STA, STA-AP o STA-STA durante el perfodo conocido como periodo de acceso programado 4130. Estas transmisiones regulares son identificadas como transmisiones programadas 4140. El mensaje SCHED 4120 es una alternativa al sondeo HCCA legado, detallado anteriormente. En la realizacion de ejemplo, el valor maximo permitido del SCAP es de 4 ms.

Transmisiones programadas 4140 de ejemplo se muestran en la figura 41 para ilustracion, incluyendo transmisiones AP a STA 4142, transmisiones STA a Ap 4144, y transmisiones STA a STA 4146. En este ejemplo, el AP transmite al STA B 4142A, a continuacion, al STA D 4142B, y luego al STA G 4142C. Debe tenerse en cuenta que los huecos no necesitan ser introducidos entre estos TXOPs, ya que la fuente (el AP) es la misma para cada transmision. Los huecos se muestran entre TXOPs cuando la fuente cambia (separaciones de huecos de ejemplo se detallan mas abajo). En esta ilustracion, despues de las transmisiones AP a STA 4142, STA C transmite al AP 4144A, a continuacion, despues de un hueco, STA G transmite al AP 4144B y, a continuacion, despues de un hueco, STA E transmite al AP 4144C. Un TXOP 4146 entre iguales se programa. En este caso, el STA E permanece como la fuente (transmitiendo a STA F), asf que ningun hueco debe introducirse si la energfa de transmision STA E no se ha modificado, de lo contrario un hueco BIFS puede ser utilizado. Transmisiones STA a STA adicionales pueden programarse, pero no se muestran en este ejemplo. Cualquier combinacion de TXOPs puede programarse, en cualquier orden. El orden de los tipos de TXOP mostrados es solamente una convencion de ejemplo. Si bien puede ser deseable programar TXOPs para minimizar el numero requerido de huecos, no es obligatorio.

El periodo de acceso programado 4130 puede contener tambien un perfodo FRACH 4150 dedicado a transmisiones de canal rapido de acceso aleatorio (FRACH) (en las que un STA puede hacer una solicitud para una asignacion) y/o un perfodo MIMO OFDM EDCA 4160, donde STAs MlMO pueden usar procedimientos eDcA. Estos perfodos de acceso basados en contencion estan protegidos por el conjunto NAV para el SCAP. Durante el perfodo MIMO OFDM EDCA 4160, STAs MIMO utilizan procedimientos EDCA para acceder al medio, sin tener que lidiar con los STAs legados. Las transmisiones durante cualquier perfodo de contencion protegida utilizan el encabezado PLCP MIMO (detallado mas adelante). El AP no proporciona ninguna programacion TXOP durante el perfodo de contencion protegido, en esta realizacion.

Cuando solo STAs MIMO estan presentes, el NAV para el SCAP se puede establecer a traves de un campo de duracion en la trama SCHED (la trama SCHED se detalla mas adelante). Opcionalmente, si la proteccion de los STAs legados se desea, el AP puede preceder la trama SCHED 4120 con un CTS propio 4110 para establecer el NAV para el SCAP en todos los STAs en el BSS.

En esta realizacion, los STAs MIMO obedecen al lfmite SCAP. El ultimo STA para transmitir en un SCAP debe terminar su TXOP al menos en la duracion PIFS antes del final del SCAP. Los STAs MIMO tambien obedecen los Ifmites TXOP regulares y completan su transmision antes del final del TXOP asignado. Esto permite que el STA

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posterior programado comience su TXOP sin detectar que el canal este inactivo.

El mensaje SCHED 4120 define el horario. Asignaciones de TXOPs (AP-STA, STA-AP y/o STA-STA) estan incluidas en los elementos CTRLJ (4515-4530 en la figura 45, que se detalla a continuacion) en la trama SCHED. El mensaje SCHED tambien puede definir la porcion del SCAP 4l00 dedicada a FRACH 4150, si los hubiera, y una porcion protegida para la operacion EDCA 4160, si la hay. Si ninguna tarea programada TXOP se incluye en la trama SCHED, todo el SCAP esta reservado para las transmisiones EDCA (incluyendo cualquier FRACH) protegidas de los STAs legados por el conjunto NAV para el SCAP.

La longitud maxima de TXOP programado o basado en contencion permitido durante el SCAP se puede indicar en un elemento de capacidades ACF. En esta realizacion, la longitud del SCAP no cambia durante un intervalo de baliza. La longitud puede estar indicada en el elemento de capacidades ACF. Un elemento ACF de ejemplo comprende una longitud SCAP (10 bits), una longitud maxima SCAP TXOP (10 bits), una duracion IFS (SIMP) de proteccion (4 bits), y una RESPUESTA FRACH (4 bits). La Longitud SCAP indica la longitud del SCAP para el intervalo de baliza actual. El campo se codifica en unidades de 4 ps. La maxima longitud SCAP TXOP indica la longitud maxima permitida durante un TXOP SCAP. El campo se codifica en unidades de 4 As. La duracion GIFS es el intervalo de proteccion entre TXOPs STA consecutivos programados. El campo se codifica en unidades de 800 ns. La RESPUESTa FRACH se indica en unidades de SCAPs. El AP debe responder a una solicitud recibida mediante un PPDU FRACH proporcionando al STA un TXOP programado dentro SCAPs de RESPUESTA FRACH.

La figura 42 muestra un ejemplo de como el SCAP se puede utilizar en conjuncion con HCCA y EDCA. En cualquier intervalo de baliza (ilustrado con las balizas 4210A-C), el AP tiene una flexibilidad completa para intercalar adaptativamente la duracion de acceso EDCA basada en contencion con el CAP 802.11e y el SCAP MlMO OFDM.

Asf, utilizando el ACF, el AP puede operar como en HCCA, pero con la capacidad adicional de la asignacion de perfodos para SCAP. Por ejemplo, el AP puede utilizar CFP y CP como en el PCF, asignar un CAP para la operacion de sondeo como en HCCA, o puede asignar un SCAP para la operacion programada. Como se muestra en la figura 42, en un intervalo de baliza, el AP puede utilizar cualquier combinacion de los perfodos de acceso basados en contencion (EDCA) 4220A-F, CAP 4230A-F, y SCAP 41 00a-I. (Por simplicidad, el ejemplo en la figura 42 no muestra ningun PPC). El AP se adapta a la proporcion del medio ocupado por diferentes tipos de mecanismos de acceso basados en sus algoritmos de planificacion y sus observaciones de ocupacion media. Cualquier tecnica de programacion puede ser desplegada. El AP determina si los flujos de QoS admitidos estan siendo satisfechos y puede utilizar otras observaciones, incluyendo ocupacion medida del medio para la adaptacion.

HCCA y CAPs asociados se describen anteriormente. Un ejemplo ilustrativo CAP 4230 se muestra en la figura 42. Un TxOp AP 4232 es seguido por un sondeo 4234A. TxOp HCCA 4236A sigue el sondeo 4234A. Otro sondeo 4234B se transmite, seguido de otro TXOP HCCA 4236B respectivo.

EDCA se describe anteriormente. Un ejemplo ilustrativo EDCA 4220 se muestra en la figura 42. Varios TXOPs EDCA 4222A-C se muestran. Un PPC se omite en este ejemplo.

Un SCAP 4100, tal como se muestra en la figura 42, puede ser el formato descrito en la figura 41, incluyendo un CTS propio 4110 opcional, SCHED 4120, y periodo de acceso programado 4130.

El AP indica un funcionamiento programado usando el mensaje de indicacion de trafico de entrega 802.11 (DTIM) de la siguiente manera. El DIM contiene un mapa de bits de IDs de acceso (AIDs) para los que el AP u otro STA en el BSS han atrasado los datos. Usando el DTIM, todos STAs con capacidad MIMO son senalados para mantenerse despiertos despues de la baliza. En un BSS donde estan presentes STAs legados y MIMO, los STAs legados se programan en primer lugar, inmediatamente despues de la baliza. Justo despues de las transmisiones legadas, se transmite el mensaje SCHED, que indica la composicion del periodo de acceso programado. STAs con capacidad MIMO no programados en un periodo de acceso especial programado pueden dormir durante el resto del SCAP y despertar para escuchar los mensajes SCHED posteriores.

Varios otros modos de operacion estan habilitados con el ACF. La figura 43 muestra un ejemplo de funcionamiento en el que cada intervalo de baliza comprende un numero de SCAPs 4100 intercalados con perfodos de acceso basados en contencion 4220. Este modo permite la "justa" distribucion del medio donde flujos QoS MIMO se programan durante el SCAP mientras flujos QoS no MIMO utilizan los perfodos de contencion junto con STAs legados, si estan presentes. Los perfodos intercalados permiten el servicio de baja latencia para STAs MIMO y legados.

Como se describio anteriormente, el mensaje SCHED en el SCAP puede ser precedido por un CTS propio para la proteccion de los STAs legados. Si no hay estan presentes STAs legadas, el CTS propio (u otra senal de compensacion de legado) no es necesario. La baliza 4210 puede establecer un PPC largo para proteger todas las emisoras de SCAPs legados que llegan. Un CP al final del intervalo de baliza permite a STAs legados recien llegados acceder al medio.

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La operacion baja latencia optimizada con un gran numero de STAs MIMO puede ser activada mediante la operacion de ejemplo que se muestra en la figura 44. En este ejemplo, la suposicion es que los STAs legados, si estan presentes, requieren solamente recursos limitados. El AP transmite una baliza, estableciendo un largo PPC 4410 y un breve CP 4420. Una baliza 4210 es seguida por cualquier difusion/multidifusion de mensajes STA legados. A continuacion, los SCAPs 4100 se programan uno despues del otro. Este modo de operacion tambien ofrece la optimizacion de la gestion de energfa, tal como emisoras que despiertan periodicamente para escuchar los mensajes SCHED y pueden dormir durante el intervalo de SCAP si no programados en el SCAP actual.

El acceso basado en contencion protegido para los STAs MIMO se proporciona a traves de los perfodos FRACH o EDCA MIMO incluidos en el periodo de acceso programados 4130 del SCAP 4100. Los STAs legados pueden obtener acceso basados en contencion al medio durante el CP 4420.

Transmisiones programadas consecutivas desde el AP pueden programar la transmision inmediatamente despues de la trama SCHED. La trama SCHED puede ser transmitida con un preambulo. Transmisiones de AP programadas posteriores pueden ser transmitidas sin un preambulo (se puede transmitir un indicador de si un preambulo esta incluido o no). Un preambulo PLCP de ejemplo se detalla mas adelante. Las transmisiones STA programadas comenzaran con un preambulo en el ejemplo de realizacion.

Recuperacion de errores

El AP puede utilizar diversos procedimientos para la recuperacion a partir de errores SCHED recibidos. Por ejemplo, si un STA es incapaz de decodificar un mensaje SCHED, no sera capaz de utilizar su TXOP. Si un TXOP programado no comienza en la hora de inicio asignada, el AP puede iniciar la recuperacion mediante la transmision en un PIFS despues del comienzo del TXOP programado no utilizado. El AP puede utilizar el periodo del TXOP no programado como CAP. Durante el CAP, la AP puede transmitir a uno o varios STAs o sondear un STA. El sondeo puede ser al STA que perdio el TXOP programado u otro STA. El CAP se termina antes del TXOP programado siguiente.

Los mismos procedimientos tambien se pueden usar cuando un TXOP programado que termina temprano. El AP puede iniciar la recuperacion mediante la transmision en un PIFS despues del final de la ultima transmision en el TXOP planificado. El AP puede utilizar el periodo no utilizado de un TXOP programado como un CAP, tal como se acaba de describir.

Contencion proteaida

Como se describio anteriormente, un SCAP puede contener tambien una parte dedicada a transmisiones FRACH y/o una porcion donde STAs MIMO puede usar procedimientos EDCA. Estos perfodos de acceso basados en contencion pueden estar protegidos por el conjunto NAV para el SCAP.

La contencion protegida complementa la operacion programada de baja latencia al permitir que STAs indiquen solicitudes TXOP para asistir al AP en la programacion. En el periodo EDCA protegido, STAs OFDM MIMO pueden transmitir tramas usando el acceso basado en EDCA (protegido de la contencion con STAs legadas). Utilizando tecnicas legadas, los STAs pueden indicar una solicitud de duracion TXOP o estado de la memoria intermedia en el campo de Control QoS 802.11e en el encabezado MAC. Sin embargo, el FRACH es un medio mas eficiente de proporcionar la misma funcion. Durante el periodo FRACH, los STAs pueden utilizar Aloha ranurado como contencion para acceder al canal en ranuras FRACH de tamano fijo. El PPDu FRACH puede incluir la solicitud de duracion del TXOP.

En la realizacion de ejemplo, las transmisiones de tramas MIMO utilizan el encabezado PLCP MIMO, que se detalla a continuacion. Como los STAs legados 802.11b, 802.11a, y 802.11g son capaces de decodificar solamente el campo SENAL1 del encabezado PLCP MIMO (detallado respecto a la figura 50, a continuacion), en la presencia de STAs no MIMO, las tramas MIMO deben transmitirse con proteccion. Cuando STAs legadas y MIMO estan presentes, STAs que utilizan procedimientos de acceso EDCA puede utilizar una secuencia RTS/CTS legada para la proteccion. RTS/CTS legada se refiere a la transmision de tramas RTS/CTS utilizando un preambulo legado, encabezado PLCP y formatos de trama MAC.

Las transmisiones MIMO tambien pueden utilizar los mecanismos de proteccion previstos por el HCCA 802.11e. Por lo tanto, las transmisiones del AP a STAs, las transmisiones sondeadas desde los STAs al AP, o desde un STA a otro STA (utilizando el protocolo de enlace directo) pueden proporcionar la proteccion utilizando el periodo de acceso controlado (CAP).

El AP tambien puede usar CTS propio legado para la proteccion del periodo de acceso programado (SCAP) MIMO desde STAs legados.

Cuando un AP determina que todos los STAs presentes en el BSS son capaces de decodificar el encabezado PLCP MIMO, lo indica en un elemento de capacidades MIMO en la baliza. Esto se conoce como un BSS MIMO.

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En un BSS MIMO, tanto bajo EDCA y HCCA, las transmisiones de tramas utilizan el encabezado PLCP MIMO y sfmbolos de capacitacion OFDM MIMO de acuerdo con las reglas de envejecimiento de los sfmbolos de entrenamiento OFDM MIMO. Las transmisiones del BSS MIMO utilizan el PLCP MiMo.

Separacion entre tramas reducida

Diversas tecnicas para reducir en general la separacion entre tramas se detallan anteriormente. Se ilustran aquf varios ejemplos de la reduccion de la separacion entre tramas en este ejemplo de realizacion. Para las transmisiones programadas, la hora de inicio del TXOP se indica en el mensaje SCHED. El STA de transmision puede comenzar su TXOP programado en el momento de inicio exacto que se indica en el mensaje SCHED sin determinar que el medio esta inactivo. Como se describio anteriormente, transmisiones AP programadas consecutivas durante un SCAP se transmiten sin IFS mfnimos.

En la realizacion de ejemplo, transmisiones STA programadas consecutivas (desde diferentes STAs) se transmiten con un IFS de al menos IFS de proteccion (GIFS). El valor por defecto de GIFS es de 800 ns. Un valor mas grande puede elegirse hasta el valor de rafaga IFS (BIFS) que se define a continuacion. El valor de GIFS puede estar indicado en el elemento de capacidades ACF, descrito anteriormente. Realizaciones alternativas pueden emplear los valores de GIFS y BIFS.

Transmisiones PPDU OFDM MIMO consecutivas desde el mismo STA (TXOP de rafaga) estan separadas por un BIFS. Cuando se opera en la banda de 2,4 GHz, el BIFS es igual a 10 ps y el PPDU OFDM MIMO no incluye la extension de 6 ps de la senal OFDM. Cuando se opera en la banda de 5 GHz, el BIFS es de 10 ps. En una realizacion alternativa, el BIFS se puede establecer en un valor mas pequeno o mas grande, incluyendo 0. Para permitir el control automatico de ganancia STA (AGC) de recepcion para cambiar entre las transmisiones, un espacio mayor de 0 se puede utilizar cuando el STA que transmite la energfa de transmision se cambia.

Las tramas que requieren una respuesta inmediata del STA de recepcion no se transmiten usando un PPDU OFDM MIMO. En su lugar, se transmiten usando el PPDU legado subyacente, es decir, la Clausula 19 en la banda de 2,4 GHz o la Clausula 17 en la banda de 5 GHz. Algunos ejemplos de como el legado y PPDUs OFDM MIMO son multiplexados en el medio se muestran a continuacion.

En primer lugar, consideremos un legado RTS/CTS seguido por rafaga PPDU OFDM MIMO. La secuencia de transmision es como sigue: Legado RTS-SIFS-Legado CTS-SIFS-PPDU OFDM MIMO-BIFS-PPDU OFDM MIMO. En 2,4 GHz, el legado RTS o PPDU CTS usa la extension de senal OFDM y el SFIS es de 10 ps. En 5 GHz, no hay ninguna extension OFDM pero el SIFS es de 16 ps.

En segundo lugar, considerar un TXOP EDCA utilizando PPDU OFDM MIMO. La secuencia de transmision es como sigue: PPDU OFDM MIMO-BIFS-Legado Solicitud Ack Bloque-SIFS-ACK. El TXOP EDCA se obtiene usando procedimientos EDCA para la clase de acceso apropiado (AC). Como se detalla mas arriba, EDCA define las clases de acceso que pueden utilizar parametros diferentes para cada AC, como AIFS [AC], CWmin [AC] y CWmax [AC]. El Legado Solicitud Ack Bloque se transmite con la extension de la senal o SIFS 16 ps. Si la Solicitud Ack Bloque se transmite en la trama agregada dentro del PPDU MIMO OFDM, no hay ACK.

En tercer lugar, consideramos TXOPs consecutivos programados. La secuencia de transmision es como sigue: STA A PPDU MIMO OFDM-GIFS-STA B PPDU OFDM MIMO. Puede haber un perfodo de inactividad despues de la transmision de la STA A PPDU MIMO OFDM si la transmision PPDU es mas corta que el tiempo maximo asignado TXOP permitido.

Como se describio anteriormente, la decodificacion y la demodulacion de las transmisiones OFDM codificadas impone requisitos adicionales de procesamiento en el STA de recepcion. Para acomodar esto, 802.11a y 802.11g permiten un tiempo adicional para el STA de recepcion antes de que el ACK debe ser transmitido. En 802.11a, el tiempo de SIFS se establece en 16 ps. En 802.11g, el tiempo de SIFS es de 10 ps, pero se introduce una extension de la senal OFDM de 6 ps.

Como la decodificacion y la demodulacion de transmisiones MIMO OFDM pueden imponer una carga adicional al procesamiento, siguiendo la misma logica, una realizacion puede estar disenada para aumentar la extension de SIFS o la senal OFDM, lo que conduce a una mayor reduccion de la eficiencia. En la realizacion de ejemplo, extendiendo el bloque ACK y mecanismos de Ack de bloque retrasado de 802.11e, se elimina el requisito de ACK inmediato para todas las transmisiones MIMO OFDM. En lugar de aumentar los SIFS o la extension de la senal, la extension de la senal se elimina, y para muchas situaciones, la separacion requerida entre tramas entre transmisiones consecutivas se reduce o se elimina, lo que conduce a una mayor eficiencia.

Mensaje SCHED

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La figura 45 ilustra el mensaje SCHED, introducido anteriormente respecto a la figura 41, y se detalla mas abajo. El mensaje SCHED 4120 es un mensaje de sondeo multiple que asigna a uno o mas AP-STA, STA-AP y STA-STA TXOPs para la duracion de un periodo de acceso programado (SCAP). El uso del mensaje SCHED permite un sondeo reducido y la contencion de los gastos, asf como eliminar IFS innecesarios.

El mensaje SCHED 4120 define el calendario para el SCAP. El mensaje SCHED 4120 comprende un encabezado MAC 4510 (15 octetos en el ejemplo de realizacion). En el ejemplo de realizacion, cada uno de los segmentos CTRL0, CTRL1, CTRL2 y CTRL3 (denominados genericamente en la presente memoria como CTRLJ, donde J puede ser de 0 a 3 para ilustrar los segmentos 4515 a 4530, respectivamente) son de longitud variable y pueden ser transmitidos a 6, 12, 18 y 24 Mbps, respectivamente, cuando estan presentes.

En el ejemplo, el encabezado MAC 4510 comprende el Control de trama 4535 (2 octetos), Duracion 4540 (2octetos), BSSID 4545 (6 octetos), Gestion de energfa 4550 (2 octetos) y MAP 4555 (3 octetos). Los bits 13-0 del campo Duracion 4540 especifican la longitud del SCAP en microsegundos. El campo Duracion 4540 se utiliza por los STAs capaces de transmisiones OFDM MIMO para establecer el NAV para la duracion del SCAP. Cuando STAs legado estan presentes en el BSS, el AP puede utilizar otros medios para proteger el SCAP, por ejemplo, un propio CTS de legado. En la realizacion de ejemplo, el valor maximo del SCAP es de 4 ms. El campo BSSID 4545 identifica al AP.

El campo de la administracion de energfa 4550 se muestra en la figura 46. La administracion de energfa 4550 comprende el contador SCHED 4610, un campo reservado 4620 (2 bits), energfa transmitida 4630, y energfa recibida 4640. La energfa transmitida AP y la energfa recibida AP son como se indica en el campo de la administracion de energfa y el nivel de energfa recibida STA se mide en el STA.

El Contador SCHED es un campo que se incrementa en cada transmision SCHED (6 bits en este ejemplo). El contador SCHED se restablece en cada transmision de baliza. El contador SCHED se puede utilizar para diversos fines. Como ejemplo, una caracterfstica de ahorro de energfa utilizando el contador SCHED se describe a continuacion.

El campo de Energfa de Transmision 4630 representa el nivel de energfa de transmision utilizado por el AP. En la realizacion de ejemplo, el campo de 4 bits se codifica como sigue: El valor representa el numero de etapas de 4 dB en las que el nivel de energfa de transmision esta por debajo del nivel de energfa maxima de transmision (en dBm) para ese canal tal como se indica en un elemento de informacion de baliza.

El campo de energfa de recepcion 4640 representa el nivel de energfa de recepcion esperada en el AP. En la realizacion de ejemplo, el campo de 4 bits se codifica como sigue: El valor representa el numero de etapas de 4 dB en las que el nivel de energfa de recepcion es superior al nivel mfnimo de sensibilidad del receptor (-82 dBm). Basado en el nivel de energfa recibida en un STA, un STA puede calcular su nivel de energfa de transmision de la siguiente manera: Energfa de transmision STA (dBm) = Energfa de transmision AP (dBm) + Energfa de recepcion AP (dBm) - Energfa de recepcion STA (dBm).

En la realizacion de ejemplo, durante las transmisiones STA-STA programadas, el segmento de control se transmite a un nivel de energfa que puede ser decodificado tanto en el AP como el STA de recepcion. Un informe de control de energfa desde el AP o el campo de administracion de energfa 4550 en la trama SCHED permite que el STA determine el nivel de energfa de transmision necesaria para que el segmento de control pueda ser decodificado en el AP. Este aspecto general se detalla anteriormente respecto a la figura 22. Para una transmision STA-STA programada, cuando la energfa requerida para decodificar en el AP es diferente de la energfa requerida para decodificar el STA de recepcion, el PPDU se transmite en el mayor de los dos niveles de energfa.

El campo MAP 4555, que se muestra en la figura 47, indica la presencia y la duracion de los perfodos de acceso basados en contencion protegida durante el SCAP. El campo MAP 4555 comprende el contador FRACH 4710, el desplazamiento FRACH 4720, y el desplazamiento EDCA 4730. El ejemplo del contador FRACH 4710 (4 bits) es el numero de ranuras FRACH programadas a partir del desplazamiento FRACH 4720 (10 bits). Cada ranura FRACH es de 28 ps. Un valor del contador FRACH de '0' indica que no existe un penodo FRACH en el actual periodo de acceso programado. El desplazamiento EDCA 4730 es el comienzo del periodo EDCA protegido. El ejemplo del desplazamiento EDCA 4730 es de 10 bits. El desplazamiento FRACH 4720 y el desplazamiento EDCA 4730 estan en unidades de 4 As desde el comienzo de la transmision de la trama SCHED.

El mensaje SCHED 4120 se transmite como una PPDU SCHED especial 5100 (Tipo 0010), que se detalla mas adelante respecto a la figura 51. La presencia dentro del mensaje SCHED 4120 y la longitud de los segmentos CTRL0 4515, CTRL1 4520, CTRL2 4525, y CTRL3 4530 se indican en el campo SENAL (5120 y 5140) del encabezado PLCP del PPDU SCHED 5100.

La figura 48 ilustra las tramas de control SCHED para la asignacion TXOP. Cada uno de los segmentos CTRL0 4515, CTRL1 4520, CTRL2 4525, y CTRL3 4530 son de longitud variable y cada uno comprende cero o mas elementos de asignacion (4820, 4840, 4860, y 4880, respectivamente). Un FcS de 16 bits (4830, 4850, 4870, y 4890, respectivamente) y 6 bits de cola (no mostrados) se anaden por segmento CTRLJ. Para el segmento CTRL0 4515,

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el FCS se calcula sobre el encabezado MAC 4510 y cualquier otro elemento de asignacion CTRL0 4820 (por lo tanto, el encabezado MAC se muestra antepuesto a CTRL0 4515 en la figura 48). En el ejemplo de realizacion, el FCS 4830 para CTRL0 4515 se incluye incluso si no hay elementos de asignacion incluidos en el segmento CTRL0.

Como se detalla en la presente memoria, el AP transmite asignaciones para transmisiones AP-STA, STA-AP y STA- STA en la trama SCHEd. Los elementos asignacion a diferentes STAs se transmiten en un segmento CTRLJ como se indica por el STA en el campo Tasa SCHED del encabezado PLCP de sus transmisiones. Debe tenerse en cuenta que de CTRL0 a CTRL3 se corresponde la disminucion de robustez. Cada STA comienza la decodificacion del encabezado PLCP del PPDU SCHED. El campo SENAL indica la presencia y la longitud de los segmentos CTRL0, CTRL1, CTRL2 y CTRL3 en el PPDU SCHED. El receptor STA comienza con la decodificacion del encabezado MAC y el segmento CTRL0, decodifica cada elemento de asignacion hasta el FCS, y continua para decodificar posteriormente CTRL1, CTRL2 y CTRL3, deteniendose en el segmento CTRLJ cuyo FCS no esta en condiciones de verificar.

Cinco tipos de elementos de asignacion se definen tal como se muestra en la Tabla 3. Un numero de elementos de asignacion puede empaquetarse en cada segmento CTRLJ. Cada elemento de asignacion especifica el ID de acceso STA de transmision (AID), el AID STA de recepcion, la hora de inicio del TXOP programado y la longitud maxima permitida del TXOP programado

Tabla 3. Tipos de asignacion de elementos

Tipo (3 bits)

Tipo de elemento de asignacion Campos (longitudes en bits) Longitud total en bits

000

Simplex AP-STA Preambulo actual (1) 40

AID (16)

Desplazamiento inicial (10)

Duracion TXOP (10)

001

Simplex STA-AP AID (16) 39

Desplazamiento inicial (10)

Duracion TXOP (10)

010

Duplex AP-STA Preambulo actual (1) 60

AID (16)

Desplazamiento inicial AP (10)

Duracion TXOP AP (10)

Desplazamiento inicial STA (10)

Duracion TXOP STA (10)

011

Simplex STA-STA Transmitir AID (16) 55

Recibir AID (16)

Desplazamiento inicial (10)

Tamano PPDU max. (10)

100

Duplex STA-STA AID 1 (16) 75

AID 2 (16)

Desplazamiento inicial STA 1 (10)

Tamano PPDU STA 1 max. (10)

Desplazamiento inicial STA 2 (10)

Tamano PPDU STA 2 max. (10_

El preambulo se puede eliminar en transmisiones consecutivas desde el AP. El bit presente del preambulo se ajusta en 0 si el AP no transmite un preambulo para una transmision programada AP. Un ejemplo de beneficio de la eliminacion del preambulo es cuando el AP tiene poco ancho de banda, baja latencia fluye a varias STAs, tal como en un BSS con muchos flujos de voz sobre IP (VoIP). Por lo tanto, la trama SCHED permite la agregacion de las transmisiones desde el AP a varios STAs receptores (es decir, agregacion PPDU, descrita anteriormente). La trama de agregacion, tal como se define anteriormente, permite la agregacion de tramas a un STA receptor.

El campo Desplazamiento inicial es en multiplos de 4 ps referenciados desde la hora de inicio del preambulo del mensaje SCHEd. El AID es el ID de acceso del STA(s) asignado(s).

Para todos los tipos de elementos de asignacion excepto las transmisiones STA-STA programadas, el campo Duracion TXOP es la longitud maxima permitida del TXOP programado en multiplos de 4 As. El tamano PPDU real del PPDU transmitido se indica en el campo SENAL1 del PPDU (detallado mas adelante).

Para las transmisiones STA-STA programadas (Tipos de elementos de asignacion 011 y 100), el campo tamano PPDU maximo es tambien la longitud maxima permitida del TXOP programado en multiplos de 4 ps, sin embargo, se aplican reglas adicionales. En la realizacion de ejemplo, para transmisiones STA-STA programadas, el TXOP contiene solo un PPDU. El STA receptor utiliza el tamano PPDU maximo indicado en el elemento de asignacion para determinar el numero de sfmbolos OFDM en el PPDU (como el campo del tamano de PPDU se sustituye por un

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campo de solicitud en la SENAL1, detallado a continuacion respecto a la figura 51). Si el flujo STA-STA usa sfmbolos OFDM con intervalo de proteccion (GI) estandar, el STA receptor define el tamano del PPDU para el TXOP programado en el tamano PPDU maximo indicado en el elemento de asignacion. Si el flujo STA-STA usa sfmbolos OFDM con GI acortado, el STA receptor determina el tamano de PPDU mediante el escalado del campo de tamano de PPDU maximo por un factor de 10/9 y redondeo hacia abajo. El STA de transmision puede transmitir un PPDU mas corto que el tamano maximo de PPDU asignado. El tamano del PPDU no proporciona la longitud de la trama de MAC agregada al receptor. La longitud de las tramas encapsuladas esta incluida en el encabezado de agregacion de cada trama de MAC.

La inclusion del STA de transmision y recepcion en los elementos de asignacion permite el ahorro de energfa en los STA que no estan programados para transmitir o recibir durante el SCAP. Recordemos el campo del contador SCHED introducido anteriormente. Cada asignacion prevista por el mensaje SCHED especifica el AID STA de transmision, el AID STA de recepcion, la hora de inicio del TXOP programado, y la longitud maxima permitida del TXOP programado. El contador SCHED se incrementa en cada SCHED de transmision y se restablece en cada transmision de baliza. El STA puede indicar una operacion de ahorro de energfa al Ap, y de este modo se proporcionan los valores especfficos del contador SCHED, durante el cual se podran asignar TXOPs de transmision o recepcion programados por el AP. El STA luego puede despertarse periodicamente solo para escuchar los mensajes SCHED con un contador SCHED apropiado.

Formatos PPDU

La figura 49 representa un legado 802.11 PPDU 4970, que comprende un preambulo PLCP 4975 (12 sfmbolos OFSM), un encabezado PLCP 4910, una longitud variable PSDU 4945, una cola de 6 bits 4950, y la almohadilla de longitud variable 4955. Una porcion 4960 del PPDU 4970 comprende un campo de la senal (1 sfmbolo OFDM) transmitido utilizando BPSK a una tasa = 1/2, y un campo de datos de longitud variable 4985, transmitido con el formato de modulacion y la tasa indicada en SENAL 4980. El encabezado PLCP 4910 comprende la SENAL 4980 y el campo de servicio de 16 bits 4940 (que se incluye en los DATOS 4985, y se transmite de acuerdo con su formato). El campo SENAL 4980 comprende la tasa 4915 (4 bits), el campo reservado 4920 (1 bit), la longitud 4925(12 bits), el bit de paridad 4930, y la cola 4935 (6 bits).

Los campos de SENAL ampliados (detallados a continuacion) en el encabezado PLCP de ejemplo (detallados a continuacion) son compatibles con el campo de SENAL 4980 del legado 802.11. Los valores no utilizados del campo TASA 4915 en el campo SENAL de legado 4980 se establecen para definir nuevos tipos PPDU (detallados a continuacion).

Varios de los nuevos tipos PPDU se introducen. Para la compatibilidad con versiones anteriores con STAs legadas, el campo TASA en el campo SENAL del encabezado PLCP se modifica a un campo TASA/Tipo. Valores no utilizados de TASA se designan como Tipo PPDU. El Tipo PPDU tambien indica la presencia y la longitud de una extension del campo SENAL designada SENAL2. Nuevos valores del campo TASA/Tipo se definen en la Tabla 4. Estos valores del campo TASA/Tipo no estan definidos por STAs legados. Por lo tanto, los STAs legados abandonaran la decodificacion del PPDU despues de decodificar con exito el campo SENAL1 y encontrar un valor no definido en el campo TASA.

Alternativamente, el bit reservado en el campo de la SENAL legado puede ser puesto en '1' para indicar una transmision MIMO OFDM a una nueva clase STA. Los STAs de recepcion pueden ignorar el bit reservado y siguen intentando decodificar el campo SENAL y la transmision restante.

El receptor es capaz de determinar la longitud del campo SENAL2 basado en el Tipo PPDU. El PPDU FRACH aparece solo en una porcion designada del SCAP y necesita ser decodificado solo por el AP.

Tabla 4. Tipos de MIMO PPDU

TASA/Tipo (4 bits)

MIMO PPDU Longitud Campo SENAL2 (sfmbolos OFDM)

0000

Transmision MIMO BSS IBSS o MIMO AP (excepto SCHED PPDU). 1

0010

MIMO BSS SCHED PPDU 1

0100

MIMO BSS FRACH PPDU 2

La figura 50 representa el formato MIMO PPDU 5000 para transmisiones de datos. PPDU 5000 se conoce como Tipo de PPDU 0000. PPDU 5000 comprende un preambulo PLCP 5010, SENAL 1 5020 (1 sfmbolo OFDM), SENAL2 5040 (1 sfmbolo OFDM), sfmbolos de entrenamiento 5060 (0, 2, 3, o 4 sfmbolos), y un campo de datos de longitud variable 5080. El preambulo PLCP 5010, cuando esta presente, es de 16 ps en el ejemplo de realizacion. SENAL 15020 y SENAL 2 5040 se transmiten usando la tasa del segmento de control PPDU y el formato de modulacion. Los datos 5080 comprenden Servicio 5082 (16 bits), Retroalimentacion 5084 (16 bits), una longitud variable PSDU

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5086, una Cola 5088 (6 bits por secuencia) donde se aplica un codigo de cada canal convolucional separado a cada secuencia, y Almohadilla de longitud variable 5090. Los datos 5080 se transmiten usando la tasa de segmento de datos PPDU y el formato de modulacion.

El encabezado PLCP MIMO para el Tipo PPDU 0000 comprende los campos SENAL (incluyendo SENAL1 5020 y SENAL 2 5040), SERVICIO 5082 y RETROALIMENTACION 5084. El campo SERVICIO no se ha modificado desde el legado 802.11, y se transmite utilizando la tasa de segmento de datos y el formato. El campo RETROALIMENTACION 5084 se transmite usando la tasa del segmento de datos y el formato.

El campo RETROALIMENTACION comprende el campo ES (1 bit), el campo de retroalimentacion del vector de tasa de datos (DRVF) (13 bits), y un campo de Control de Energfa (2 bits).

El campo ES indica el procedimiento de direccion preferida. En el ejemplo de realizacion, la direccion del vector propio (ES) se selecciona cuando se envfa el bit EN y el ensanchamiento espacial (SS) se selecciona de otro modo.

El campo de retroalimentacion del vector de la tasa de datos (DRVF) proporciona retroinformacion a la estacion de iguales respecto a la tasa sostenible en cada uno de hasta cuatro modos espaciales.

La retroalimentacion de la tasa explfcita permite a las estaciones maximizar rapidamente y con precision sus tasas de transmision, mejorando notablemente la eficiencia del sistema. La realimentacion de baja latencia es deseable. Sin embargo, las oportunidades de retroalimentacion no tienen que ser sfncronas. Las oportunidades de transmision se pueden obtener de cualquier manera, tal como basadas en contencion (es decir EDCA), sondeadas (es decir, HCF), o programadas (es decir, ACF). Por lo tanto, cantidades variables de tiempo pueden pasar entre las oportunidades de transmision y tasa de retroalimentacion. En base a la edad de la tasa de retroalimentacion, el transmisor puede aplicar un retraso para determinar la tasa de transmision.

La adaptacion de la tasa del segmento de datos PPDU para las transmisiones desde STA A a STA B se basa en la retroalimentacion proporcionada por STA B a STA A (descrito anteriormente, vease la figura 24, por ejemplo). Para el modo de operacion ES o SS, cada vez que STA B recibe sfmbolos de entrenamiento OFDM MIMO del STA A, calcula las tasas de datos que se pueden conseguir en cada secuencia espacial. En cualquier transmision posterior de STA B a STA A, STA B incluye esta estimacion en el campo de DRVF de RETROALIMENTACION 5084. El campo DRVF se transmite en la tasa del segmento de datos 5080.

Cuando se transmite a STA B, STA A determina que tasas de transmision se utilizan en funcion del DRVF recibida desde STA B, con una opcion de retroceso tal como sea necesario para tener en cuenta los retrasos. El campo SENAL (detallado a continuacion) contiene el campo DRV de 13 bits 5046 que permite la recepcion de STA B para decodificar la trama transmitida desde STA A. El DRV 5046 se transmite a la tasa del segmento de control.

El campo DRVF se codifica comprendiendo un campo STR (4 bits), un campo R2 (3 bits), un campo R3 (3 bits), y un campo R4 (3 bits). El campo STR indica la Tasa para la Secuencia 1. Este campo se codifica como el valor STR mostrado en la Tabla 5. R2 indica la diferencia entre el valor STR para la secuencia 1 y el valor STR para la secuencia 2. Un valor R2 de "111" indica que la secuencia 2 esta apagada. R3 indica la diferencia entre el valor STR para la secuencia 2 y el valor STR para la secuencia 3. Un valor R3 de "111" indica que la secuencia 3 esta apagada. Si R2 = "111", entonces R3 se ajusta a "111". R4 indica la diferencia entre el valor sTr para la secuencia 3 y el valor STR para la secuencia 4. Un valor R4 de "111" indica que la secuencia 4 esta apagada. Si R3 = "111", entonces R4 se ajusta a "111".

Cuando ES = 0, es decir, la propagacion espacial, una codificacion alternativa del DRVF es la siguiente: El numero de Secuencias (2 bits), la Tasa por Secuencia (4 bits). El campo de Tasa por Secuencia se codifica como el Valor STR anterior. Los 7 bits restantes estan reservados.

Tabla 5. Codificacion STR

Valor STR

Tasa de codificacion Formato de modulacion Bits/sfmbolo por Secuencia

0000

1/2 BPSK 0,5

0001

3/4 BPSK 0,75

0010

1/2 QPSK 1,0

0011

3/4 QPSK 1,5

0100

1/2 16 QAM 2,0

0101

5/8 16 QAM 2,5

0110

3/4 16 QAM 3,0

0111

7/12 64 QAM 3,5

1000

2/3 64 QAM 4.0

1001

3/4 64 QAM 4,5

1010

5/6 64 QAM 5,0

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Valor STR

Tasa de codificacion Formato de modulacion Bits/sfmbolo por Secuencia

1011

5/8 256 QAM 5,0

1100

3/4 256 QAM 6,0

1101

7/8 256 QAM 7,0

Ademas del DRVF, STA B tambien proporciona retroinformacion de control de energfa para la transmision de STA A. Esta informacion se incluye en el campo de control de energfa y tambien se transmite a la tasa del segmento de datos. Este campo es de 2 bits e indica aumentar o disminuir la energfa o dejar el nivel de energfa sin cambios. El nivel de energfa de transmision resultante designa el nivel de energfa de transmision del segmento de datos.

Valores de campo de control de energfa de ejemplo se ilustran en la Tabla 6. Realizaciones alternativas pueden desplegar campos de control de energfa de varios tamanos, y con valores alternativos de ajuste de energfa.

Tabla 6. Valores de campo de control de energfa

Campo de control de energfa

Significado

00

Sin cambios

01

Aumentar la energfa en 1 dB

10

Disminuir la energfa en 1 dB

11

Reservado

El nivel de energfa de transmision se mantiene constante para todo el PPDU. Cuando el nivel de energfa de transmision del segmento de datos y la energfa de transmision de bucle abierto STA (es decir, el nivel de energfa requerido para que el AP descodifique la transmision, que se detalla anteriormente) son diferentes, el PPDU se transmite en el maximo de los dos niveles de energfa. Es decir, el nivel de transmision de energfa PPDU es el maximo de la energfa de transmision de bucle abierto STA (dbm) y la energfa de transmision del segmento de datos (dBm).

En el ejemplo de realizacion, el campo de control de energfa esta ajustado en "00" en la primera trama de cualquier secuencia de intercambio de tramas. En las siguientes tramas, indica el aumento o la disminucion de la energfa en etapas de 1 db. El STA de recepcion usara esta informacion de retroalimentacion en todas las transmisiones de trama posteriores a ese STA.

SENAL1 5020 comprende el campo TASA/Tipo 5022 (4 bits), 1 bit Reservado 5024, Tamano/Solicitud PPDU 5026 (12 bit), bit de paridad 5028, y una cola de 6 bits 5030. El campo SENAL1 5020 se transmite usando la tasa y el formato del segmento de control (6 Mbit/s, en el ejemplo de realizacion). El campo TASA/Tipo 5022 es 0000. El bit Reservado 5024 se establece en 0.

El campo Tamano/Solicitud PPDU 5026 sirve para dos funciones, dependiendo del modo de transmision. En las transmisiones de contencion basadas en STA y todas las transmisiones AP, este campo indica el tamano PPDU. En este primer modo, el bit 1 indica que el PPDU usa sfmbolos OFDM expandidos, el bit 2 indica que el PPDU usa sfmbolos OFDM con GI acortado, y los bits 3-12 indican el numero de sfmbolos OFDM.

En transmisiones sin AP STA programadas, el campo Tamano/Solicitud PPDU 5026 indica Solicitud. En este segundo modo, los bits 1-2 indican la tasa SCHED. Tasa SCHED indica el numero mas alto SCHED (0, 1, 2 o 3), campo que puede utilizarse para transmitir una asignacion al STA. Durante las transmisiones de sfmbolos de entrenamiento del AP, cada STA no AP estima la tasa a la que puede recibir robustamente transmisiones de trama SCHED desde el AP. En posteriores transmisiones programadas del STA, esta tasa maxima permitida se incluye en el campo Tasa SCHED. Este campo se decodifica mediante el AP. El AP usa esta informacion para programar TXOPS posteriores para el STA y determina el CTRLJ (0, 1, 2, o 3) para la emision de esas atribuciones al STA.

En el segundo modo, los bits 3-4 indican el campo QOS, que identifica la fraccion (en tercios) de la solicitud que es para TC 0 o 1 (es decir 0%, 33%, 67%, 100%). Los bits 5-12 indican la longitud requerida de TXOP (en multiplos de 16 ps, en la realizacion de ejemplo).

El campo SENAL1 5020 se comprueba mediante el bit de paridad 1 5028 y termina con una cola de 6 bits 5030 para el codificador convolucional.

La presencia y la longitud del campo SENAL2 5040 se indica mediante el campo TASA/Tipo 5022 en SENAL1 5020. El campo SENAL2 5040 se transmite usando la tasa del segmento de control y el formato. SENAL2 5040 comprende un bit Reservado 5042, Tipo de entrenamiento 5044 (3 bits), Vector de tasa de datos (DRV) 5046 (13 bits), bit de paridad 5048, y Cola 5050 (6 bits). El campo de tipo de entrenamiento de 3 bits indica la longitud y el formato de los sfmbolos de entrenamiento MIMO OFDM. Los bits 1-2 indican el numero de sfmbolos de entrenamiento OFDM MIMO 5060 (0, 2, 3 o 4 sfmbolos OFDM). El bit 3 es el campo del Tipo de entrenamiento: 0 indica SS, 1 indica ES. El DRV 5046 proporciona la tasa para cada uno de hasta cuatro modos espaciales. El DRV 5046 se codifica de la

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misma manera como el DRVF (incluido en RETROALIMENTACION 5084, que se detalla anteriormente). El campo SENAL2 5040 se verifica por el bit de paridad 1 5048 y termina con una cola de 6 bits 5050 para el codificador convolucional.

La figura 51 representa SCHED PPDU 5100 (Tasa/Tipo = 0010). SCHED PPDU 5100 comprende un preambulo PLCP 5110, SENAL 1 5120 (1 sfmbolo OFDM), SENAL 2 5140 (1 sfmbolo OFDM), Sfmbolos de entrenamiento 5160(0, 2, 3, o 4 sfmbolos), y una trama de longitud variable SCHED 5180. El preambulo PLCP 5010, cuando esta presente, es de 16 ps en el ejemplo de realizacion. SENAL 1 5020 y SENAL 2 5040 se transmiten usando la tasa del segmento de control PPDU y el formato de modulacion. La trama SCHED 5180 puede incluir diversas tasas, tal como se ha detallado anteriormente, respecto a la descripcion ACF.

SENAL1 5120 comprende TASA/Tipo 5122 (4 bits), un bit reservado 5124, Tamano CTRL0 5126 (6 bits), Tamano CTRL1 5128 (6 bits), bit de paridad 5130, y cola 5132 (6 bits). TASA/Tipo 5122 se establece en 0010. El bit Reservado 5124 se establece en 0. El tamano CTRL0 5126 indica la longitud del segmento de la PPDU SCHED transmitida a la tasa mas baja (6 Mbps en este ejemplo). Este segmento incluye el campo SERVICIO del encabezado PLCP, el encabezado MAC y el segmento CTRL0 5126. El valor se codifica en multiplos de 4 ps, en este ejemplo. Tamano CTRL1 5128 indica la longitud del segmento de la PPDU SCHED transmitida a la tasa mas alta siguiente (12 Mbps en este ejemplo). El valor se codifica en multiplos de 4 ps, en este ejemplo. El Tamano CTRL1 de '0' indica que el segmento CTRL1 correspondiente no esta presente en la PPDU SCHED. El campo SENAL1 5120 se comprueba mediante el bit de paridad 1 5130 y termina con una cola de 6 bits 5132 para el codificador convolucional.

SENAL2 5140 comprende un bit Reservado 5142, Tipo de Entrenamiento 5144 (3 bits), Tamano de CTRL2 5146 (5 bits), Tamano de CTRL3 5148 (5 bits), FCS 5150 (4 bits), y la Cola 5152 (6 bits). El bit Reservado 5142 puede establecer en 0. Tipo de entrenamiento 5144 es el especificado para PPDU Tipo 0000 (Tipo de entrenamiento 5044).

El Tamano de CTRL2 5146 indica la longitud del segmento de la PPDU SCHED transmitida a la siguiente tasa mas alta (18 Mbps en este ejemplo). El valor se codifica en multiplos de 4 ps, en este ejemplo. A Tamano de CTRL2 de '0' indica que el correspondiente segmento CTRL2 no esta presente en la PPDU SCHED. El tamano de entrada CTRL3 5148 indica la longitud del segmento de la PPDU SCHED transmitida a la tasa mas alta (24 Mbps en este ejemplo). El valor se codifica en multiplos de 4 ps, en este ejemplo. Un Tamano de CTRL2 de '0' indica que el correspondiente segmento CTRL3 no esta presente en la PPDU SCHED.

FCS 5150 se calcula sobre la totalidad de los campos SENAL1 y SENAL2. El campo SENAL2 5152 se termina con una cola de 6 bits 5152 para el codificador convolucional.

La figura 52 representa FRACH PPDU 5200 (Tasa/tipo = 0100). FRACH PPDU 5200 comprende un preambulo PLCP 5210, SENAL 1 5220 (un sfmbolo OFDM), y SENAL 2 5240 (2 sfmbolos OFDM). El preambulo PLCP 5210, cuando esta presente, es de 16 ps en el ejemplo de realizacion. SENAL 1 5220 y SENAL 2 5240 se transmiten usando la tasa de segmento de control PPDU y el formato de modulacion. PPDU FRACH 5200 se transmite mediante una STA durante el perfodo FRACH dentro del periodo de acceso programado MIMO. El perfodo FRACH se establece, y por lo tanto, es conocido para el AP (tal como se detalla mas arriba).

SENAL1 5220 comprende TASA/Tipo 5222 (4 bits), un bit reservado 5224, Solicitud 5226 (12 bits), bit de paridad 5228, y cola 5230 (6 bits). TASA/Tipo 5222 esta establecido en 0100. El bit reservado 5124 se establece en 0. El campo de solicitud 5226 es el especificado para PPDU Tipo 0000 (5000), detallado anteriormente. El campo SENAL1 5220 se comprueba mediante 1 bit de paridad 5228 y se termina con una cola de 6 bits 5230 para el codificador convolucional.

SENAL2 5240 comprende un bit Reservado 5242, AID de origen 5244 (16 bits), AID de destino 5246 (16 bits), FCS5248 (4 bits), y Cola 5250 (6 bits). El bit Reservado 5242 se establece en 0. AID de origen 5244 identifica la STA que se transmite en la FRACH. AID de destino 5246 identifica la STA de destino para el que se solicita una TXOP. En la realizacion de ejemplo, en el caso en que el destino es el AP, el valor del campo de AID de destino 5246 se establece en 2048. Un FCS de 4 bits 5248 se calcula sobre la totalidad de los campos SENAL1 y SENAL2. Una cola de 6 bits 5250 se anade antes de la codificacion convolucional.

En la realizacion de ejemplo, las STA pueden usar Aloha ranurado para acceder al canal y transmitir el mensaje de solicitud en la FRACH. Si se recibe con exito por la AP, la AP proporciona la STA solicitante, con una TXOP programada en un perfodo posterior de acceso programado. El numero de ranuras FRACH para el periodo de acceso actual programado se indica en el mensaje SCHED, N_FRACH.

La STA tambien puede mantener una B_FRACH variable. Despues de una transmision en el FRACH, si el STA recibe una asignacion de TXOP desde el AP, se restablece B_FRACH. Si el STA no recibe una asignacion de TXOP dentro de un numero predeterminado, RESPUESTA FRACH, de las transmisiones SCHED desde el AP, B_FRACH se incrementa en 1, hasta un valor maximo de 7. El parametro RESPUESTA FRACH se incluye en un elemento ACF de la baliza. Durante cualquier FRACH, el STA recoge una ranura FRACH con probabilidad (N_FRACH)-1 * 2-B_FRACH.

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Si ningun perfodo FRACH esta previsto por el AP, MIMO STAs puede sostenerse durante el periodo de contencion protegido durante el SCAP usando reglas EDCA.

Los expertos en la tecnica entenderan que la informacion y las senales pueden representarse utilizando cualquiera de una variedad de tecnologfas y tecnicas diferentes. Por ejemplo, los datos, instrucciones, comandos, informacion, senales, bits, sfmbolos, y chips que pueden ser referenciados a lo largo de la descripcion anterior pueden ser representados por tensiones, corrientes, ondas electromagneticas, campos magneticos o partfculas, campos opticos o partfculas, o cualquier combinacion de los mismos.

Los expertos apreciaran ademas que los diversos bloques logicos, modulos, circuitos y etapas de algoritmos descritos en conexion con las realizaciones descritas en la presente memoria pueden implementarse como hardware electronico, software informatico, o combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta capacidad de intercambio de hardware y software, diversos componentes, bloques, modulos, circuitos y etapas han sido descritos anteriormente en general en terminos de su funcionalidad. Si esta funcionalidad se implementa como hardware o software, depende de la aplicacion particular y limitaciones de diseno impuestas sobre el sistema global. Los expertos pueden implementar la funcionalidad descrita de diversas maneras para cada aplicacion particular, pero estas decisiones de implementacion no deberfan interpretarse como causantes de un alejamiento del alcance de la presente invencion.

Los diversos bloques logicos, modulos y circuitos descritos en conexion con las realizaciones descritas en este documento pueden implementarse o realizarse con un procesador de proposito general, un procesador de senal digital (DSP), un circuito integrado de aplicacion especffica (ASIC), una matriz de puerta programable de campo (FPGA) u otro dispositivo logico programable, puerta discreta o transistor logico, componentes de hardware discretos, o cualquier combinacion de los mismos disenada para realizar las funciones descritas en la presente memoria. Un procesador de proposito general puede ser un microprocesador, pero en la alternativa, el procesador puede ser cualquier procesador, controlador, microcontrolador, o maquina de estado. Un procesador tambien puede ser implementado como una combinacion de dispositivos informaticos, por ejemplo, una combinacion de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de microprocesadores, uno o mas microprocesadores en conjuncion con un nucleo DSP, o cualquier otra configuracion de ese tipo.

Las etapas de un procedimiento o algoritmo descrito en conexion con las realizaciones descritas en este documento pueden realizarse directamente en hardware, en un modulo de software ejecutado por un procesador, o en una combinacion de los dos. Un modulo de software puede residir en memoria RAM, memoria flash, memoria ROM, memoria EPROM, memoria EEPROM, registros, un disco duro, un disco extrafble, un CD-ROM, o cualquier otra forma de medio de almacenamiento conocido en la tecnica. Un medio de almacenamiento de ejemplo se acopla al procesador de forma que el procesador puede leer informacion, y escribir informacion, en el medio de almacenamiento. En la alternativa, el medio de almacenamiento puede estar integrado en el procesador. El procesador y el medio de almacenamiento pueden residir en un ASlC. El ASIC puede residir en un terminal de usuario. En la alternativa, el procesador y el medio de almacenamiento pueden residir como componentes discretos en un terminal de usuario.

Los encabezados se incluyen en este documento para referencia y para ayudar en la localizacion de las distintas secciones. Estos encabezamientos no estan destinados a limitar el alcance de los conceptos descritos respecto a los mismos. Estos conceptos pueden tener aplicabilidad a lo largo de toda la memoria.

La descripcion anterior de las realizaciones descritas se proporciona para permitir a cualquier experto en la tecnica realizar o utilizar la presente invencion. Diversas modificaciones a estas realizaciones seran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos aquf definidos pueden aplicarse a otras realizaciones sin apartarse del alcance de la invencion. Por lo tanto, la presente invencion no esta destinada a limitarse a las realizaciones aquf mostradas, sino que debe concedersele el alcance mas amplio consistente con las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

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   REIVINDICACIONES

   Un metodo de transmision de datos (1400) que comprende la etapa de:

   asignar (1410) recursos de canal a una o mas oportunidades de transmision de datos, TXOP; caracterizado por las etapas de:

   consolidar (1420) sondeos en un unico mensaje de canal de control, en el que los sondeos son para asignar el uno o mas TXOP a respectivas una o mas estaciones, en el que los sondeos se consolidan correspondientes a la asignacion de recursos de canal;

   transmitir (1430) los sondeos consolidados en uno o mas canales de control a la respectiva una o mas estaciones.

   Un aparato (104) que comprende:

   un asignador de recursos configurado para asignar recursos de canal a una o mas oportunidades de transmision de datos, TXOP;

   caracterizado porque el aparato (104) comprende ademas

   un procesador configurado para consolidar sondeos en un unico mensaje de canal de control, en el que los sondeos son para asignar el uno o mas TXOP a respectivas una o mas estaciones correspondientes a la asignacion de recursos de canal; y

   un transmisor configurado para transmitir los sondeos consolidados en uno o mas canales de control a la respectiva una o mas estaciones.

   Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones que cuando se ejecutan mediante un procesador hacen que el procesador realice el procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1.