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Title:
WIRELESS COMMUNICATION MANAGEMENT METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/080055
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a wireless communication management method that can be used to select a channel, from multiple different possible channels, in order to establish a wireless communication between a base station and a wireless device. The method comprises the steps of: a) using the base station to produce a list of k free channels in a range of time intervals, said list containing at least one slot number of each channel; b) periodically broadcasting said list; c) using the wireless device to monitor the broadcast list of k channels; d) using the wireless device to create a group of n channels selected randomly from the channels in the list of k channels, n being between 1 and k; e) if n is greater than 1, using the wireless device to arrange the group of n channels in a random manner; and f) using the wireless device to select at least one candidate connection channel located in the first position in the group of n channels.

Inventors:
BÓVEDA DE MIGUEL ÁNGEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2013/070800
Publication Date:
May 30, 2014
Filing Date:
November 19, 2013
Export Citation:
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Assignee:
WIRELESS PARTNERS S L L (ES)
International Classes:
H04W74/08
Other References:
RTX: "ULE FP traffic channel selection;DECT(12)000293_ULE_FP_traffic_channel_selection", ETSI DRAFT; DECT(12)000293_ULE_FP_TRAFFIC_CHANNEL_SELECTION, EUROPEAN TELECOMMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE (ETSI), 650, ROUTE DES LUCIOLES ; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS ; FRANCE, vol. DECT, 19 November 2012 (2012-11-19), pages 1 - 2, XP014079862
RTX: "ULE MAC ME issues;DECT(12)000237r1_ULE_MAC-layer_issues", ETSI DRAFT; DECT(12)000237R1_ULE_MAC-LAYER_ISSUES, EUROPEAN TELECOMMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE (ETSI), 650, ROUTE DES LUCIOLES ; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS ; FRANCE, vol. DECT, 25 September 2012 (2012-09-25), pages 1 - 6, XP014079723
OWEN F C ET AL: "DECT-integrated services for cordless telecommunications", 19890101, 1 January 1989 (1989-01-01), pages 152 - 156, XP006517352
KALLOL DAS ET AL: "Evaluation of DECT-ULE for robust communication in dense wireless sensor networks", INTERNET OF THINGS (IOT), 2012 3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE, IEEE, 24 October 2012 (2012-10-24), pages 183 - 190, XP032297327, ISBN: 978-1-4673-1347-6, DOI: 10.1109/IOT.2012.6402321
"Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT); DECT Ultra Low Energy (ULE); Machine to Machine Communications; Part 1: Home Automation Network (phase 1)", ETSI DRAFT; DECT-ULE000268-1V005, EUROPEAN TELECOMMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE (ETSI), 650, ROUTE DES LUCIOLES ; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS ; FRANCE, no. V0.0.5, 16 November 2012 (2012-11-16), pages 1 - 138, XP014071261
Attorney, Agent or Firm:
PONS ARIÑO, Ángel (ES)
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Claims:
R E I V I N D I C A C I O N E S

1 . Método de gestión de comunicaciones inalámbricas entre una estación base y al menos un dispositivo inalámbrico, método que comprende: confeccionar, mediante la estación base, una lista de k canales libres en un rango de intervalos temporales para una conexión inalámbrica con dicha estación, donde dicha lista comprende al menos un número de slot de cada canal, y difundir periódicamente dicha lista, estando el método caracterizado porque comprende: escuchar mediante el dispositivo inalámbrico la lista de k canales difundida por la estación base para el acceso en un intervalo temporal determinado, crear mediante el dispositivo inalámbrico un grupo de n canales elegidos aleatoriamente de entre los canales comprendidos dentro la lista de k canales, estando n comprendido entre 1 y k, ordenar si n es mayor que 1 , mediante el dispositivo inalámbrico y de manera aleatoria dicho grupo de n canales, y elegir mediante el dispositivo inalámbrico al menos un canal candidato de conexión ubicado en primera posición en el grupo de n canales.

2. - Método según reivindicación 1 caracterizado porque comprende adicionalmente: determinar mediante el dispositivo inalámbrico que el canal candidato de conexión seleccionado en el paso anterior se encuentra en silencio radio mediante una escucha de dicho canal en al menos un intervalo de trama, en al menos una dirección durante el tiempo comprendido entre el anuncio de canales disponibles realizado por la base y el instante temporal para el acceso al que se refiere el anuncio de canales, y establecer un acceso entre el dispositivo inalámbrico y la estación base mediante una portadora usando el canal candidato de conexión seleccionado cuando se determina el canal candidato de conexión se encuentra en silencio radio.

3. - Método según reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende elegir de entre el resto de canales comprendido en el grupo de n canales al menos un canal alternativo.

4. - Método según reivindicación 3 caracterizado porque comprende adicionalmente comprobar si el canal alternativo se encuentra en silencio radio.

5. - Método según reivindicación 4 caracterizado porque comprende adicionalmente realizar la conexión a través del canal alternativo si éste se encuentra en silencio radio y el canal candidato de conexión no se encuentra en silencio radio.

6. - Método según reivindicación 4 caracterizado porque adicionalmente comprende:

- elegir de entre el grupo de n canales al menos un canal auxiliar distinto del canal candidato y del canal alternativo,

- comprobar si dicho canal auxiliar elegido en el paso anterior se encuentra en silencio radio, y

-realizar la conexión a través del primer canal auxiliar según el orden del grupo de n canales que se encuentre en silencio radio.

7. - Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque si ningún canal del grupo de n canales supera la fase de escucha y comprobación de silencio radio, se abandona el intento de acceso en el intervalo temporal al que se refería la información de canales difundida por la base, y se repite el procedimiento definido en la reivindicación 1 comenzando con la observación de una nueva difusión de información de canales realizada por la base y volviéndose a repetir la elección por el dispositivo inalámbrico de al menos un canal objetivo de forma aleatoria sobre esta nueva información.

8. - Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7 caracterizado porque para determinar si un canal se encuentra en silencio radio, el dispositivo inalámbrico efectúa una medida de RSSI (Receive Signal Strength Indication) en al menos un intervalo de tiempo de dicho canal, y en al menos una dirección de transmisión, y lo compara con un valor umbral de RSSI, considerando el canal como en silencio radio si el RSSI medido es inferior al umbral, pudiéndose tomar RSSI medio o RSSI medido en la peor dirección o en el peor intervalo de tiempo si se han medido varios.

9. - Método según la reivindicación 8 donde la medida de RSSI sobre un intervalo de tiempo de trama (slot) comprende el slot dividido en secciones, midiéndose el RSSI de ellas por separado y considerando que no pasa el criterio de silencio radio si una cualquiera de ellas está por encima del valor umbral.

10. - Método según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9 caracterizado porque el valor umbral de RSSI se encuentra comprendido entre -93 dm y -75 dBm.

1 1 .-Método según la reivindicación 2 caracterizado porque comprende adicionalmente:

• analizar mediante el dispositivo inalámbrico una respuesta emitida por la base al intento de establecimiento de conexión, o la ausencia de ella, y • determinar si la conexión ha sido exitosa.

12. - Método según reivindicación 1 1 caracterizado porque comprende adicionalmente en el caso de que la respuesta de estado de establecimiento de conexión no comprende un mensaje de conexión exitosa:

- efectuar una espera de t tramas que tiene un componente aleatorio creciente en caso de múltiples ejecuciones, donde dicho tiempo de espera se calcula como t = a + RAN(0, j-1 ), con j = b * c11 , siendo:

- n una serie natural que empieza en 0 en la primera ejecución y se incrementa por cada ejecución adicional hasta un valor máximo nnax, a partir del cual ya no aumenta,

- a, b, c y nmax parámetros del sistema pudiendo ser a = 0, y

- RAN(0, j-1 ) es un entero elegido aleatoriamente entre 0 y j-1 ,

- a continuación llevar a cabo los pasos descritos en la reivindicación 1

- llevar a cabo los pasos descritos en la reivindicación 2 a 10;

- determinar la respuesta emitida por la base, según reivindicación 1 1 , y

- ejecutar los pasos de esta reivindicación nuevamente incrementando el valor de n si es menor que nmax si el paso anterior da como resultado una respuesta de estado de establecimiento de conexión que no comprende un mensaje de conexión exitosa.

13. - Método según reivindicación 12 caracterizado porque comprende adicionalmente:

-determinar mediante el dispositivo inalámbrico la respuesta emitida por la base al intento de establecimiento de conexión, o la ausencia de ella, para determinar si la conexión ha sido exitosa o no, y - ejecutar nuevamente los pasos de la reivindicación 12 incrementando el valor de n si es menor que nmax si el paso anterior da como resultado una respuesta de estado de establecimiento de conexión que no comprende un mensaje de conexión exitosa.

14. - Método según reivindicación 1 1 caracterizado porque comprende adicionalmente en el caso de que la respuesta de estado de establecimiento de conexión no comprende un mensaje de conexión exitosa:

-calcular un valor j como j = a + RAN(0, j-1 ), con j = b * c11 , siendo:

- n una serie natural que empieza en 0 en la primera ejecución del método y se incrementa por cada ejecución adicional hasta un valor máximo nnax, a partir del cual ya no aumenta,

- a, b, c y nmax parámetros del sistema pudiendo ser a = 0, y

- RAN(0, j-1 ) es un entero elegido aleatoriamente entre 0 y j-1 , y

- ejecutar lo pasos descritos en la reivindicación 1 al menos una vez contando el número de canales k y acumulando este valor hasta que la suma acumulada en las iteraciones alcanza el valor j, y

- ejecutar los pasos descritos en la reivindicación 2.

15. - Método según reivindicación 14 caracterizado porque comprende adicionalmente:

-determinar mediante el dispositivo inalámbrico la respuesta emitida por la base al intento de establecimiento de conexión, o la ausencia de ella, para determinar si la conexión ha sido exitosa o no, y

- ejecutar los pasos de la reivindicación 14 incrementando el valor de n si es menor que nmax si el paso anterior da como resultado una respuesta de estado de establecimiento de conexión que no comprende un mensaje de conexión exitosa

16. - Método según reivindicación 1 1 caracterizado porque adicionalmente comprende en el caso de que la respuesta de estado de establecimiento de conexión no comprende un mensaje de conexión exitosa:

- calcular un valor j como j = a + RAN(0, j-1 ), con j = b * en , siendo:

- n una serie natural que empieza en 0 en la primera ejecución del método y se incrementa por cada ejecución adicional hasta un valor máximo nnax, a partir del cual ya no aumenta,

- a, b, c y nmax parámetros del sistema pudiendo ser a = 0, y

- RAN(0, j-1 ) es un entero elegido aleatoriamente entre 0 y j-1 , y

- ejecutar lo pasos descritos en la reivindicación 1 al menos una vez contando el número de canales k y acumulando este valor hasta que la suma acumulada en las iteraciones alcanza el valor j,

- elegir como canal candidato aquel canal de los difundidos por la base en el que la cuenta de canales difundidos ha alcanzado el valor j, y

- ejecutar sobre el canal elegido en el paso anterior los pasos descritos por la reivindicación 2.

17. - Método según reivindicación 16 caracterizado porque comprende adicionalmente:

-determinar por el dispositivo inalámbrico la respuesta emitida por la base al intento de establecimiento de conexión, o la ausencia de ella, para determinar si la conexión ha sido exitosa o no, y

- ejecutar nuevamente los pasos de la reivindicación 16 incrementando el valor de n si es menor que nmax si el paso anterior da como resultado una respuesta de estado de establecimiento de conexión que no comprende un mensaje de conexión exitosa.

18. - Método según reivindicación 1 caracterizado porque comprende adicionalmente, mediante la estación base y con el fin de obtener la lista de canales libres y utilizables, realizar una escucha sistemática de canales en los que no está transmitiendo y determina su utilidad mediante determinación del valor de RSSI.

19. - Método según reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende, mediante la estación base y con el fin de obtener la lista de canales libres y utilizables recibir información de medidas de RSSI realizadas por dispositivos inalámbricos registrados en ella.

20. - Método según reivindicación 19 caracterizado porque la información de medidas de RSSI efectuada por dispositivos inalámbricos registrados en la base se transmite a la base utilizando una portadora uplink de un canal dúplex que transporta en sentido descendente la información de selección de canales.

21 . - Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque adicionalmente comprende definir al menos dos tiempos de vida en una capa MAC, uno definiendo el máximo tiempo de vida que un paquete de datos puede tener y en el que puede ser retransmitido, en una misma portadora (bearer), correspondiente a una instancia de la entidad MAC TBC, y otro, en general más largo, que define el máximo tiempo de vida de un paquete de datos en toda la capa MAC, pudiendo el retransmitido por la misma o diferentes instancias TBC hasta la expiración del primer tiempo de vida y necesariamente por diferente instancia TBC tras la expiración del primero y hasta la expiración del segundo.

Description:
MÉTODO DE GESTIÓN DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

D E S C R I P C I Ó N

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca en el campo de las telecomunicaciones, más concretamente en el campo de las comunicaciones inalámbricas.

El objeto de la invención consiste en un método de gestión de las comunicaciones que se establecen entre un dispositivo inalámbrico que hace uso de comunicaciones por ondas de radio y una base, donde ambos dispositivos hacen uso de un estándar de comunicaciones inalámbricas en particular una extensión de la tecnología DECT.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El Estándar DECT es una tecnología móvil de radio de corto/medio alcance destinada a proporcionar comunicaciones móviles en entornos residenciales, empresas o públicos. Está definido por una serie de estándares de ETSI, de los cuales los más importantes para lo que nos ocupa (y última edición publicada) son los siguientes.

EN 300 175-1 : DECT Cl Overview v2.4.1

EN 300 175-2: DECT Cl Physical layer v2.4.1

EN 300 175-3: DECT Cl MAC layer v2.4.1

EN 300 175-4: DECT Cl DLC layer v2.4.1

EN 300 175-5: DECT Cl NWK layer v2.4.1

EN 300 175-6: DECT Cl Identities and addressing v2.4.1

EN 300 175-7: DECT Cl Security v2.4.1

EN 300 175-8: DECT Cl Audio and speech v2.4.1 A este grupo de 8 especificaciones se le conoce como "DECT base standard" o "DECT Common Interface (DECT;CI)"

DECT establece comunicaciones entre estaciones base y dispositivos inalámbricos generalmente, pero no necesariamente, portátiles. En esta descripción se utilizará la terminología "estación base" y "dispositivo inalámbrico" para definir las dos terminaciones del protocolo radio. En el caso de DECT, el estándar denomina "Parte Fija" a la estación base y "Parte portátil" al dispositivo inalámbrico.

DECT Ultra Low Energy (ULE) es una evolución del estándar actualmente en preparación destinada a aplicaciones de datos de bajo tráfico alimentadas con baterías en donde el consumo debe mantenerse al mínimo. Tales como mandos a distancia, interruptores eléctricos, sensores de alarma, sensores de temperatura, etc.

DECT ULE se especificara por medio de una nueva edición v2.5.1 del estándar base (DECT Cl, EN 300 175-x) y la especificación técnica TS 102 939-1 : cuyo título previsto es: "Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT); DECT Ultra Low Energy (ULE); Machine to Machine Communications; Part 1 : Home Automation Network (phase 1 )"

DECT es un sistema TDMA / TDD. La trama básica DECT se repite cada 10 ms y contiene 24 ranuras (slots) numeradas 0 a 23. Los slots 0 a 1 1 se utilizan generalmente para tráfico de la parte fija a la parte portátil (downlink). Los slots 12 a 23 se utilizan generalmente para tráfico de la parte portátil a la parte fija (uplink). Esto da un máximo de 12 canales dúplex de slot completo "fu 11 slot". Otras distribuciones de la trama son posibles usando slots dobles "doublé slot" o slots largos "long slots" que utilizan dos canales básicos cada uno.

Existen varios canales radio (frecuencias) en los que se puede transmitir cada slot. En Europa son 10. Por tanto en el aire hay un total de 120 canales DECT dúplex en total.

Un equipo DECT "normal" tiene un solo transceptor radio. Sólo puede utilizar un canal por slot, aunque puede elegir el canal y cambiarlo de un slot a otro.

En uno de los slots downlink, la base transmite una estructura especial llamada "dummy bearer". Este slot queda, por tanto, inútil como canal de tráfico. La dummy es un canal de difusión (broadcast) downlink en donde se transmite la identidad de la base, información para sincronización, información de la base y canales de anuncio (paging). En ULE esta "dummy" será extendida comparada con la dummy normal de DECT y se ha propuestio que transmita además información específica de ULE. Por ejemplo la información de selección de canales que se describirá más adelante.

El slot "uplink" correspondiente a la "dummy" generalmente no se utiliza.

Las tramas están numeradas y forman una secuencia de 16 tramas llamada multitrama. Los números de trama/multitrama se difunden en la dummy bearer, que también difunde la identidad de la base.

Un portátil ULE puede estar en estado de "sueño profundo". Se sincroniza a la base buscando primero la dummy bearer, que le da información de identidad de la base y números de trama y multitrama.

En DECT, la estación base escucha permanentemente posibles intentos de acceso por portátiles y lo hace en un canal que va cambiando de trama en trama según una regla preestablecida. A esto se llama la secuencia de sean primaria o "Primary receiver Sean Carrier Number (PSCN)". Un portátil que desee establecer un canal lo debe hacer en la PSCN (de otro modo la base no lo escuchará).

En DECT ULE son siempre los portátiles quienes intentan establecer un canal. Si fuera la base quien quisiera establecer un canal, haría primero un anuncio por un canal de "paging" y el portátil respondería estableciendo el canal. Una parte relevante de la tecnología DECT es el mecanismo de selección de canales. En el caso de DECT la elección de canales es realizada por el dispositivo inalámbrico mediante un método llamado Asignación Dinámica de Canales o (DCA) definido en la especificación EN 300 175-3, edición v2.4.1 .

De acuerdo con el estándar DECT, los canales (slot x carrier) son elegidos por los portátiles. Estos, durante sus slots libres escuchan periódicamente todos los canales disponibles midiendo su energía radio (RSSI). El proceso DCA definido en EN 300 175-3 define las reglas de selección de canales por los portátiles, que se basa a grandes rasgos en la identificación de los canales menos interferidos (con menor nivel residual de RSSI).

Si se desea diseñar dispositivos inalámbricos de muy bajo consumo de energía, como es el caso de DECT ULE, el proceso DCA no es conveniente ni eficiente energéticamente debido al requisito de efectuar escuchas continuas de los canales radio.

Se ha propuesto como alternativa a DCA el concepto de elección de canales con la ayuda de la base. La característica común de este concepto es que la base se encarga de emitir un anuncio de canales presumiblemente libres y utilizables. A partir de aquí existen múltiples alternativas tanto de cómo la base determina los canales presumiblemente libres y utilizables, como del método que debe seguir el dispositivo inalámbrico para usar dicha información y decidir en qué canal realiza el intento de establecimiento de conexión.

En DECT, debido al concepto de secuencia primaria de sean o PSCN descrito anteriormente, la difusión del anuncio de canales por la base se puede implementar mediante una máscara de 12 bits transmitida en la dummy de una trama N indicando qué slots estarán libres y utilizables en la frecuencia de acceso (frecuencia en la que la base escuchará según la PSCN) en una trama futura N+n. El valor de la distancia temporal n puede ser cualquiera con tal de que sea conocido. Este valor n se puede elegir de acuerdo con la capacidad de proceso de la implementación, pudiendo ser tan bajo como N+1 .

"Libres y utilizables" significa que dichos canales (slot x carrier) están limpios (sin usar) y que además el slot es utilizable por la base (por ejemplo porque no lo está utilizando en otra frecuencia) o porque su oscilador de radio permite el cambio de frecuencia necesario para utilizarlo.

Otras tecnologías inalámbricas pueden requerir formatos de difusión distintos.

Una vez recibido este anuncio de la base, el portátil debe ejecutar su propio proceso de selección de canales haciendo uso de la información difundida por la base y pudiendo incorporar otros elementos tales como escucha del canal por el dispositivo inalámbrico para confirmar la decisión del portátil o introducción de formulas aleatorias para mejorar el uso equitativo de todos los canales y/o reducir la probabilidad de colisión radio.

Finalmente corresponde al dispositivo inalámbrico verificar el éxito o no del intento de conexión. El caso de no-éxito es especialmente complejo porque puede ser debido, entre muchas causas, a colisión radio con un intento de acceso realizado por otro dispositivo inalámbrico del mismo o de otro sistema. El conjunto de procesos de selección de canales del dispositivo inalámbrico debe ser capaz de manejar correctamente esta circunstancia introduciendo pasos que eviten o disminuyan en gran medida la probabilidad de repetición de la colisión radio, incluso repitiéndose esto múltiples veces, lo que podría pasar si el proceso de manejo de la situación no está correctamente diseñado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es el conjunto de métodos que implementan los pasos y procesos de selección de canales, acceso y manejo de posibles colisiones en los dispositivos inalámbricos que operan en un escenario de selección de canales asistida con información difundida por la base, en particular usando una extensión de la tecnología DECT.

Esta invención se centra en los procesos del lado "dispositivo inalámbrico" del enlace radio en DECT, (llamada en DECT "Portable Part") y puede combinarse con diferentes métodos en el lado de la estación base para la preselección de los canales.

El método aquí descrito presenta varios mecanismos basados en procesos como el proceso de selección de canales que debe realizar un dispositivo inalámbrico que desee establecer una comunicación y no esté intentando el acceso tras un error en un acceso anterior que requiera su resolución por un proceso de gestión de colisiones. Otro proceso descrito y comprendido en esta invención es el proceso de gestión de colisiones y nueva selección de canales que debe realizar un dispositivo inalámbrico que desee establecer una comunicación tras un error en un acceso previo en el que no pueda descartarse que sea debido a una colisión.

Tal y como se describe a continuación, el proceso de selección de canales que debe realizar un dispositivo inalámbrico que desee establecer una comunicación se basa en un paso de elección de una lista de canales (al menos uno) dentro de la propuesta difundida por la base, que son ordenados aleatoriamente y se combina con una escucha previa de los mismos para determinar si se encuentran realmente en silencio radio, estableciéndose el acceso por el primer canal dentro del orden aleatorio realizado que cumple el criterio de silencio radio.

El proceso descrito en la invención tiene los méritos de contribuir a distribuir el tráfico entre todos los slots disponibles, evitar interferencias a otros dispositivos o bases que puedan estar operando sobre los mismos canales y reducir la probabilidad de colisiones radio si varios dispositivos intentan acceder al mismo tiempo. Lo último es posible gracias al paso aleatorio introducido toda vez que distintos dispositivos inalámbricos ejecutando el mismo proceso al mismo tiempo no elegirán necesariamente el mismo canal dentro de las propuestas realizadas por la base.

Dado que se hace necesario determinar la calidad o características del canal a usar, se describen asimismo en este documento una serie de métodos estimados como válidos para determinar el estado del silencio radio del canal candidato.

La presente invención tiene como otro de sus objetos la implementación de manejo de colisiones cuando se determina que un canal no se puede o debe utilizar para establecer la conexión, dicha implementación recogida en este documento se pone en funcionamiento tras un error de acceso previo que pueda ser compatible con una colisión. Dada las características propias del evento, la invención aquí propuesta determina al menos dos rutas de manejo de colisiones.

La primera ruta se basa en la introducción de un tiempo de espera de t tramas, donde t es generado por un proceso aleatorio, seguido de la ejecución de los pasos de selección de canales. El tiempo de espera es calculado según la fórmula. t = a + RAN(0, j-1 ), con j = b * c n , siendo:

- n una serie natural que empieza en 0 en la primera ejecución y se incrementa por cada ejecución adicional del proceso hasta un valor máximo nnax, a partir del cual ya no aumenta,

- a, b, c y nmax parámetros del sistema pudiendo ser a = 0, y

- RAN(0, j-1 ) es un entero elegido aleatoriamente entre 0 y j-1 ,

En el caso de repetición del error, se repiten dichos pasos con un aumento en el valor n hasta llegar a un valor máximo nmax. Esta primera ruta resuelve el problema de evitar nuevas colisiones debido al tiempo de espera variable t, que no será necesariamente el mismo al ser calculado por dos dispositivos inalámbricos diferentes, y cuyo rango de posibles valores aumenta en caso de múltiples colisiones.

Una segunda ruta está basada en que el intervalo variable de espera no se calcula en tramas, sino en slots utilizables. En este caso, el proceso calcula inicialmente un valor j, que define un número de canales preseleccionados por la base que dicha base deberá difundir (en una o varias tramas) antes de que el dispositivo realice el intento de acceso. El procedimiento puede continuar, bien mediante ejecución del proceso de selección de canales utilizando la información de selección de canales difundida por la base en la trama en la que la cuenta de canales alcanza el valor j, o bien eligiendo directamente el canal en el que se ha alcanzado el valor j como primer candidato de acceso.

El valor j se calcula cómo:

j = a + RAN(0, j-1 ), con j = b * c 11 , siendo:

- n una serie natural que empieza en 0 en la primera ejecución del método y se incrementa por cada ejecución adicional del proceso hasta un valor máximo nnax, a partir del cual ya no aumenta,

- a, b, c y nmax parámetros del sistema pudiendo ser a = 0, y

- RAN(0, j-1 ) es un entero elegido aleatoriamente entre 0 y j-1 , y

La invención se complementa con un mecanismo auxiliar que puede utilizar la estación base para cumplimentar su lista de canales y con un cambio en la definición del máximo tiempo de vida en la capa MAC, ambas estrechamente relacionadas con los objetos de la invención.

El mecanismo auxiliar de medida propuesto trata de resolver el problema de que la estación base puede tener dificultades para escuchar eficientemente todos los canales debido al uso de slots por comunicaciones existentes y al hecho de que debe estar pendiente de posibles accesos en la frecuencia de la secuencia de barrido (sean). Para dar más flexibilidad a la base se puede habilitar que ciertos dispositivos inalámbricos en los que el requisito de ahorro de energía no sea muy importante, por ejemplo dispositivos que dispongan de alimentación eléctrica directa o baterías recargables, puedan encargarse de realizar desde su posición física medidas de RSSI de los canales radio, transmitiendo dicha información mediante un mensaje nuevo que el dispositivo inalámbrico transmite en la portadora de subida (uplink) del mismo slot utilizado para la dummy habida cuenta de que dicha portadora uplink estar sin usar. Tal transmisión se realiza en una portadora uplink cada cierto número de tramas con una secuencia configurada o acordada con la base. De tal modo es posible tener varios dispositivos inalámbricos proporcionando información.

El cambio en la definición del tiempo de vida MAC es un mecanismo especifico para DECT o sus derivaciones y resuelve el problema de que la actual definición es demasiado corta para permitir la ejecución de procesos de selección de canales que introducen retardos como el proceso propuesto. Se procede a desdoblar el actual tiempo máximo de vida definido en EN 300 175-3 por dos tiempos, un tiempo máximo de vida a nivel de portadora (bearer) y otro a nivel de la capa MAC. Para el primero se usa el actual parámetro definido por medio del mensaje "Attributes" y para el segundo, que puede ser más largo, se hace uso de un elemento de información a nivel de red (Network layer), tal como el lEs "«Transit Delay»" (definido en EN 300 175-5 clausula 7.7.42) pudiendo tal elemento de información ser integrado dentro de un Servicio Básico ("Basic Service"), y sustituirse por la transmisión del elemento de información <<Basic Service>> definido por EN 300 175-5 .clausula 7.6.4, con la codificación del Basic Service en cuya definición se ha integrado el «Transit delay».

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1 .- Muestra un diagrama de flujo del conjunto de procesos de selección de canales, en donde se definen los bloques de los procesos objeto de la invención.

Figura 2.- Muestra un diagrama de flujo descriptivo del proceso de selección de canales por el dispositivo inalámbrico objeto de la invención.

Figura 3.- Muestra un diagrama de flujo descriptivo de la primera ruta del proceso encargado del manejo de posibles colisiones por el dispositivo inalámbrico, según la primera opción de implementación, objeto de la invención.

Figura 4.- Muestra un diagrama de flujo descriptivo de la segunda ruta del proceso encargado del manejo de posibles colisiones por el dispositivo inalámbrico, según la primera opción de implementación, objeto de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras se describe a continuación un modo de realización preferente del método de gestión de comunicaciones inalámbricas objeto de esta invención.

En un escenario en el que nos encontramos al menos una estación base (también denominada base en este documento) y al menos un dispositivo inalámbrico que desea establecer una conexión de comunicación con dicha estación base preferiblemente haciendo uso del estándar DECT, nos encontramos con que, para establecer dicha comunicación, se hace necesario el uso de al menos un canal de comunicación que comprende tramas, slots y frecuencias, canal por el cual se pueda establecer dicha comunicación denominando dicho canal como canal candidato de conexión.

Dentro de todos los posibles canales de conexión que pueden ser susceptibles de ser utilizados, la estación base selecciona un determinado número k de canales confeccionando y difundiendo una lista de k canales que la estación base estima se encuentran libres tal y como se observa en la figura 1 , y que además son utilizables por la estación base de acuerdo con sus limitaciones de implementación. Tal anuncio de canales se refiere a un momento temporal futuro relativo al momento en el que se efectúa el anuncio, donde la diferencia temporal es conocida por ambas partes, pudiendo ser tan baja como N+1 , siendo la trama en la que transmite el anuncio de canales, donde dicha lista comprende al menos un número de slot de cada canal.

Un dispositivo inalámbrico que desee establecer una conexión, escucha primero una difusión de la lista de k canales difundida por la estación base. De entre todos los canales presentes en la lista de k canales, el dispositivo inalámbrico crea un grupo de n canales (estando n comprendido entre 1 y k) elegidos aleatoriamente de entre los canales comprendidos dentro la lista de k canales, difundida. Dado que se necesita al menos un canal, el dispositivo inalámbrico procede a ordenar de manera aleatoria el grupo de n canales sólo si n es mayor que 1 .

De entre el grupo de n canales, se procede a seleccionar mediante el dispositivo inalámbrico al menos un canal candidato de conexión ubicado en primera posición en la lista de n canales, denominando canal candidato de conexión seleccionado en el paso anterior siempre y cuando dicho canal se encuentre en silencio radio; para determinar si dicho canal se encuentra en silencio radio, se realiza una escucha de dicho canal en al menos un intervalo de trama, en al menos una dirección durante el tiempo comprendido entre el anuncio de canales disponibles realizado por la base y el instante temporal para el acceso al que se refiere el anuncio de canales; si el dispositivo inalámbrico efectúa una medida de RSSI (Receive Signal Strength Indication) en al menos un intervalo de tiempo de dicho canal candidato, y en al menos una dirección de transmisión, y lo compara con un valor umbral de RSSI (valor umbral de RSSI se encuentra comprendido entre -93 dm y -75 dBm), se considera el canal candidato como en silencio radio si el RSSI medido es inferior al umbral, pudiéndose tomar RSSI medio o RSSI medido en la peor dirección o en el peor intervalo de tiempo si se han medido varios; en una realización alternativa, la medida de RSSI se realiza sobre un intervalo de tiempo de trama (slot) donde el slot se encuentra dividido en secciones, midiéndose el RSSI de ellas por separado y considerando que no pasa el criterio de silencio radio si una cualquiera de ellas está por encima del valor umbral. Si se determina que el canal candidato se encuentra en silencio radio, se puede proceder a establecer un acceso entre el dispositivo inalámbrico y la estación base mediante una portadora usando el citado canal candidato de conexión.

Este caso presentado supondría una realización preferente que se ilustra en la figura 2, en la cual el primer canal listado en el grupo de n canales está en silencio radio, pero no siempre ocurre esto, por lo que el método aquí descrito también contempla la posibilidad de elegir, de entre el resto de canales comprendido en el grupo de n canales, al menos un canal alternativo para posteriormente comprobar si dicho canal alternativo se encuentra en silencio radio. Esto se lleva a cabo para un escenario en el cual el canal candidato no se encuentra el silencio radio poder establecer el acceso entre el dispositivo inalámbrico y la estación base mediante una portadora usando el citado canal alternativo de conexión. Lógicamente dicho canal alternativo puede ser cualquiera del grupo de n canales, en una realización se selecciona dicho canal alternativo mediante orden secuencial de listado del grupo de n canales presente en la lista de k canales; sin embargo la elección podría no usar el orden establecido de manera secuencial y dicha selección podría llevarse a cabo de cualquier otra manera p.e. de manera aleatoria o invirtiendo el orden secuencial.

Dado que puede darse el caso en el que ni el canal candidato ni el canal alternativo pasen el control de silencio radio anteriormente descrito, se contempla asimismo la posibilidad de elegir de entre el grupo de n canales al menos un canal auxiliar distinto del canal candidato y del canal alternativo, para posteriormente y al igual que se ha hecho con los canales candidato y alternativo, comprobar si dicho canal auxiliar se encuentra en silencio radio, para poder realizar la conexión a través del primer canal auxiliar según el orden de la lista de n canales que se encuentre en silencio radio.

Si ningún canal del grupo de n canales supera la fase de escucha y comprobación de silencio radio, se abandona el intento de acceso en el intervalo temporal al que se refería la información de canales difundida por la base, y se repite el procedimiento definido anteriormente, comenzando con la observación de una nueva difusión de información de canales realizada por la base y volviéndose a repetir la elección por el dispositivo inalámbrico de al menos un canal objetivo de forma aleatoria sobre esta nueva información.

Una vez elegido un canal, el dispositivo inalámbrico realiza un intento de conexión a nivel físico mediante un mensaje de establecimiento de portadora. El dispositivo inalámbrico observa y analiza la respuesta emitida por la estación base al intento de establecimiento de conexión, o la ausencia de ella, para determinar si la conexión ha sido exitosa o no, generando en el caso de que sea exitosa un mensaje de conexión exitosa. Incluso es posible que determine si la respuesta errónea o no respuesta en absoluto es compatible con una posible colisión o si esta causa pueda descartarse.

Si la respuesta es satisfactoria, es decir, tiene el mensaje de conexión exitosa, termina el proceso de selección de canales descrito en esta invención. El dispositivo o la estación base intercambian datos o señalización sobre su portadora establecida que es liberada al finalizar la transmisión, hasta que una nueva necesidad de transmisión de datos causa un nuevo proceso de selección de canales. Este proceso también puede ocurrir cuando la portadora utilizada en la transmisión presenta deficiente calidad radio y debe ser reemplazada por otra.

Si la respuesta no es satisfactoria y la implementación no puede descartar que sea debida a una colisión radio con otro dispositivo inalámbrico, entonces al menos un proceso específico de manejo de colisiones como los que se observan en las figuras 3 y 4 se encarga de gestionar el siguiente intento de acceso y su selección de canales. Para la correcta mitigación de posibles colisiones sucesivas, el proceso propuesto añade un retardo variable calculado aleatoriamente dentro de un intervalo que va creciendo con cada ejecución del mismo. Dicho retardo puede calcularse en tramas, o alternativamente en canales anunciados por la base, siendo ambas alternativas posibles. La última alternativa tiene la ventaja de ajustar automáticamente el intervalo de retardo según el número de canales anunciado por la base en cada trama, siendo esto conveniente puesto que un mayor número de opciones (canales) propuestos por la base significa menor probabilidad de colisión y por tanto es correcto que se traduzca en menor retardo absoluto (en tiempo).

En el caso de que no tener una conexión exitosa, esto se puede deber a una colisión, o no. Para ello el método aquí descrito comprende a su vez una serie de pasos, algunos basados en iteraciones, que permiten si es posible seguir intentando obtener dicha conexión exitosa y establecer la conexión.

Dichos métodos o submétodos a llevar a cabo en el caso de conexión no exitosa se basan en la repetición de los pasos de generación, creación, difusión de la lista de k canales y la creación del grupo de n canales después función de efectuar una espera de t tramas que tiene un componente aleatorio creciente en caso de múltiples ejecuciones, donde dicho tiempo de espera se calcula como t = a + RAN(0, j-1 ), con j = b * c 11 , siendo:

- n una serie natural que empieza en 0 en la primera ejecución y se incrementa por cada ejecución adicional hasta un valor máximo nnax, a partir del cual ya no aumenta,

- a, b, c y nmax parámetros del sistema pudiendo ser a = 0, y

- RAN(0, j-1 ) es un entero elegido aleatoriamente entre 0 y j-1

Una vez realizada dicha espera se efectúan los pasos del proceso de generación de lista de k canales y grupo de n canales citado anteriormente, es decir se procede a confeccionar, mediante la estación base, una lista de k canales libres en un rango de intervalos temporales para una conexión inalámbrica con dicha estación, donde dicha lista comprende al menos un número de slot de cada canal y a difundir periódicamente dicha lista, una vez hecho esto se procede a:

o escuchar mediante el dispositivo inalámbrico la lista de k canales difundida por la estación base para el acceso en un intervalo temporal determinado,

o crear mediante el dispositivo inalámbrico un grupo de n canales elegidos aleatoriamente de entre los canales comprendidos dentro la lista de k canales, estando n comprendido entre 1 y k, o ordenar si n es mayor que 1 , mediante el dispositivo inalámbrico y de manera aleatoria dicho grupo de n canales, y

o elegir mediante el dispositivo inalámbrico al menos un canal candidato de conexión ubicado en primera posición en el grupo de n canales

Una vez tenemos dichos pasos completos, se pueden llevar a cabo, en una posible realización: a) el determinar mediante el dispositivo inalámbrico que el canal candidato de conexión seleccionado en el paso anterior se encuentra en silencio radio mediante una escucha de dicho canal en al menos un intervalo de trama, en al menos una dirección durante el tiempo comprendido entre el anuncio de canales disponibles realizado por la base y el instante temporal para el acceso al que se refiere el anuncio de canales; y b) establecer un acceso entre el dispositivo inalámbrico y la estación base mediante una portadora usando el canal candidato de conexión seleccionado cuando se determina el canal candidato de conexión se encuentra en silencio radio.

En una realización alternativa a este procedimiento, se le añade el elegir de entre el resto de canales comprendido en el grupo de n canales al menos un canal alternativo para posteriormente comprobar si el canal alternativo se encuentra en silencio radio y realizar la conexión a través del canal alternativo si éste se encuentra en silencio radio y el canal candidato de conexión no se encuentra en silencio radio. En otra posible realización se puede elegir de entre el grupo de n canales al menos un canal auxiliar distinto del canal candidato y del canal alternativo, comprobar si dicho canal auxiliar elegido en el paso anterior se encuentra en silencio radio, y realizar la conexión a través del primer canal auxiliar según el orden del grupo de n canales que se encuentre en silencio radio.

Si ningún canal del grupo de n canales supera la fase de escucha y comprobación de silencio radio, se abandona el intento de acceso en el intervalo temporal al que se refería la información de canales difundida por la base, y se repite el procedimiento definido en la reivindicación 1 comenzando con la observación de una nueva difusión de información de canales realizada por la base y volviéndose a repetir la elección por el dispositivo inalámbrico de al menos un canal objetivo de forma aleatoria sobre esta nueva información.

Para determinar si un canal se encuentra en silencio radio, el dispositivo inalámbrico efectúa una medida de RSSI (Receive Signal Strength Indication) en al menos un intervalo de tiempo de dicho canal, y en al menos una dirección de transmisión, y lo compara con un valor umbral de RSSI, considerando el canal como en silencio radio si el RSSI medido es inferior al umbral, pudiéndose tomar RSSI medio o RSSI medido en la peor dirección o en el peor intervalo de tiempo si se han medido varios. Siendo dicha medida de RSSI sobre un intervalo de tiempo de trama (slot) comprende el slot dividido en secciones, midiéndose el RSSI de ellas por separado y considerando que no pasa el criterio de silencio radio si una cualquiera de ellas está por encima del valor umbral de RSSI que se encuentra comprendido entre -93 dm y -75 dBm.

A continuación se procede a determinar la respuesta emitida por la base para analizar mediante el dispositivo inalámbrico una respuesta emitida por la base al intento de establecimiento de conexión, o la ausencia de ella, y determinar si la conexión ha sido exitosa generando entonces un mensaje de conexión exitosa.

Hasta que no se consigue una conexión exitosa o se procede a abandonar el método aquí descrito comprende ejecutar los pasos descritos en cada una de las posibles realizaciones incrementando el valor de n si es menor que nmax si el paso anterior da como resultado una respuesta de estado de establecimiento de conexión que no comprende un mensaje de conexión exitosa.

Para la correcta ejecución del método y sus submétodos, en especial una parte que puede introducir retardos significativos en casos de múltiples colisiones, se redefine el concepto de tiempo máximo de vida MAC, dividiéndolo en dos tiempos, uno a nivel de portadora (bearer) y otro a nivel de toda la capa MAC.

Esta invención utiliza el actual mecanismo para definir el tiempo de vida (por medio del mensaje de los mensajes MAC "Attrributes" y de algunas variantes del mensaje MAC "Access request") para definir el tiempo de vida a nivel de bearer (TBC), mientras que el tiempo de vida a nivel de toda la capa MAC, se define, o bien por configuración, o bien mediante un elemento de información (Information Element) del nivel de red del DECT, siendo propuesto el use de «Transit Delay» (definido en EN 300 175-5 clausula 7.7.42), pudiendo tal elemento de información ser integrado dentro de un Servicio Básico ("Basic Service"), y sustituirse por la transmisión del elemento de información «Basic Service» definido por EN 300 175-5 clausula 7.6.4.