ES2847278T3 - Red de múltiples saltos de alta velocidad con formación de haces - Google Patents

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Abstract

Una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos (100) que comprende una pluralidad de nodos (111-113, 120-122, 131-149) distribuidos en un área geográfica (10), los nodos (111-113, 120-122, 131-149) que consisten en una o más estaciones base (111-113) y una pluralidad de nodos de usuario (120-122, 131-149), la una o más estaciones base (111-113) se conectan a una red central (20), cada uno de los nodos (111-113, 120-122, 131-149) que comprende un conjunto de antenas (430) para la formación de haces adaptativa, en donde un nodo de usuario individual (137) se configura: para escanear un área circundante (337) del nodo de usuario individual (137) por el conjunto de antenas (430) para identificar un subconjunto de los nodos, en donde cada nodo (138) en el subconjunto es un nodo accesible puede comunicarse de forma inalámbrica con el nodo de usuario individual (137), y puede conectarse a la red central (20) a través de comunicación con al menos una estación base (113); y para determinar una pluralidad de elementos de información específicos del nodo (600) para un nodo accesible individual (138) en el subconjunto, en donde los elementos de información específicos del nodo (600) incluyen un valor de lejanía (630) para indicar un grado de lejanía en la ubicación entre el nodo individual accesible (138) y el nodo de usuario individual (137); el nodo de usuario individual (137) se configura además: para seleccionar un nodo destino accesible (138) de manera que la comunicación de datos entre el nodo de usuario individual (137) y la red central (20) se realice a través del nodo destino accesible (138), en donde el nodo destino accesible (138) se selecciona entre el subconjunto de los nodos y tiene un valor de lejanía más bajo entre uno o más nodos accesibles (138) en el subconjunto de manera que cuando todas las una o más estaciones base (111- 113) no pueden comunicarse directamente con el nodo de usuario individual (137), el nodo de usuario individual (137) aún puede comunicarse con la red central (20) mediante comunicación de múltiples saltos a al menos una estación base (113) a través del nodo destino accesible (138), lo que permite de esta manera un número total de una o más estaciones base (111-113) adecuadas para soportar la comunicación de datos entre la red central (20) y todos los nodos de usuario (120-122, 131-149) que se reducirán en comparación con un escenario en el que no se usa comunicación de múltiples saltos en la misma área geográfica (10); y cuando el nodo de usuario individual (137) tiene datos para ser reenviados a la red central (20), configurar el conjunto de antenas (430) del nodo de usuario individual (137) para que apunte al nodo destino accesible (138), y para enviar los datos al nodo destino accesible (138).

Description

DESCRIPCIÓN
Red de múltiples saltos de alta velocidad con formación de haces
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a una red inalámbrica de múltiples saltos con formación de haces. Particularmente, la presente invención se refiere a una red de este tipo que reduce el número de estaciones base necesarias para soportar todos los nodos en un área geográfica, así como también que soporta transmisión de datos de alta velocidad y resistencia a fallos de enlace.
Antecedentes
Siempre existe la necesidad de proporcionar comunicaciones móviles y conexión a Internet a un gran número de terminales de usuario (UT) dispersos en una gran área geográfica, por ejemplo, en áreas rurales. Aunque las comunicaciones por satélite se consideran comúnmente una opción preferente para soportar comunicaciones de múltiples usuarios en un área geográfica extensa, la construcción de un sistema de comunicaciones por satélite no suele ser asequible. Alternativamente, un sistema de comunicación terrestre es una opción más asequible en la práctica. Sin embargo, se requiere instalar un número considerable de estaciones base (BS) para soportar los UT en la gran área geográfica, y cada BS es usualmente una BS basada en torre alta para cubrir una macrocelda que tiene un diámetro de, por ejemplo, 30 km. Establecer tal BS es costoso. Es conveniente y prácticamente ventajoso tener una técnica de comunicación tal de manera que pueda reducirse o minimizarse el número requerido de BS para soportar comunicaciones de múltiples usuarios en la misma área geográfica.
El documento WO00/54539A1 describe una red celular que tiene una pluralidad de BS y una pluralidad de UT donde los UT pueden actuar como estaciones repetidoras para soportar la comunicación de múltiples saltos entre un UT individual y una BS. Al soportar la comunicación de múltiples saltos dentro de una celda, los servicios de datos de alta velocidad para los UT se extienden de manera efectiva al perímetro de la celda, de manera que se evita dividir la celda en muchas celdas más pequeñas e instalar BS en estas celdas más pequeñas para soportar estos servicios.
En la red, los UT usan un mecanismo de sonda para detectar nodos vecinos adecuados que pueden usarse como repetidores. El mecanismo de la sonda implica que cada nodo transmita y reciba mensajes de la sonda en un canal de control común. Cada mensaje de sonda incluye varias características de la capa física, como la energía de transmisión, el nivel de ruido de fondo local y la pérdida de trayectoria. Un UT individual determina una tabla de conectividad de extremo a extremo y una tabla de conectividad local de acuerdo con los mensajes de sondeo recibidos. La tabla de conectividad de extremo a extremo contiene gradientes, cada uno de los cuales es un costo acumulativo de transmitir datos a través de una pluralidad de enlaces repetidores a un destino particular. La tabla de conectividad local contiene datos relacionados con los nodos vecinos del UT individual. Dichos datos incluyen el nivel de energía requerido para llegar a un nodo vecino dado, la marca de tiempo del último mensaje de sonda recibido de ese nodo vecino y, opcionalmente, su segundo nivel de vecinos.
De acuerdo con WO00/54539A1, el UT individual selecciona una trayectoria de gradiente de energía más baja hacia el destino de la tabla de conectividad de extremo a extremo. El nodo vecino con el que el UT individual se comunicará como siguiente salto se identifica a partir de la trayectoria seleccionada. Luego, los parámetros de radio del nodo vecino identificado se examinan de la tabla de conectividad local. La energía de transmisión registrada en la tabla de conectividad local para el nodo vecino identificado se usa por el UT individual para la transmisión de señales. El documento WO00/54539A1, sin embargo, no aborda el problema de la interferencia causada por el UT individual a los nodos cercanos cuando el UT individual transmite datos al nodo vecino identificado mediante el uso de la energía de transmisión requerida según se registra en la tabla de conectividad local. La energía de transmisión requerida se determina a partir de los mensajes de sonda recibidos por el UT individual sin tener en cuenta la interferencia causada a otros nodos cercanos. Es posible que el UT individual provoque una interferencia excesiva en algunos de los nodos cercanos. Es conveniente limitar la interferencia mientras se soporta la comunicación de múltiples saltos.
El documento WO98/39936A2 describe técnicas para limitar la interferencia causada por un UT individual a una BS en una red celular con UT que actúan como estaciones repetidoras. Las técnicas también son útiles para limitar la interferencia causada por el UT individual a sus nodos cercanos. Algunas técnicas sugieren ajustar la energía de transmisión de un UT repetidor para evitar interferencias con una BS en una celda en la que reside el UT de repetición. Generalmente se requiere monitorear la transmisión de datos hacia y desde las BS y/o los Ut . Sin embargo, agregar esta función de monitoreo a la red descrita en el documento WO00/54539A1 complica significativamente el diseño de la red. Otras técnicas se relacionan con el ajuste del uso de recursos de comunicación, tales como intervalos de tiempo, canales de frecuencia, eficiencia de modulación y códigos, para que el UT de retransmisión evite interferencias en la BS. También complica considerablemente el diseño de la red en el aspecto de la asignación de recursos.
Resumen de la invención
En la presente invención se proporciona un método para operar una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos. La red comprende una pluralidad de nodos distribuidos en un área geográfica. Los nodos constan de una o más BS y una pluralidad de nodos de usuario. La una o más BS se conectan a una red central (CN). Cada uno de los nodos comprende un conjunto de antenas para la formación de haces adaptativa. Los detalles de operación de un nodo de usuario individual de acuerdo con modalidades del método se describen en los próximos párrafos. La presente invención también proporciona la red en la que cada uno de los nodos de usuario se configura para ejecutarse de acuerdo con cualquiera de las modalidades descritas en la presente descripción con respecto a los detalles de operación del nodo de usuario individual.
El nodo de usuario individual escanea un área circundante alrededor del nodo de usuario individual mediante el conjunto de antenas del mismo para identificar un subconjunto de los nodos. Cada nodo del subconjunto es un nodo accesible que puede comunicarse de forma inalámbrica con el nodo de usuario individual, y puede conectarse a la CN mediante comunicación con al menos una BS.
El nodo de usuario individual determina una pluralidad de elementos de información específicos del nodo para un nodo individual accesible en el subconjunto. Los elementos de información específicos del nodo incluyen un valor de lejanía para indicar un grado de lejanía en la ubicación entre el nodo individual accesible y el nodo de usuario individual.
El nodo de usuario individual selecciona entonces un nodo destino accesible de manera que la comunicación de datos entre el nodo de usuario individual y la CN se realice a través del nodo destino accesible. El nodo destino accesible se selecciona del subconjunto de los nodos y tiene un valor de lejanía más bajo entre uno o más nodos accesibles en el subconjunto, de manera que cuando todas las una o más BS no pueden comunicarse directamente con el nodo de usuario individual, el nodo de usuario individual aún puede comunicarse con la CN mediante comunicación de múltiples saltos a al menos una BS a través del nodo destino accesible. De esta manera, se permite reducir un número total de una o más BS adecuadas para soportar la comunicación de datos entre la CN y todos los nodos de usuario en comparación con un escenario en el que no se usa comunicación de múltiples saltos en la misma área geográfica.
Cuando el nodo de usuario individual tiene datos para ser reenviados a la CN, el nodo de usuario individual configura el conjunto de antenas del mismo para que apunte al nodo destino accesible y luego envía los datos al nodo destino accesible.
Preferentemente, el nodo de usuario individual repite periódicamente el escaneo del área circundante para actualizar el subconjunto, la determinación de la pluralidad de elementos de información específicos del nodo para cada nodo accesible en el subconjunto después de la actualización, y la actualización del nodo destino accesible seleccionado.
Cuando el nodo destino accesible no recibe los datos enviados desde el nodo de usuario individual debido a una falla en el enlace, preferentemente el nodo de usuario individual actualiza el subconjunto al descartar el nodo destino accesible para seleccionar un próximo nodo destino accesible, reconfigura el conjunto de antenas del nodo de usuario individual para que apunte al siguiente nodo destino accesible y reenvía los datos al siguiente nodo destino accesible. Como resultado, la red se vuelve resistente a fallas y autorreparable.
En una modalidad, los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor de capacidad disponible para indicar una capacidad de transmisión de datos disponible soportada por el nodo accesible individual. Cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, el nodo de usuario individual selecciona el nodo destino accesible entre dichos nodos accesibles con un valor de capacidad disponible más alto.
En otra modalidad, los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor de movilidad del nodo para indicar una velocidad de desplazamiento del nodo accesible individual. Cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, el nodo de usuario individual selecciona el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor de movilidad de nodo más bajo.
En una modalidad adicional, los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor reciente de enlace para indicar qué tan reciente se comunicó el nodo individual accesible con el nodo de usuario individual. Cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, el nodo de usuario individual selecciona el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor reciente de enlace más alto.
Preferentemente, los datos enviados al nodo destino accesible se empaquetan como datagramas de acuerdo con un protocolo IP de manera que el enrutamiento de datos durante la transmisión entre el nodo destino accesible y el CN se hace transparente para el nodo de usuario individual. Alivia al nodo de usuario individual de la carga de manejar eventos de falla de enlace durante la transmisión de datos entre el nodo destino accesible y el CN. Los datagramas pueden ser datagramas IPv6.
Otros aspectos de la presente invención se describen como se ilustra a continuación mediante las modalidades.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras adjuntas donde los numerales de referencia iguales se refieren a elementos idénticos o a elementos funcionalmente similares en todas las vistas separadas y que junto con la descripción detallada más abajo se incorporan y forman parte de la descripción, sirven para ilustrar adicionalmente diversas modalidades y explicar diversos principios y ventajas de acuerdo con la presente modalidad.
La Figura 1 representa una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente invención.
La Figura 2 representa un diagrama esquemático de un nodo, que puede ser una BS o un nodo de usuario.
La Figura 3 representa un diagrama de flujo para operar cada nodo de usuario de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente invención.
La Figura 4 proporciona una modalidad de una lista de elementos de información específicos de nodo para cada nodo accesible.
Los expertos apreciarán que los elementos en las figuras se ilustran por simplicidad y claridad y pueden que no se representen necesariamente a escala.
Descripción detallada
Al construir un sistema de comunicación de múltiples usuarios en un área geográfica grande, es necesario configurar varias BS e instalar una red de retorno de fibra de alta velocidad para conectar estas BS a una CN. Las BS suelen basarse en torres altas para cubrir colectivamente la gran área geográfica. La instalación de las BS requiere mucho tiempo y es costosa. Además, el costo de instalación de la red de retorno de fibra generalmente aumenta a medida que aumenta el número de BS. Reducir el número de BS en un sistema de comunicación de múltiples usuarios sin sacrificar el número de usuarios que pueden soportarse en el área geográfica siempre es conveniente para reducir el tiempo y el costo de configurar el sistema de comunicación. Los inventores descubrieron que una combinación de comunicación de múltiples saltos y formación de haces permite la reducción del número de BS para soportar comunicaciones de múltiples usuarios en la misma área geográfica en comparación con las técnicas de comunicación móvil celular convencionales, como se detalla a continuación.
Las siguientes definiciones se usan en la presente descripción descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas. "Un nodo" significa una estación de radio capaz de transmitir y recibir mensajes inalámbricos. "Una estación base" es un nodo que puede conectarse a una CN (red central). Un ejemplo de CN es Evolved Packet Core de un sistema de comunicaciones móviles. Normalmente, la CN proporciona acceso a Internet. Normalmente, una BS se opera por un proveedor de servicios de comunicaciones móviles. "Un nodo de usuario" es un nodo que no es una BS. Normalmente, un nodo de usuario es un dispositivo de comunicación que usa servicios proporcionados por el proveedor de servicios de comunicaciones móviles que se comunica con BS operadas por este proveedor. El nodo de usuario puede ser estacionario, por ejemplo, una estación de radio instalada en una casa residencial, o móvil, por ejemplo, un teléfono inteligente.
La presente invención proporciona una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos que tiene la ventaja de reducir el número de BS usadas para soportar nodos de usuario en un área geográfica en comparación con un sistema de comunicación que no usa comunicación de múltiples saltos. La presente invención también proporciona un método para operar esta red.
La Figura 1 representa una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos 100 de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la red como se describe en la presente descripción en la presente invención. La red 100 comprende una pluralidad de nodos 111-113, 120-122, 131-149 distribuidos en un área geográfica 10. Todos los nodos 111-113, 120­ 122, 131-149 se dividen en BS 111-113 y una pluralidad de nodos de usuario 120-122, 131-149. Particularmente, las BS 111-113 se conectan a un CN 20. Aunque se representan tres BS en la Figura 1 para ilustrar la presente invención, la presente invención no se limita a este número de BS, y solo se requiere que tenga al menos una BS. Particularmente, cada uno de los nodos 111-113, 120-122, 131-149 tiene un conjunto de antenas para la formación de haces adaptativa.
La Figura 2 es un diagrama esquemático para ilustrar ilustrativamente una estructura de un nodo individual 400, que es cualquiera de los nodos 111-113, 120-122, 131-149. Un conjunto de antenas 430 del nodo individual 400 incluye múltiples elementos de antena 440 para realizar la formación de haces adaptativa. Para apuntar un haz de radio a una dirección particular o a un nodo deseado, uno o más procesadores 410 se usan para para calcular una ganancia de señal para cada uno de los elementos 440 de antena. En base a las ganancias de señal calculadas, uno o más transceptores 420 se usan para generar una señal de radio que apunta a la dirección particular. Al tener un haz de radio altamente enfocado, se minimiza la interferencia a otros nodos que no están en la dirección particular mencionada anteriormente. De ello se deduce que los enlaces de comunicación entre todos los nodos 111-113, 120-122, 131-149 de la red 100 se establecen más fácilmente. Esta ventaja se usa para hacer que la red 100 sea factible de formar y factible de operar. Además, enfocar el haz al nodo deseado hace un mejor uso de la energía de radio en la señal, que mejora de esta manera la velocidad de transmisión de datos bajo una probabilidad de error dada. La red 100 puede realizarse para soportar una transmisión de datos de alta velocidad.
Los detalles de la operación de un nodo de usuario individual, que es uno de los nodos de usuario 120-122, 131-149, se describen a continuación con la ayuda de la Figura 3, que representa un diagrama de flujo de la operación del nodo de usuario individual de acuerdo con una modalidad ilustrativa del método para operar la red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos como se describe en la presente descripción, en la presente invención.
Las etapas 510, 520 y 530 se refieren a descubrir cualquier nodo vecino y seleccionar el nodo más adecuado por el nodo de usuario individual.
En la etapa 510, el nodo de usuario individual escanea un área circundante del nodo de usuario individual por el conjunto de antenas del mismo para identificar un subconjunto de los nodos (que incluye tanto las BS como los nodos de usuario). Cada nodo del subconjunto es un nodo accesible puede comunicarse de forma inalámbrica con el nodo de usuario individual, y puede conectarse al CN mediante comunicación con al menos una BS directamente, o indirectamente a través de una trayectoria que incluye al menos otro nodo de usuario en el medio. Se proporcionan una pluralidad de ejemplos como sigue con referencia a la Figura 1. Tenga en cuenta que en ausencia de una trayectoria de visión directa entre una BS y el nodo de usuario individual, la comunicación directa entre la BS y el nodo de usuario individual a menudo no es posible, especialmente cuando se requiere una transmisión de datos de alta velocidad, pero una comunicación indirecta a través de otros uno o más nodos de usuario todavía es posible. Mediante el uso de comunicación indirecta de múltiples saltos, se amplía efectivamente un área de cobertura proporcionada por la BS para soportar la comunicación de datos con los nodos de usuario en ella.
Considere el nodo de usuario 137 en un primer ejemplo. El nodo de usuario 137 tiene un área de escaneo 337 que se puede buscar mediante el conjunto de antenas del nodo de usuario 137, y el área de escaneo 337 se dibuja explícitamente en la Figura 1. Dentro del área de escaneo 337, se identifican los nodos vecinos 136, 138. Los nodos vecinos 136, 138 pueden comunicarse directamente con el nodo de usuario 137 a través de enlaces de comunicación 241, 242, respectivamente. Dado que el nodo de usuario 136 no puede conectarse a ninguna BS pero el nodo de usuario 138 puede conectarse a la BS 113 a través de una trayectoria que comprende los nodos de usuario 121, 139, el subconjunto identificado por el nodo de usuario 137 contiene solo el nodo de usuario 138 pero no el nodo de usuario 136.
En un segundo ejemplo, considere el nodo de usuario 120. El nodo de usuario 120 encuentra que los nodos vecinos 131, 132, 111 son accesibles de forma inalámbrica mediante enlaces de comunicación 211, 212, 213, respectivamente. Los nodos vecinos 131, 132 pueden conectarse a las BS 112, 111, respectivamente. El nodo vecino 111 es en sí mismo la BS 111. Por tanto, el subconjunto determinado por el nodo de usuario 120 contiene la BS 111 y los nodos de usuario 131, 132.
Considere el nodo de usuario 148 en un tercer ejemplo. El nodo de usuario 148 puede conectarse sólo a la BS 112 a través del enlace de comunicación 251. Por tanto, el subconjunto identificado por el nodo de usuario 148 contiene solo la BS 112.
En la etapa 520, el nodo de usuario individual determina una pluralidad de elementos de información específicos del nodo para un nodo accesible individual en el subconjunto. Cada uno de los elementos de información específicos del nodo contiene datos relacionados con un aspecto particular del nodo individual accesible. Los elementos de información específicos del nodo incluyen al menos un valor de lejanía para indicar una distancia, o más generalmente un grado de lejanía en la ubicación, entre el nodo individual accesible y el nodo de usuario individual. En una modalidad, el valor de lejanía se determina de acuerdo con la intensidad de una señal de radio recibida por el nodo de usuario individual y enviada desde el nodo accesible individual, siempre y cuando el nodo de usuario individual sea consciente del nivel de energía de transmisión de la señal de radio. Al estimar la distancia entre el nodo de usuario individual y el nodo accesible individual en base a la intensidad de la señal recibida y el nivel de energía de transmisión, la distancia estimada puede usarse como valor de lejanía. Alternativamente, también puede usarse como valor de lejanía una relación entre el nivel de energía de transmisión y la intensidad de la señal recibida.
Considere el segundo ejemplo mencionado anteriormente. Para el nodo de usuario 120, hay tres nodos accesibles 131, 132, 111 en el subconjunto identificado. En la Figura 1, se dibuja que el nodo accesible 131 es el más cercano al nodo de usuario 120, el nodo accesible 132 es el segundo más cercano y el nodo accesible 111 es el más alejado del nodo de usuario 120. Los valores de lejanía se asignan con el fin de clasificar los nodos accesibles 131, 132, 111 en sus separaciones del nodo de usuario 120. Por tanto, los valores de lejanía para los nodos accesibles 131, 132, 111 se asignan con valores de 1, 2 y 3, respectivamente. El valor de lejanía de 1 indica que el nodo accesible 131 está más cerca del nodo de usuario 120.
La distancia física entre el nodo de usuario individual y el nodo accesible identificado puede estimarse con precisión si ambos nodos se equipan con dispositivos de determinación de la ubicación del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y si el nodo accesible identificado proporciona su información de ubicación al nodo de usuario individual. Si no es el caso, la distancia física generalmente no es fácil de medir con precisión, por lo que la distancia medida generalmente está sujeta a una gran variación. Puede suceder que haya más de un nodo accesible cuyas distancias medidas sean demasiado cercanas, de manera que el nodo de usuario individual no pueda decidir con un nivel de confianza aceptable cuál de los nodos accesibles está más cerca del nodo de usuario individual. En tal caso, el nodo de usuario individual puede asignar el mismo valor de lejanía para estos nodos accesibles.
En la etapa 530, el nodo de usuario individual selecciona un nodo destino accesible de manera que la comunicación de datos entre el nodo de usuario individual y el CN 20 se realiza a través del nodo destino accesible. El nodo destino accesible se selecciona del subconjunto de los nodos y tiene un valor de lejanía más bajo entre uno o más nodos accesibles en el subconjunto. Tenga en cuenta que cuando todas las BS 111-113 en la red 100 no pueden comunicarse directamente con el nodo de usuario individual, el nodo de usuario individual todavía puede comunicarse con el CN 20 mediante comunicación de múltiples saltos a al menos una de las BS 111-113 a través del nodo destino accesible. Mediante este arreglo, se reduce ventajosamente un número total de BS adecuadas para soportar la comunicación de datos entre el CN 20 y todos los nodos de usuario 120-122, 131-149 en comparación con un escenario en el que no se usa comunicación de múltiples saltos en la misma área geográfica 10.
Considere el segundo ejemplo nuevamente. El nodo accesible 131 tiene el valor de lejanía más bajo entre los tres nodos accesibles 131, 132, 111. Por tanto, el nodo accesible 131 se selecciona por el nodo de usuario 120 como el nodo destino accesible para realizar la comunicación de datos cuando el nodo de usuario 120 tiene datos para enviar al CN 20.
Como se mencionó anteriormente, es posible que más de un nodo accesible tengan el mismo valor de lejanía. No es posible seleccionar el nodo destino accesible en base únicamente en los valores de lejanía de estos nodos accesibles. En la etapa 530, preferentemente el nodo de usuario individual determina el nodo destino accesible entre estos múltiples nodos accesibles, que tienen el mismo valor de lejanía, de acuerdo con otro elemento de información específico del nodo.
La Figura 4 proporciona una modalidad de una lista 600 de elementos de información específicos de nodo para un nodo accesible identificado por el nodo de usuario individual. En la lista 600, la información de identificación del nodo accesible 610 y una dirección de puntería 620 para el conjunto de antenas del nodo de usuario individual para localizar el nodo accesible no pueden utilizarse con el fin de seleccionar el nodo destino accesible. Aparte de un valor de lejanía 630, otros elementos de información específicos de nodo que se pueden usar para seleccionar el nodo destino accesible incluyen un valor de capacidad disponible 640, un valor de movilidad de nodo 650 y un valor reciente de enlace 660.
El valor de capacidad disponible 640 es una indicación de una capacidad de transmisión de datos disponible soportada por el nodo accesible individual. El tamaño de esta capacidad se transmite generalmente desde el nodo accesible en consideración al nodo de usuario individual en la configuración inicial. El nodo de usuario individual usa esta capacidad para determinar el valor de capacidad disponible 640. Además, el valor de capacidad disponible 640 puede determinarse al tomar en consideración factores adicionales tales como una condición de carga experimentada por el nodo accesible, una condición de tráfico de una parte de la red 100 involucrada en la transmisión de datos desde el nodo accesible y la CN 20, etc. Un valor de capacidad disponible más alto indica que este nodo accesible tiene más capacidad de transmisión de datos o más ancho de banda cuando el nodo de usuario individual transmite datos a este nodo accesible y, por lo tanto, es más preferente seleccionarlo como nodo destino accesible. En una modalidad, cuando el subconjunto de nodos determinado en la etapa 510 tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, el nodo de usuario individual selecciona el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor de capacidad disponible más alto en la etapa 530.
Considere el nodo de usuario 121 en un cuarto ejemplo. El nodo de usuario 121 encuentra que los nodos vecinos 139, 138, 133 son accesibles de forma inalámbrica mediante enlaces de comunicación 221, 222, 223, respectivamente. Los nodos vecinos 133, 138 pueden conectarse a la BS 111. El nodo vecino 139 puede conectarse a la BS 113. Por lo tanto, el subconjunto determinado por el nodo de usuario 121 contiene los nodos de usuario 139, 138, 133. En la Figura 1, se dibuja que los dos nodos accesibles 138, 139 tienen distancias similares desde el nodo de usuario 121 y están más cerca del nodo de usuario 121 que el otro nodo accesible 133. Por tanto, el nodo de usuario 121 asigna a los dos nodos accesibles 138, 139 con el mismo valor de lejanía de 1, mientras que al nodo accesible 133 se le asigna un valor de lejanía más alto de 2. Además, se ve en la Figura 1 que el enlace de comunicación 221 tiene una velocidad de transmisión de datos más alta que los otros dos enlaces de comunicación 222, 223. Por tanto, el nodo de usuario 121 asigna valores de capacidad disponible de 2, 1, 1 a los nodos accesibles 139, 138, 133, respectivamente. En la selección del nodo destino accesible mediante la etapa 530, los dos nodos accesibles 139, 138 se seleccionan primero para ser candidatos ya que tienen el mismo valor de lejanía más bajo de 1. Entre los dos candidatos, el nodo accesible 139 se selecciona para ser el nodo destino accesible ya que este nodo tiene el valor de capacidad disponible (específicamente, 2) mayor que el valor de capacidad disponible correspondiente (específicamente, 1) del nodo accesible 138.
El valor de movilidad del nodo 650 es una indicación de la velocidad de desplazamiento del nodo accesible individual. El nodo de usuario individual puede determinar este valor de acuerdo con el tipo de nodo accesible. Por ejemplo, el nodo accesible puede ser una casa residencial, que está estacionaria, o un teléfono inteligente, que es móvil. Es bastante fácil de entender que un nodo accesible que viaja a una velocidad más baja es más preferente para que el nodo de usuario individual envíe datos. El valor de movilidad del nodo 650 se asigna de manera que un valor más bajo indica que la velocidad de desplazamiento del nodo accesible es menor. En una modalidad, cuando el subconjunto de nodos determinado en la etapa 510 tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, el nodo de usuario individual selecciona el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor de movilidad de nodo más bajo en la etapa 530.
Considere el nodo de usuario 122 en un quinto ejemplo. El nodo de usuario 122 encuentra que los nodos vecinos 145, 146, 147, que son accesibles de forma inalámbrica a través de enlaces de comunicación 233, 232, 231, respectivamente, pueden conectarse a la BS 113 o la BS 112. Por tanto, el subconjunto determinado por el nodo de usuario 122 contiene los nodos de usuario 145, 146, 147. Además, todos los nodos accesibles 145, 146, 147 tienen una distancia similar del nodo de usuario 122 (como se ve en la Figura 1). Por lo tanto, a los tres nodos accesibles 145, 146, 147 se les asigna el mismo valor de lejanía de 1. También se ve en la Figura 1 que el nodo accesible 147 está estacionario, el nodo accesible 146 se mueve lentamente y el nodo accesible 145 se mueve rápidamente. Por tanto, a los nodos accesibles 147, 146, 145 se les asignan valores de movilidad de nodo de 1, 2, 3, respectivamente. En la selección del nodo destino accesible mediante la etapa 530, dado que el nodo accesible 147 tiene el valor de movilidad de nodo más bajo entre los tres nodos accesibles 145, 146, 147, el nodo accesible 147 se selecciona como nodo destino accesible.
El valor reciente de enlace 660 es una indicación de qué tan reciente es la comunicación del nodo accesible en consideración con el nodo de usuario individual. Generalmente, se espera que un primer enlace de comunicación que se usó más recientemente que un segundo enlace de comunicación sea más probable que siga en uso que el segundo enlace de comunicación. Por lo tanto, el valor reciente de enlace 660 asignado por el nodo de usuario individual puede ser mayor para un primer nodo accesible que tiene el primer enlace de comunicación que para un segundo nodo accesible que tiene el segundo enlace de comunicación. En una modalidad, cuando el subconjunto de nodos determinado en la etapa 510 tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, el nodo de usuario individual selecciona el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor reciente de enlace más alto en la etapa 530.
Considere el nodo de usuario 143 en un sexto ejemplo. El nodo de usuario 143 encuentra que los nodos vecinos 142, 144, que son accesibles de forma inalámbrica a través de enlaces de comunicación 251, 252, respectivamente, pueden conectarse a la BS 113 o la BS 112. Por tanto, el subconjunto determinado por el nodo de usuario 143 contiene los nodos de usuario 142, 144. Además, los dos nodos accesibles 142, 144 tienen una distancia similar del nodo de usuario 143 (como se ve en la figura 1). Por lo tanto, a los dos nodos accesibles 143, 144 se les asigna el mismo valor de lejanía de 1. Suponga que el enlace 251 se usa más recientemente por el nodo de usuario 143 para la comunicación de datos. Por tanto, al nodo accesible 142 se le asigna un valor reciente de enlace de, digamos, 5, mientras que se asigna un valor reciente de enlace inferior de 1 al nodo accesible 144. Tenga en cuenta que el valor reciente de enlace es generalmente un valor variable en el tiempo. Por ejemplo, el valor reciente de enlace del nodo accesible 142 cae etapa a etapa a cero a medida que pasa el tiempo, a menos que el enlace de comunicación 251 se reactive para la comunicación de datos. En la selección del nodo destino accesible mediante la etapa 530, dado que el nodo accesible 142 tiene un valor reciente de enlace mayor que el del nodo accesible 144, el nodo accesible 142 se selecciona como el nodo destino accesible.
Dado que algunos de los nodos de usuario 120-122, 131-149 pueden moverse, lo que hace que la red 100 cambie dinámicamente a lo largo del tiempo, es posible que el nodo destino accesible identificado anteriormente ya no sea el más cercano al nodo de usuario individual. Preferentemente, las etapas 510, 520, 530 se repiten periódicamente para actualizar el nodo accesible seleccionado. En un etapa 540, cuando se requiere que se actualice el nodo destino accesible, por ejemplo, después de que pase una duración de expiración, se rehacen las etapas 510, 520, 530. Los expertos en la técnica apreciarán que la duración de la expiración puede determinarse de acuerdo con situaciones reales. Por ejemplo, la red 100 puede recopilar eventos de falla al establecer un enlace con el nodo destino accesible. En cada evento de falla, se registra una diferencia de tiempo entre el momento de realizar la etapa 530 y el momento de realizar realmente la comunicación de datos con el nodo destino accesible. La red puede realizar análisis estadísticos sobre las diferencias de tiempo registradas de todos los eventos de falla para determinar una duración de vencimiento adecuada.
Cuando el nodo de usuario individual tiene datos para ser reenviados al CN 20 (como se verificó en la etapa 540), el nodo de usuario individual configura el conjunto de antenas del mismo para que apunte al nodo destino accesible (etapa 550) y luego enviar los datos al nodo destino accesible (etapa 560). Los datos enviados desde el nodo de usuario individual pueden originarse desde este nodo individual, o pueden ser el resultado de retransmitir los datos de otro nodo de usuario recibidos por el nodo de usuario individual.
Preferentemente, los datos enviados al nodo destino accesible se empaquetan como datagramas de acuerdo con un protocolo IP. De ello se deduce que el enrutamiento de datos durante la transmisión entre el nodo destino accesible y el CN 20 se hace transparente para el nodo de usuario individual. Tiene la ventaja de que el nodo de usuario individual se libera de la carga de manejar eventos de falla de enlace durante la transmisión de datos entre el nodo destino accesible y el CN 20. En una modalidad, los datagramas pueden ser datagramas IPv4 o IPv6.
Es posible que el enlace de comunicación entre el nodo de usuario individual y el nodo destino accesible realmente falle en el momento de enviar los datos desde el nodo de usuario individual al nodo destino accesible. Cuando el nodo destino accesible no recibe los datos enviados desde el nodo de usuario individual debido a un fallo de enlace (etapa 570), el nodo de usuario individual realiza una etapa 580 para restablecer una conexión con el CN 20. En la etapa 580, el nodo de usuario individual actualiza el subconjunto de los nodos al descartar el nodo destino accesible. Luego, se identifica un próximo nodo destino accesible mediante un procedimiento similar al etapa 530. Después de que se identifica el siguiente nodo destino accesible, el nodo de usuario individual reconfigura el conjunto de antenas del mismo para que apunte al siguiente nodo destino accesible (al repetir la etapa 550). Los datos se reenvían al siguiente nodo destino accesible (al repetir la etapa 560). Como resultado, la red 100 incorpora la ventaja de ser resistente a fallas y autorreparable. El procedimiento de volver a seleccionar el nodo destino accesible y volver a enviar los datos se repite hasta que los datos se envían con éxito al CN 20.
En el segundo ejemplo mencionado anteriormente, suponga que se detecta un fallo de enlace cuando los datos se envían desde el nodo de usuario 120 al nodo accesible objetivo 131. A continuación, el nodo de usuario 120 descarta este nodo destino accesible 131 del subconjunto identificado para proporcionar un subconjunto actualizado. El subconjunto actualizado contiene los dos nodos accesibles restantes 132, 111. Dado que el nodo accesible 132 tiene el valor de lejanía (específicamente, 2) menor que el valor de lejanía correspondiente del nodo accesible 111 (específicamente, 3), el nodo accesible 132 se selecciona como el próximo nodo destino accesible para la transmisión de datos.
Tenga en cuenta que en la red 100, cada uno de los nodos de usuario 120-122, 131-149 se configura para ejecutar un proceso de acuerdo con cualquiera de las modalidades descritas anteriormente con respecto a los detalles de operación del nodo de usuario individual.
Los detalles de operación descritos anteriormente del nodo de usuario individual se relacionan con el envío de datos desde el nodo de usuario individual al CN 20 a través de una de las BS 111-113. Cuando la CN 20 o las BS 111-113 reciben datagramas de todos los nodos de usuario 120-122, 131-149, un mapa de la red 100 que describe la topología de la red puede elaborarse por una BS maestra seleccionada de las BS 111-113. El mapa se actualiza periódicamente y puede enviarse periódicamente a los nodos de usuario 120-122, 131-149. Siempre que el CN 20 tenga datos para ser reenviados a un nodo de usuario deseado seleccionado de los nodos de usuario 120-122, 131-149, todos los nodos de usuario 120-122, 131-149 pueden hacer uso del mapa para determinar una trayectoria para transmitir los datos desde el CN 20 al nodo de usuario previsto mediante técnicas disponibles en la técnica, por ejemplo, los documentos US7,664,082 y US 7,941,149.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos (100) que comprende una pluralidad de nodos (111-113, 120-122, 131-149) distribuidos en un área geográfica (10), los nodos (111-113, 120-122, 131-149) que consisten en una o más estaciones base (111-113) y una pluralidad de nodos de usuario (120-122, 131-149), la una o más estaciones base (111-113) se conectan a una red central (20), cada uno de los nodos (111-113, 120-122, 131-149) que comprende un conjunto de antenas (430) para la formación de haces adaptativa, en donde un nodo de usuario individual (137) se configura: para escanear un área circundante (337) del nodo de usuario individual (137) por el conjunto de antenas (430) para identificar un subconjunto de los nodos, en donde cada nodo (138) en el subconjunto es un nodo accesible puede comunicarse de forma inalámbrica con el nodo de usuario individual (137), y puede conectarse a la red central (20) a través de comunicación con al menos una estación base (113); y para determinar una pluralidad de elementos de información específicos del nodo (600) para un nodo accesible individual (138) en el subconjunto, en donde los elementos de información específicos del nodo (600) incluyen un valor de lejanía (630) para indicar un grado de lejanía en la ubicación entre el nodo individual accesible (138) y el nodo de usuario individual (137);
    el nodo de usuario individual (137) se configura además:
    para seleccionar un nodo destino accesible (138) de manera que la comunicación de datos entre el nodo de usuario individual (137) y la red central (20) se realice a través del nodo destino accesible (138), en donde el nodo destino accesible (138) se selecciona entre el subconjunto de los nodos y tiene un valor de lejanía más bajo entre uno o más nodos accesibles (138) en el subconjunto de manera que cuando todas las una o más estaciones base (111­ 113) no pueden comunicarse directamente con el nodo de usuario individual (137), el nodo de usuario individual (137) aún puede comunicarse con la red central (20) mediante comunicación de múltiples saltos a al menos una estación base (113) a través del nodo destino accesible (138), lo que permite de esta manera un número total de una o más estaciones base (111-113) adecuadas para soportar la comunicación de datos entre la red central (20) y todos los nodos de usuario (120-122, 131-149) que se reducirán en comparación con un escenario en el que no se usa comunicación de múltiples saltos en la misma área geográfica (10); y
    cuando el nodo de usuario individual (137) tiene datos para ser reenviados a la red central (20), configurar el conjunto de antenas (430) del nodo de usuario individual (137) para que apunte al nodo destino accesible (138), y para enviar los datos al nodo destino accesible (138).
  2. 2. La red de la reivindicación 1, en donde el nodo de usuario individual se configura además para repetir periódicamente el escaneo del área circundante para actualizar el subconjunto, determinar la pluralidad de elementos de información específicos del nodo para cada nodo accesible en el subconjunto después de la actualización, y actualizar el nodo destino accesible seleccionado.
  3. 3. La red de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el nodo de usuario individual se configura además, cuando el nodo destino accesible no recibe los datos enviados desde el nodo de usuario individual debido a una falla en el enlace, actualizar el subconjunto al descartar el nodo destino accesible para seleccionar un próximo nodo destino accesible, reconfigurar el conjunto de antenas del nodo de usuario individual para que apunte al próximo nodo destino accesible y reenviar los datos al próximo nodo destino accesible, lo que hace de esta manera que la red sea resistente a fallas y autorreparable.
  4. 4. La red de cualquiera de las reivindicaciones de la 1-3, en donde:
    los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor de capacidad disponible para indicar una capacidad de transmisión de datos disponible soportada por el nodo accesible individual; y
    el nodo de usuario individual se configura además, cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, para seleccionar el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor de capacidad disponible más alto.
  5. 5. La red de cualquiera de las reivindicaciones de la 1-3, en donde:
    los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor de movilidad del nodo para indicar una velocidad de desplazamiento del nodo accesible individual; y
    el nodo de usuario individual se configura además, cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, para seleccionar el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor de movilidad de nodo más bajo.
  6. 6. La red de cualquiera de las reivindicaciones de la 1-3, en donde:
    los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor reciente de enlace para indicar cuan reciente, el nodo individual accesible se comunicó con el nodo de usuario individual; y
    el nodo de usuario individual se configura además, cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, para seleccionar el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor reciente de enlace más alto.
  7. 7. La red de cualquiera de las reivindicaciones de la 1-3, en donde:
    los datos enviados al nodo destino accesible se empaquetan como datagramas de acuerdo con un protocolo IP de manera que el enrutamiento de datos durante la transmisión entre el nodo destino accesible y la red central se hace transparente para el nodo de usuario individual, lo que alivia al nodo de usuario individual de una carga para manejar eventos de falla de enlace durante la transmisión de datos entre el nodo destino accesible y la red central.
  8. 8. Un método para operar una red de comunicación inalámbrica de múltiples saltos (100), la red (100) que comprende una pluralidad de nodos (111-113, 120-122, 131-149) distribuidos sobre un área geográfica (10), los nodos (111­ 113, 120-122, 131-149) que consisten de una o más estaciones base (111-113) y una pluralidad de nodos de usuario (120-122, 131-149), la una o más estaciones base (111-113) se conectan a una red central (20), cada uno de los nodos (111-113, 120-122, 131-149) que comprende un conjunto de antenas (430) para la formación de haces adaptativa, el método que comprende las etapas de:
    escanear (510), por un nodo de usuario individual (137), un área circundante (337) del nodo de usuario individual (137) por el conjunto de antenas (430) para identificar un subconjunto de los nodos, en donde cada nodo (138) en el subconjunto es un nodo accesible puede comunicarse de forma inalámbrica con el nodo de usuario individual (137) y puede conectarse a la red central (20) mediante comunicación con al menos una estación base (113); y determinar (520), por el nodo de usuario individual (137), una pluralidad de elementos de información específicos del nodo (600) para un nodo accesible individual (138) en el subconjunto, en donde los elementos de información específicos del nodo (600) incluyen un valor de lejanía (630) para indicar un grado de lejanía en la ubicación entre el nodo individual accesible (138) y el nodo de usuario individual (137);
    que comprende además las etapas de:
    seleccionar (530), mediante el nodo de usuario individual (137), un nodo destino accesible (138) de manera que la comunicación de datos entre el nodo de usuario individual (137) y la red central (20) se realice a través del nodo destino accesible (138), en donde el nodo destino accesible (138) se selecciona del subconjunto de los nodos y tiene un valor de lejanía más bajo entre uno o más nodos accesibles (138) en el subconjunto de manera que cuando todas las una o más estaciones base (111-113) no pueden comunicarse directamente con el nodo de usuario individual (137), el nodo de usuario individual (137) todavía puede comunicarse con la red central (20) mediante comunicación de múltiples saltos a al menos una estación base (113) a través del nodo destino accesible (138) , lo que permite de esta manera reducir un número total de una o más estaciones base (111-113) adecuadas para soportar la comunicación de datos entre la red central (20) y todos los nodos de usuario (120-122, 131-149) en comparación con un escenario en el que no se usa la comunicación de múltiples saltos en la misma área geográfica (10); y
    cuando el nodo de usuario individual (137) tiene datos para ser reenviados a la red central (20), disponer el nodo de usuario individual (137) para configurar (550) el conjunto de antenas (430) para que apunte al nodo destino accesible (138) y luego enviar (560) los datos al nodo destino accesible (138).
  9. 9. El método de la reivindicación 8 que comprende además la etapa de repetir periódicamente, por el nodo de usuario individual, el escaneo del área circundante para actualizar el subconjunto, determinar la pluralidad de elementos de información específicos del nodo para cada nodo accesible en el subconjunto después de la actualización, y actualizar el nodo destino accesible seleccionado.
  10. 10. El método de la reivindicación 8 que comprende además la etapa de cuando el nodo destino accesible (570) no recibe los datos enviados desde el nodo de usuario individual debido a una falla en el enlace, disponer el nodo de usuario individual para actualizar el subconjunto al descartar el nodo destino accesible para seleccionar (580) un próximo nodo destino accesible, para reconfigurar el conjunto de antenas del nodo de usuario individual para que apunte al siguiente nodo destino accesible, y para reenviar los datos al próximo nodo destino accesible, lo que hace de esta manera que la red sea resistente a fallas y autorreparable.
  11. 11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en donde los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor de capacidad disponible para indicar una capacidad de transmisión de datos disponible soportada por el nodo accesible individual; y el método que comprende además la etapa de:
    cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, seleccionar, por el nodo de usuario individual, el nodo destino accesible de dichos nodos accesibles múltiples con un valor de capacidad disponible más alto.
  12. 12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en donde los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor de movilidad del nodo para indicar una velocidad de desplazamiento del nodo accesible individual; y el método comprende además la etapa de:
    cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, seleccionar, por el nodo de usuario individual, el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor de movilidad de nodo más bajo.
  13. 13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en donde los elementos de información específicos del nodo incluyen además un valor reciente de enlace para indicar qué tan reciente se comunicó el nodo individual accesible con el nodo de usuario individual; y el método comprende además la etapa de:
    cuando el subconjunto tiene una pluralidad de nodos accesibles que tienen el mismo valor de lejanía más bajo, seleccionar, por el nodo de usuario individual, el nodo destino accesible de dicha pluralidad de nodos accesibles con un valor reciente de enlace más alto.
  14. 14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en donde:
    los datos enviados al nodo destino accesible se empaquetan como datagramas de acuerdo con un protocolo IP de manera que el enrutamiento de datos durante la transmisión entre el nodo destino accesible y la red central se hace transparente para el nodo de usuario individual, lo que alivia al nodo de usuario individual de una carga para manejar eventos de falla de enlace durante la transmisión de datos entre el nodo destino accesible y la red central.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022209802A1 (es) * 2021-03-31 2022-10-06

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211535C2 (ru) 1997-03-03 2003-08-27 Сэлбу Рисерч Энд Дивелопмент (Пропрайэтэри) Лимитед Усовершенствованная система сотовой связи
DE60003127T2 (de) * 1999-03-09 2004-05-06 Salbu Research And Development (Proprietary) Ltd. Leitweglenkung in einem mehrstationsnetzwerk
JP4227737B2 (ja) * 2000-08-30 2009-02-18 日本電気株式会社 無線ネットワーク、中継ノード及びそれに用いる中継伝送方法並びにそのプログラム
US7941149B2 (en) 2002-05-13 2011-05-10 Misonimo Chi Acquistion L.L.C. Multi-hop ultra wide band wireless network communication
US7664082B1 (en) 2005-09-30 2010-02-16 Nortel Networks Limited Method of scheduling with multiple radios per node in a wireless multihop network
AU2005338057B2 (en) * 2005-11-09 2011-04-21 Interdigital Ce Patent Holdings Route selection in wireless networks
WO2007064249A1 (en) * 2005-11-29 2007-06-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Scheduling in a wireless multi-hop relay network
US7680088B2 (en) * 2006-01-20 2010-03-16 Nokia Corporation High speed data and coverage using personal area network
US8165073B2 (en) * 2006-08-04 2012-04-24 Nokia Corporation Relay-station assignment/re-assignment and frequency re-use
US8416729B2 (en) * 2007-03-10 2013-04-09 Lingna Holdings Pte., Llc Optimizing downlink throughput with user cooperation and scheduling in adaptive cellular networks
US8265550B2 (en) * 2007-09-28 2012-09-11 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods, systems, and computer-readable media for utilizing a repeating function to improve quality of service
US8644273B2 (en) * 2009-07-01 2014-02-04 Apple Inc. Methods and apparatus for optimization of femtocell network management
US8989078B2 (en) * 2009-09-29 2015-03-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for setting up a relay link in a wireless communication system
JP5573847B2 (ja) * 2009-12-25 2014-08-20 日本電気株式会社 無線通信システム、基地局、および無線通信システム制御方法
KR101076962B1 (ko) 2010-04-20 2011-10-26 홍익대학교 산학협력단 다중 안테나 기반 멀티홉 애드혹 네트워크에서의 데이터 전송 장치 및 방법
EP2561640A1 (en) * 2010-04-21 2013-02-27 ETH Zurich Authenticated key exchange using distance bounding protocol
US9351173B2 (en) * 2010-11-24 2016-05-24 Elta Systems Ltd. Architecture and methods for traffic management by tunneling in hierarchical cellular networks
KR101170004B1 (ko) * 2010-12-03 2012-08-03 재단법인대구경북과학기술원 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법
US9426811B2 (en) * 2011-02-09 2016-08-23 Lg Electronics Inc. Method and device for avoiding inter-cell interference in a wireless access system
CN103139922B (zh) * 2011-11-25 2015-05-13 华为技术有限公司 发送、接收控制信道信息的方法、设备和***
US9565267B2 (en) * 2012-02-16 2017-02-07 Philips Lighting Holding B.V. Efficient proxy table management in communication networks
CN105474558B (zh) 2013-08-18 2019-11-08 Lg电子株式会社 无线通信***中的中继器操作方法和设备
KR102096607B1 (ko) * 2014-01-20 2020-04-02 에스케이텔레콤 주식회사 무선 통신 장치와 그 빔포밍 경로 설정 방법
US9467835B2 (en) * 2014-05-29 2016-10-11 Motorola Solutions, Inc. Public safety network relay service management
WO2016036853A1 (en) * 2014-09-07 2016-03-10 University Of Florida Research Foundation Inc. Dynamic user-defined check-in points
CN107079380A (zh) 2014-11-14 2017-08-18 株式会社Ntt都科摩 用户装置及d2d通信方法
CN106162796A (zh) 2015-04-03 2016-11-23 上海贝尔股份有限公司 用于发现和更新用户设备到网络的中继用户设备的方法
CN106304258A (zh) 2015-05-15 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 中继选择及发现的方法、装置及***
US20180192458A1 (en) * 2015-06-25 2018-07-05 Nec Corporation Radio terminal, d2d communication control apparatus, base station, preliminary relay radio terminal selection method, non-transitory computer readable medium
US9992701B2 (en) * 2016-03-18 2018-06-05 Dell Products, Lp Method and apparatus for adaptive transmission techniques with connection context aware radio communication management and path prediction
US10630410B2 (en) * 2016-05-13 2020-04-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Network architecture, methods, and devices for a wireless communications network
US20180184422A1 (en) * 2016-12-28 2018-06-28 Intel Corporation Multi-channel time synchronized mesh networking

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