ES2958851T3 - Tramas de activación adaptadas a políticas basadas en paquetes en una red 802.11 - Google Patents

Abstract

En redes 802.1 1ax con puntos de acceso, un marco de activación ofrece unidades de recursos programadas y aleatorias a los nodos para la comunicación de enlace ascendente de datos con los puntos de acceso. Para hacer más eficaz el uso de la red, se describe un aparato de comunicación que comprende: medios receptores para recibir una trama de activación que incluye información de una pluralidad de unidades de recursos que dividen uno o más canales de comunicación en un dominio de frecuencia y, para cada uno de la pluralidad de unidades de recursos, información que indica una categoría de acceso que categoriza los datos; y medios de envío para enviar datos utilizando al menos una de la pluralidad de unidades de recursos en respuesta a la trama de activación recibida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Tramas de activación adaptadas a políticas basadas en paquetes en una red 802.11

SECTOR TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a redes de comunicación inalámbrica, y, más concretamente, a la asignación aleatoria para la comunicación de enlace ascendente de subcanales (o unidades de recurso) OFDMA que forman, por ejemplo, un canal compuesto de comunicación. Una aplicación del procedimiento se refiere a la comunicación de datos inalámbrica sobre una red de comunicación inalámbrica que utiliza Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Prevención de Colisiones (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA), pudiendo acceder a la red una pluralidad de dispositivos de nodo.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

El estándar de MAC IEEE 802.11 define la forma en la que las redes de área local inalámbricas (WLAN) deben funcionar en el nivel físico y de Control de Acceso al Medio (Medium Access Control, MAC). Habitualmente, el modo de operación de MAC (Control de Acceso al Medio) 802.11 implementa la bien conocida Función de Coordinación Distribuida (Distributed Coordination Function, DCF), que se basa en un mecanismo basado en contienda basado en la denominada técnica de "Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Prevención de Colisiones" (CSMA/CA). El estándar del protocolo de acceso al medio 802.11 o su modo de operación está dirigido principalmente a la gestión de nodos de comunicación que esperan a que el medio inalámbrico quede libre para intentar acceder al medio inalámbrico.

El modo de operación de la red definido por el estándar IEEE 802.11ac proporciona un rendimiento muy alto (Very High Throughput, VHT) mediante, entre otros medios, el desplazamiento desde la banda de 2,4 GHz, que se considera altamente susceptible a la interferencia, a la banda de 5 GHz, permitiendo así utilizar canales contiguos en frecuencia más anchos de 80 MHz, dos de los cuales se pueden combinar, opcionalmente, para obtener un canal de 160 MHz como la banda de operación de la red inalámbrica.

El estándar 802.11ac también adapta las tramas de control, tales como las tramas de Solicitud de Envío (Request-To-Send, RTS) y Libre para Envío (Clear-To-Send, CTS) para permitir canales compuestos de anchos de banda variables y predefinidos de 20, 40 u 80 MHz, estando formados los canales compuestos por uno o varios canales que son contiguos dentro de la banda de operación. El canal compuesto de 160 MHz es posible mediante la combinación de dos canales compuestos de 80 MHz dentro de la banda de operación de 160 MHz. Las tramas de control especifican el ancho de canal (ancho de banda) para el canal compuesto específico.

Por lo tanto, un canal compuesto está formado por un canal principal en el que un nodo determinado lleva a cabo el procedimiento de contención EDCA para acceder al medio, y, como mínimo, un canal secundario de, por ejemplo, 20 MHz cada uno. Los nodos de comunicación utilizan el canal principal para detectar si el canal está libre o no, y el canal principal se puede ampliar utilizando el canal o canales secundarios para formar un canal compuesto.

La detección de desocupación del canal se realiza utilizando CCA (Evaluación de Canal Libre, Clear Channel Assessment), y, más concretamente, CCA-ED, que significa CCA con Detección de Energía (Energy Detect, ED). CCA-ED es la capacidad de cualquier nodo de detectar energía no perteneciente al estándar 802.11 en un canal y esperar para transmitir datos. Un umbral de ED basado en la comparación de la energía detectada en el canal se define, por ejemplo, como 20 dB por encima de la sensibilidad mínima de la capa física PHY del nodo. Si la energía de la señal en banda supera este umbral, la CCA se mantiene en ocupado hasta que la energía del medio vuelve a estar por debajo del umbral.

Dado un desglose en árbol de la banda de operación en canales elementales de 20 MHz, algunos canales secundarios se denominan canales terciarios o cuaternarios.

En el estándar 802.11ac, todas las transmisiones y, por tanto, todos los posibles canales compuestos, incluyen el canal principal. Esto se debe a que los nodos llevan a cabo el seguimiento completo del Acceso Múltiple por Detección de Portadora/Prevención de Colisiones (CSMA/CA) y del Vector de Asignación de Red (Network Allocation Vector, NAV) solo en el canal principal. Los otros canales se asignan como canales secundarios, en los cuales los nodos solo tienen capacidad de CCA (Evaluación de Canal Libre), es decir, detección de un estado libre u ocupado de dicho canal secundario.

Un problema con la utilización de canales compuestos, tal como se definen en el estándar 802.11n u 802.11ac (u 802.11ax) es que los nodos que compatibles con 802.11n y 802.11ac (es decir, nodos HT, que significa nodos de alto rendimiento) y los otros nodos heredados (es decir, nodos no HT que cumplen solo, por ejemplo, con el estándar 802.11a/b/g) tienen que coexistir dentro de la misma red inalámbrica y, por tanto, tienen que compartir los canales de 20 MHz.

Para hacer frente a este problema, los estándares 802.11n y 802.11ac proporcionan la capacidad de duplicar las tramas de control (por ejemplo, tramas RTS/CTS o CTS a uno mismo (CTS-to-Self), o ACK para acusar recibo de la recepción correcta o errónea de los datos enviados) en el formato heredado del estándar 802.11a (denominado "no HT") para establecer la protección del intervalo de tiempo TXOP (“Transcrit Opportunity”, Oportunidad para transmitir) solicitado sobre todo el canal compuesto.

Esto es para que cualquier nodo heredado del estándar 802.11a que utilice cualquiera de los canales de 20 MHz implicados en el canal compuesto tenga en cuenta las comunicaciones en curso en el canal de 20 MHz utilizado. Como resultado, se evita que el nodo heredado inicie una nueva transmisión hasta el final del intervalo de tiempo TXOP del canal compuesto actual concedido a un nodo 802.11 n/ac.

Como se proponía originalmente en el estándar 802.11n, se proporciona una duplicación de la transmisión convencional según el estándar 802.11a o "no HT" para permitir enviar las dos tramas de control no HT de 20 MHz idénticas simultáneamente tanto por el canal principal como por el secundario que forman el canal compuesto utilizado.

Esta solución se ha extendido para el estándar 802.11ac para permitir la duplicación sobre los canales que forman un canal compuesto de 80 MHz o 160 MHz. En el resto del presente documento, la "trama no HT duplicada" o la 'trama de control no HT duplicada" o la "trama de control duplicada" significa que el dispositivo de nodo duplica la transmisión convencional o "no HT" de una trama de control determinada sobre el(los) canal(es) secundario(s) de 20 MHz de la banda de funcionamiento (40 MHz, 80 MHz o 160 MHz).

En la práctica, para solicitar un canal compuesto (mayor o igual que 40 MHz) para un nuevo intervalo de tiempo TXOP, un nodo 802.11n/ac realiza un procedimiento de espera E<d>C<a>en el canal principal de 20 MHz. En paralelo, lleva a cabo un mecanismo de detección de canal, tal como la detección de la señal de Evaluación de Canal Libre (CCA), en los canales secundarios para detectar el canal o canales secundarios que están libres (el estado del canal es "libre") durante un intervalo PIFS (“PCF (Point Coordination Function) Interframe Space”, espacio entre tramas según el método PCF (función de coordinación puntual)) antes del comienzo del nuevo intervalo de tiempo TXOP (es decir, antes de que venza el contador de espera).

Más recientemente, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) aprobó oficialmente el grupo de trabajo de 802.11ax, como el sucesor de 802.11 ac. El objetivo principal del grupo de trabajo de 802.11ax consiste en buscar una mejora de la velocidad de transmisión de datos para dispositivos de comunicación inalámbrica utilizados en escenarios de despliegue denso.

Los desarrollos recientes del estándar 802.11ax buscaban optimizar la utilización del canal compuesto por múltiples nodos en una red inalámbrica que tiene un punto de acceso (Access Point, AP). De hecho, los contenidos habituales tienen cantidades importantes de datos relacionados, por ejemplo, con contenido audiovisual de alta definición en tiempo real e interactivo. Asimismo, es bien sabido que el rendimiento del protocolo CSMA/CA utilizado en el estándar IEEE 802.11 se deteriora rápidamente a medida que aumenta el número de nodos y la cantidad de tráfico, por ejemplo, en escenarios WLAN densos.

El número de grandes colisiones y las retransmisiones asociadas aumenta sustancialmente a medida que aumenta la densidad de la red.

Una situación problemática se refiere a los denominados "paquetes pequeños", es decir, paquetes MAC que intrínsecamente se ven afectados por una sobrecarga importante (con respecto a la cantidad de datos de carga útil) debida, por ejemplo, a la cabecera MAC, a los tiempos de espera para acceder al medio inalámbrico, etc. Cuanto mayor es el número de paquetes pequeños, mayor es la pérdida de ancho de banda de red debido a la sobrecarga correspondiente, y, por tanto, mayor es el número de colisiones y retransmisiones asociadas con los paquetes pequeños.

Además, la situación problemática está empeorando, ya que, aunque la sobrecarga debida a la cabecera MAC es fija, el tiempo de espera aumenta con el número de nodos (el medio al que se accede se comparte entre un mayor número de nodos) y con el número de colisiones.

Por tanto, los tráficos bien establecidos (o tráficos planificados gestionados por el AP) pueden verse afectados por los paquetes pequeños que se transportan en la red.

Sin embargo, los tráficos planificados no son los principales en un Conjunto de Servicios Básicos (Basic Service Set, BSS) formado por el AP y sus nodos registrados.

Para que los nodos se coordinen entre sí, se ha introducido una nueva Función de Coordinación Híbrida (Hybrid Coordination Function, HCF) que incluye dos procedimientos de acceso al canal: Acceso al Canal Controlado por HCF (HCF Controlled Channel Access, HCCA) y Acceso al Canal Distribuido Mejorado (Enhanced Distributed Channel Access, EDCA). Tanto EDCA como HCCA definen categorías de tráfico (Traffic Categories, TC) para ajustar el soporte de la QoS (Quality of Service, Calidad de Servicio) diferenciando y negociando los parámetros de servicio de los nodos. Por ejemplo, un correo electrónico se podría asignar a una clase de prioridad baja, y la voz sobre LAN inalámbrica (Voice over Wireless LAN, VoWLAN) podría asignarse a una clase de prioridad alta.

Se definen cuatro categorías de acceso:

AC_BK es la prioridad más baja, para datos en segundo plano,

AC_BE es la siguiente prioridad, para datos de mejor esfuerzo,

AC_VI es la prioridad para aplicaciones de vídeo, y

AC_VO es la prioridad para aplicaciones de voz.

Cada categoría de acceso posee sustancialmente dos clases de tráfico, tal como se define en el estándar 802.11 del IEEE. En el siguiente documento, las clases de tráfico y las categorías de acceso se utilizan de forma indiferente para designar la misma idea.

Este tráfico de QoS es esencialmente injusto. Las colisiones y las retransmisiones empeoran en entornos densos, como los cubiertos por 802.11 ax, conduciendo, por tanto, a una baja eficiencia del medio inalámbrico.

En este contexto, se ha considerado que la transmisión multiusuario permita múltiples transmisiones simultáneas a diferentes usuarios o desde los mismos, tanto en las direcciones de enlace descendente como ascendente. En el enlace ascendente, las transmisiones multiusuario se pueden utilizar para mitigar la probabilidad de colisión permitiendo que múltiples nodos transmitan simultáneamente y mejorar la capacidad de red mutualizando la sobrecarga (cabecera, tiempos de espera) sobre los paquetes MAC.

Para llevar a cabo realmente dicha transmisión multiusuario, se ha propuesto dividir un canal de 20 MHz concedido en subcanales (subcanales elementales), también denominados unidades de recurso (RU), que se comparten en el dominio de la frecuencia por múltiples usuarios, basándose, por ejemplo, en una técnica de Acceso Múltiple por División Ortogonal de Frecuencia (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA).

OFDMA es una variación multiusuario de OFDM (“Orthogonal Frecuency Division Multiplexing”, multiplexación por división ortogonal de la frecuencia), que se ha convertido en una nueva tecnología clave para mejorar la eficiencia en redes inalámbricas avanzadas basadas en infraestructura. Combina OFDM en la capa física con Acceso Múltiple por División de Frecuencia (Frequency Division Multiple Access, FDMA) en la capa MAC, permitiendo asignar diferentes subportadoras o tonos a diferentes nodos con el fin de aumentar la concurrencia. Las subportadoras adyacentes a menudo experimentan condiciones del canal similares y, por tanto, se agrupan en subcanales: un subcanal o RU de OFDMA es, por tanto, un conjunto de subportadoras o tonos.

Tal como se concibe actualmente, la granularidad de dichos subcanales OFDMA es más fina que la de la banda del canal de 20 MHz original. Habitualmente, un subcanal de 2 MHz o 5 MHz se puede contemplar como un ancho mínimo, definiendo así, por ejemplo, nueve subcanales o unidades de recurso dentro de un único canal de 20 MHz. Para soportar un enlace ascendente multiusuario, es decir, la transmisión de enlace ascendente al punto de acceso (AP) según el estándar 802.11ax durante el intervalo de tiempo TXOP concedido, el AP según el estándar 802.11ax tiene que proporcionar información de señalización para que los nodos heredados (nodos no pertenecientes al estándar 802.11ax) ajusten sus NAV y para que los nodos 802.11ax determinen la asignación de las unidades de recurso, RU, y que se utilizarán como un tiempo de referencia para la sincronización de la emisión de datos.

Se ha propuesto que el AP envíe una trama de activación (Trigger Frame, TF) a los nodos según el estándar 802.11ax para activar las comunicaciones de enlace ascendente.

El documento IEEE 802.11-15/0365 propone que el AP envíe una trama de activación (TF) para solicitar la transmisión de (unidades de datos del protocolo de convergencia de la capa física PPDU “(PLCP, “Physical Layer Convergence Protocol”) Protocol Data Units” (OFDMA) multiusuario por enlace ascendente (UL) desde múltiples nodos. En respuesta, los nodos transmiten PPDU (OFDMA) de MU por UL como respuestas inmediatas a la trama de activación. Todos los transmisores pueden enviar datos al mismo tiempo, pero utilizando conjuntos discontinuados de RU (es decir, de frecuencias en el esquema OFDMA), dando lugar a transmisiones con menos interferencia.

Para proporcionar transmisión multiusuario en el estándar 802.11ax, OFDMA requiere una sincronización precisa de símbolos entre usuarios para mantener la ortogonalidad entre los diferentes subcanales o RU de OFDMA.

Además, los diversos nodos que transmiten PPDU en las RU tienen que sincronizar el final de la transmisión de sus PPDU. De otro modo, si un nodo finaliza antes su transmisión, la RU no utilizada podría ser adquirida por un nodo del OBSS ("Overlapping Base Station Subsystem", Subsistema de Estaciones Base Superpuesto), que entonces podría iniciar una nueva transmisión.

Esto puede causar interferencia con los siguientes acuses de recibo de bloque (Block Acknowledgements, BA) enviados por el AP a los nodos.

Esto también puede afectar al AP cuando recibe las otras PPDU en curso.

Para sincronizar el final de la transmisión de sus PPDU, los nodos deben enviar datos en sus RU hasta el final de la duración temporal del intervalo de tiempo TXOP indicada en la trama de activación. En la práctica, los nodos comienzan a enviar datos de relleno (tal como se define en el documento IEEE 802.11-15/617) si finalizan la transmisión de los datos de carga útil antes del final del intervalo de tiempo TXOP.

El ancho de banda o ancho del canal compuesto objetivo también se señaliza en la trama TF, lo que significa que se añade el valor de 20, 40, 80 o 160 MHz. La trama TF se envía sobre el canal de 20 MHz principal y se duplica (replica) en el resto de canales de 20 MHz que forman el canal compuesto objetivo. Tal como se ha descrito anteriormente para la duplicación de las tramas de control, se espera que cada nodo heredado cercano (nodos no HT o 802.11ac) que reciba la TF en su canal principal, ajuste entonces su NAV al valor de la duración del intervalo de tiempo TXOp especificado en la trama t F. Esto evita que estos nodos heredados accedan a los canales del canal compuesto objetivo durante el intervalo de tiempo TXOP.

Se puede reservar una unidad de recurso, RU, para un nodo concreto, en cuyo caso el AP indica, en la TF, el nodo para el que está reservada la RU. Dicha RU se denomina RU planificada. El nodo indicado no necesita llevar a cabo la contienda para acceder a una RU planificada reservada al mismo.

Con el fin de mejorar más la eficiencia del sistema con respecto al tráfico sin gestionar para el AP (por ejemplo, tramas de gestión de enlace ascendente procedentes de nodos asociados, nodos no asociados que pretenden alcanzar un AP o sencillamente tráfico de datos sin gestionar), el documento IEEE 802.11-15/0604 propone una nueva trama de activación (TF-R) sobre el procedimiento MU de UL anterior, permitiendo el acceso aleatorio en el intervalo de tiempo TXOP de Of DmA. En otras palabras, más de un nodo puede acceder aleatoriamente a la unidad de recurso, RU. Dicha RU se denomina RU aleatoria, y se indica como tal en la TF. Las RU aleatorias pueden servir como una base para la contienda entre nodos que desean acceder al medio de comunicación para enviar datos. Todavía no se ha definido el procedimiento de selección de recursos aleatorios. Todo lo que se sabe es que la trama de activación puede definir solo RU planificadas, o solo RU aleatorias dentro del canal compuesto objetivo.

Sea cual sea el procedimiento de selección de recursos aleatorios, la transmisión multiusuario basada en el mecanismo de trama de activación debería mejorar la capacidad de red mutualizando la sobrecarga sobre los nodos. En efecto, en general se reduce la sobrecarga por tiempo de espera.

Sin embargo, se cree que el mecanismo de trama de activación todavía experimenta un problema de sobrecarga, que, principalmente, se desplaza del tiempo de espera al tiempo de relleno.

Para ser precisos, el mecanismo de trama de activación proporciona solo una RU genérica, en la que se debe llevar a cabo un relleno para garantizar que se alcanza el final del intervalo de tiempo TXOP y para evitar la interferencia con nodos heredados. Dicho relleno se añade al coste global de la sobrecarga. Este coste de sobrecarga adicional debido al relleno se acentúa para los denominados paquetes pequeños, ya que estos utilizan una parte muy pequeña de las RU asignadas.

Por tanto, en particular para los paquetes pequeños, la ganancia al reducirse el tiempo de espera puede no ser suficiente para compensar la pérdida debida al relleno. En consecuencia, es posible que la sobrecarga total no se reduzca, al contrario del objetivo deseado al introducir el mecanismo de trama de activación.

Aparte de la situación de los paquetes pequeños, en las diversas RU normalmente conviven diferentes tipos de tráficos de datos, cada uno con requisitos diferentes en términos de cantidad de datos a transmitir, latencia, duración del intervalo de tiempo TXOP, etc. Dicha heterogeneidad de las diferentes PPDU transmitidas por los nodos puede dar lugar a tener una gran cantidad de datos de relleno en algunas RU y, por tanto, a la reducción drástica de la eficiencia de utilización del canal.

Se puede observar que el problema del relleno también se puede acentuar debido a la utilización de diferentes modulaciones (esquema de modulación y codificación) para gestionar la variación de la distancia (nodo a AP) y la relación de señal a ruido (cambio de las condiciones del canal) a través de las diferentes rutas, es decir, a través de las diferentes RU que implican diferentes nodos.

Por tanto, existe la necesidad de mejorar esta situación y de reducir el impacto del relleno en la eficiencia de utilización de la red.

Además, también se deben aprovechar los diferentes tipos de tráficos de datos que conviven en las diversas RU para mejorar la utilización de la red.

La Patente US 2013/336184 da a conocer una ventana de acceso restringido (Restricted Access Window, RAW) que proporciona un punto de acceso para la comunicación de las estaciones. Un paquete de difusión, tal como una trama de baliza 205, enviado por el punto de acceso, puede incluir un indicador de un tipo de paquete especificado para la RAW.

La Patente US 2015/146654 da a conocer MU-MIMO de enlace ascendente a través de diferentes flujos espaciales para diferentes estaciones. Una trama de definición de grupo de enlace ascendente indica un valor para una categoría de acceso, una categoría de tráfico, un flujo de tráfico, un TID, una velocidad de transmisión de datos, un valor de MCS u otros parámetros apropiados a utilizar para las transmisiones durante la planificación de MU-MIMO de enlace ascendente.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

Un objetivo amplio de la presente invención es dar a conocer procedimientos y dispositivos de comunicación inalámbrica en una red inalámbrica. La red inalámbrica incluye un punto de acceso y una pluralidad de nodos, compartiendo todos ellos el medio físico de la red inalámbrica.

La presente invención se ha ideado para superar una o varias de las limitaciones anteriores.

En este contexto, la presente invención busca dar a conocer procedimientos de comunicación inalámbrica que mejoran la utilización de la red y, a su vez, tienen mecanismos mejorados contra las colisiones en los canales de comunicación.

La invención se puede aplicar a cualquier red inalámbrica en la que un punto de acceso proporcione a los nodos registrados una pluralidad de subcanales (o unidades de recurso) que forman un canal de comunicación. El canal de comunicación es el canal elemental en el que los nodos llevan a cabo la detección para determinar si está libre u ocupado.

La invención es especialmente apropiada para la transmisión de datos al AP de una red IEEE 802.11ax (y versiones futuras).

La invención da a conocer aparatos de comunicación tal como se definen en las reivindicaciones 1 y 2, así como procedimientos de comunicación correspondientes tal como se definen en las reivindicaciones 4 y 5.

Otro aspecto de la invención se refiere a un medio no transitorio legible por ordenador que almacena un programa que, cuando se ejecuta mediante un microprocesador o un sistema informático en un aparato de comunicación, hace que el aparato de comunicación lleve a cabo cualquier procedimiento definido anteriormente.

El medio no transitorio legible por ordenador puede tener características y ventajas que son análogas a las expuestas anteriormente y más adelante en relación con los procedimientos y los aparatos.

Otro aspecto de la invención se refiere a una trama de activación tal como se define en la reivindicación 7.

Como mínimo, partes de los procedimientos según la invención se pueden implementar por ordenador. En consecuencia, la presente invención puede tomar la forma de una realización completamente de hardware, una realización completamente de software (incluyendo firmware, software residente, microcódigo, etc.) o una realización que combina aspectos de software y de hardware que, en la presente memoria descriptiva, pueden denominarse, en general, un "circuito", "módulo" o "sistema". Asimismo, la presente invención puede tomar la forma de un producto de programa informático realizado en cualquier medio o expresión tangible que tiene código de programa utilizable por ordenador incorporado en el medio.

Como la presente invención se puede implementar en software, la presente invención se puede realizar como código legible por ordenador para su provisión a un aparato programable en cualquier medio portador apropiado. Un medio portador tangible puede comprender un medio de almacenamiento, tal como una unidad de disco duro, un dispositivo de cinta magnética o un dispositivo de memoria de estado sólido y similares. Un medio portador transitorio puede incluir una señal tal como una señal eléctrica, una señal electrónica, una señal óptica, una señal acústica, una señal magnética o una señal electromagnética, por ejemplo, una señal de microondas o de RF.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Otras ventajas de la presente invención se harán evidentes a los expertos en la materia después de examinar los dibujos y la descripción detallada. A continuación, se describirán las realizaciones de la invención, solo a modo de ejemplo, y haciendo referencia a los siguientes dibujos.

Lafigura 1ilustra un sistema de comunicación inalámbrica habitual, en el que se pueden implementar las realizaciones de la invención;

lafigura 2es una línea temporal que ilustra esquemáticamente un mecanismo de comunicación convencional según el estándar IEEE 802.11;

lafigura 3ilustra la asignación de canales de 802.11ac que soporta un ancho de banda de canal de 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz o 160 MHz como se conoce en la técnica;

lafigura 4ilustra un ejemplo de un esquema de transmisión OFDMA de enlace ascendente 802.11ax, en el que el AP envía una trama de activación para reservar una oportunidad de transmisión de subcanales (unidades de recurso) OFDMA en un canal de 80 MHz como se conoce en la técnica;

lafigura 5ilustra líneas de comunicación ejemplares según una asignación aleatoria ejemplar;

lafigura 5ailustra un ejemplo de utilización de ocho RU que forman un canal compuesto;

lafigura 6muestra una representación esquemática de un dispositivo o estación de comunicación según las realizaciones de la presente invención;

lafigura 7muestra una representación esquemática de un dispositivo de comunicación inalámbrica según realizaciones de la presente invención;

lafigura 8ilustra, utilizando un diagrama de flujo, las etapas generales de las primeras realizaciones no incluidas en el alcance de las reivindicaciones concedidas, desde la perspectiva del punto de acceso;

lafigura 9ilustra, utilizando un diagrama de flujo, las etapas generales de las primeras realizaciones no incluidas en el alcance de las reivindicaciones concedidas, desde la perspectiva del nodo;

lafigura 10ilustra, utilizando un diagrama de flujo, las etapas generales de las segundas realizaciones de la presente invención, desde la perspectiva del punto de acceso;

lafigura 11ilustra, utilizando un diagrama de flujo, las etapas generales de las segundas realizaciones de la presente invención, desde la perspectiva del nodo;

lafigura 12ilustra, utilizando un diagrama de flujo, las etapas generales de las terceras realizaciones no incluidas en el alcance de las reivindicaciones concedidas, desde la perspectiva del punto de acceso;

lafigura 13ilustra, utilizando un diagrama de flujo, las etapas generales de las terceras realizaciones no incluidas en el alcance de las reivindicaciones concedidas, desde la perspectiva del nodo;

lafigura 14ilustra un ejemplo de diseño de RU de un canal compuesto según las terceras realizaciones no incluidas en el alcance de las reivindicaciones concedidas; y

lasfiguras 15presentan un formato ejemplar para señalizar atributos de las RU según la primera, segunda y tercera realizaciones.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

A continuación, se describirá la invención por medio de realizaciones ejemplares no limitativas concretas y haciendo referencia a las figuras.

Solo son parte de la invención aquellas realizaciones que comprenden la característica de que la trama de activación incluye información que indica una categoría de acceso para cada una de las unidades de recurso indicadas por la trama de activación.

Cualquier otra realización que se desvíe o que sea más general debe interpretarse como información del estado de la técnica anterior, proporcionada para facilitar la comprensión de la invención reivindicada.

Lafigura 1ilustra un sistema de comunicación en el que varios nodos (o estaciones) de comunicación 101-107 intercambian tramas de datos sobre un canal de transmisión de radio 100 de una red de área local inalámbrica (WLAN), bajo la gestión de una estación central o punto de acceso (AP) 110. El canal de transmisión de radio 100 se define mediante una banda de frecuencias de operación constituida por un único canal o una pluralidad de canales que forman un canal compuesto.

El acceso al medio de radio compartido para enviar tramas de datos se basa en la técnica CSMA/CA, para detectar la portadora y evitar colisiones separando las transmisiones concurrentes en el espacio y el tiempo.

La detección de portadora en CSMA/CA se lleva a cabo mediante mecanismos físicos y virtuales. La detección virtual de portadora se consigue transmitiendo tramas de control para reservar el medio antes de la transmisión de las tramas de datos.

A continuación, un nodo de origen intenta en primer lugar a través del mecanismo físico, detectar un medio que ha estado libre durante como mínimo un período temporal DIFS (que significa espacio entre tramas de DCF), antes de transmitir tramas de datos.

Sin embargo, si se detecta que el medio de radio compartido está ocupado durante el período DIFS, el nodo de origen sigue esperando hasta que el medio de radio queda libre. Para ello, inicia un contador de contención de cuenta atrás diseñado para vencer después de un cierto número de ranuras temporales, elegidas aleatoriamente entre [0, CW], denominándose CW (entero) la ventana de contienda (Contention Window, CW). Este mecanismo o procedimiento de contención es la base del mecanismo de prevención de colisiones que difiere el tiempo de transmisión durante un intervalo aleatorio, reduciendo así la probabilidad de colisiones en el canal compartido. Después del período temporal de contención, el nodo de origen puede enviar tramas de datos o de control si el medio está libre.

Un problema de las comunicaciones de datos inalámbricas es que no es posible que el nodo de origen escuche mientras envía, impidiendo así que el nodo de origen detecte la corrupción de los datos debida a fenómenos de desvanecimiento o interferencia en el canal o de colisión. El nodo de origen sigue desconociendo la corrupción de las tramas de datos enviadas, y sigue transmitiendo las tramas innecesariamente, perdiendo así tiempo de acceso. El mecanismo de prevención de colisiones de CSMA/CA proporciona, por tanto, un acuse de recibo (ACK) positivo de las tramas de datos enviadas por el nodo de recepción si las tramas se reciben con éxito, para notificar al nodo de origen que no se ha producido ninguna corrupción de las tramas de datos enviadas.

El ACK se transmite al final de la recepción de la trama de datos, inmediatamente después de un período de tiempo denominado espacio corto entre tramas (Short InterFrame Space, SIFS).

Si el nodo de origen no recibe el ACK dentro de un tiempo de espera de ACK especificado o si detecta la transmisión de una trama diferente en el canal, puede inferir la pérdida de la trama de datos. En ese caso, en general, replanifica la transmisión de la trama según el procedimiento de contención mencionado anteriormente. Sin embargo, esto se puede ver como un desperdicio de ancho de banda si solo se ha corrompido el ACK, pero las tramas de datos se recibieron correctamente en el nodo de recepción.

Para mejorar la eficiencia de la prevención de colisiones de CSMA/CA, se implementa, opcionalmente, un mecanismo de negociación en cuatro pasos. Una implementación se conoce como el intercambio de RTS/CTS, definido en el estándar 802.11.

El intercambio de RTS/CTS consiste en intercambiar tramas de control para reservar el medio de radio antes de transmitir las tramas de datos durante una oportunidad de transmisión denominada TXOP en el estándar 802.11, tal como se describe a continuación, protegiendo así las transmisiones de datos frente a más colisiones.

Lafigura 2ilustra el comportamiento de tres grupos de nodos durante una comunicación convencional sobre un canal de 20 MHz del medio 802.11: nodo de transmisión o de origen 20, nodo de recepción, destinatario o de destino 21 y otros nodos 22 no implicados en la comunicación actual.

Después de comenzar el proceso de contención 270 antes de transmitir datos, una estación, por ejemplo, el nodo de origen 20, inicializa su contador de tiempo de contención a un valor aleatorio, tal como se ha explicado anteriormente. El contador de tiempo de contención se decrementa una vez en cada intervalo de ranura temporal 260 hasta que se detecta que el medio de radio está libre (la cuenta atrás comienza en T0, 23 como se muestra en la figura).

La detección del canal se lleva a cabo, por ejemplo, utilizando la detección de la señal de evaluación de canal libre (CCA).

CCA es un mecanismo de detección de portadora WLAN definido en los estándares IEEE 802.11-2007 como parte de la capa Dependiente del Medio Físico (Physical Medium Dependant, PMD) y del Protocolo de Convergencia de Capa Física (Physical Layer Convergence Protocol, PLCP). Implica dos funciones:

Detección de portadora (CCA-CS), que es la capacidad del nodo de recepción de detectar y descodificar el preámbulo de una trama 802.11. A partir del campo de cabecera del PLCP, se puede inferir la duración temporal durante la cual estará ocupado el medio, y cuando se detecta dicho preámbulo de trama 802.11, un indicador de CCA se mantiene en ocupado hasta el final de la transmisión de datos.

Detección de energía (CCA-ED), que es la capacidad del nodo de recepción de detectar energía no 802.11 en un canal de 20 MHz concreto y renunciar a la transmisión de datos. En la práctica, se detecta un nivel de energía sobre el canal de 20 MHz y se compara con un umbral de ED, discriminando entre un estado del canal con o sin canal de energía 802.11. El umbral de ED se define, por ejemplo, como 20 dB por encima de la sensibilidad mínima de la capa PHY del nodo. Si la energía de la señal en banda cruza este umbral, la CCA se mantiene en ocupado hasta que la energía del medio vuelve a estar por debajo del umbral.

La unidad de tiempo en el estándar 802.11 es la ranura temporal, denominada parámetro 'aSlotTime'. Este parámetro se especifica mediante la capa PHY (física) (por ejemplo, aSlotTime es igual a 9 |js para el estándar 802.11n). Todas las duraciones espaciales dedicadas (por ejemplo, contención) añaden múltiplos de esta unidad de tiempo al valor del SIFS.

El contador de tiempo de contención se 'congela' o suspende cuando se detecta una transmisión en el canal del medio de radio (la cuenta atrás se detiene en T1, 24 para otros nodos 22 que han decrementado su contador de tiempo de contención).

La cuenta atrás del contador de tiempo de contención se reanuda o reactiva cuando se detecta que el medio de radio está libre de nuevo, después del período de tiempo DIFS. Este es el caso para los otros nodos en T2, 25 tan pronto como la oportunidad de transmisión TXOP concedida al nodo de origen 20 finaliza y transcurre el período DIFS 28. El DIFS (espacio entre tramas de DCF) 28 define así el tiempo de espera mínimo para un nodo de origen antes de intentar transmitir algunos datos. En la práctica, DIFS = SIFS 2*aSlotTime.

Cuando el contador de tiempo de contención llega a cero (26) en T1, el contador vence, el nodo 20 correspondiente solicita acceso al medio para que se le conceda un intervalo de tiempo TXOP, y el contador de tiempo de contención se reinicia 29 utilizando un nuevo valor de contención aleatorio.

En el ejemplo de la figura que implementa el esquema RTS/CTS, en T1, el nodo de origen 20 que quiere transmitir tramas de datos 230 envía una trama corta o mensaje especial que actúa como una solicitud de acceso al medio para reservar el medio de radio, en lugar de las propias tramas de datos, justo después de que se detecta que el canal está libre durante un DIFS o después del período de contención, tal como se ha explicado anteriormente. La solicitud de acceso al medio se conoce como mensaje o trama de Solicitud de Envío (RTS). En general, la trama RTS incluye las direcciones de los nodos de origen y de recepción ("destino 21") y la duración durante la que debe reservarse el medio de radio para transmitir las tramas de control (<r>T<s>/CTS) y las tramas de datos 230.

Después de recibir la trama RTS, y, si se detecta que el medio de radio está libre, el nodo de recepción 21 responde, después de un período de tiempo SIFS 27 (por ejemplo, SIFS es igual a 16 |js para el estándar 802.11n), con una respuesta de acceso al medio, conocida como trama Libre para Enviar (CTS). La trama CTS también incluye las direcciones de los nodos de origen y de recepción, e indica el tiempo restante requerido para transmitir las tramas de datos, calculado a partir del instante en el que se comienza a enviar la trama CTS.

El nodo de origen 20 considera la trama CTS como un acuse de recibo de su solicitud para reservar el medio de radio compartido durante una duración temporal determinada.

Por tanto, el nodo de origen 20 espera recibir una trama CTS 220 del nodo de recepción 21 antes de enviar los datos 230 utilizando tramas únicas y de unidifusión (una dirección de origen y una dirección de destinatario o de destino).

Por tanto, se permite que el nodo de origen 20 envíe las tramas de datos 230 después de recibir correctamente la trama CTS 220 y después de un nuevo período de tiempo SIFS 27.

Para proporcionar soporte de QoS, 802.11 ha definido varios niveles de prioridades para los datos que quiere transmitir el nodo de origen 20. Los niveles se definen, principalmente, basándose en la naturaleza de los datos. En 802.11e, se definen cuatro categorías de acceso (AC):

AC_BK tiene la prioridad más baja, para datos en segundo plano,

AC_BE tiene la siguiente prioridad, para datos de mejor esfuerzo,

AC_VI tiene la prioridad más alta para aplicaciones de vídeo, y

AC_VO tiene la prioridad más alta para aplicaciones de voz.

Cada categoría de acceso posee una o más clases de tráfico, definidas en el estándar IEEE 802.11e2005.

En la práctica, el nodo de origen 20 tiene una cola de memoria intermedia de transmisión para cada categoría de acceso, e implementa así un contador de contención para cada categoría de acceso. Se considera que el contador de contención que tiene el valor más bajo entre los cuatro contadores de contención de AC es el contador de contención para el nodo, como se ha analizado anteriormente, ya que es el primero que llegará a cero.

El nodo de recepción 21 envía una trama ACK 240 después de haber recibido correctamente las tramas de datos enviadas, después de un nuevo período de tiempo SIFS 27.

Si el nodo de origen 20 no recibe el ACK 240 dentro de un tiempo de espera de ACK especificado (en general, dentro del intervalo de tiempo TXOP), o si detecta la transmisión de una trama diferente en el medio de radio, replanifica la transmisión de la trama utilizando de nuevo el procedimiento de contención.

Como el mecanismo de negociación en cuatro pasos de RTS/CTS 210/220 es opcional en el estándar 802.11, es posible que el nodo de origen 20 envíe tramas de datos 230 inmediatamente después de que su contador de tiempo de contención llegue a cero (es decir, en T1).

La duración temporal solicitada para la transmisión definida en las tramas RTS y CTS define la longitud de la oportunidad de transmisión TXOP concedida, y cualquier nodo en escucha ("otros nodos 22" en la figura 2) en la red de radio puede leerla.

Para hacerlo, cada nodo tiene en memoria una estructura de datos conocida como el vector de asignación de red, o NAV, para almacenar la duración temporal durante la cual se sabe que el medio permanecerá ocupado. Al escuchar una trama de control (RTS 210 o CTS 220) no dirigida a sí mismo, un nodo en escucha 22 actualiza sus NAV (NAV 255 asociado con RTS y NAV 250 asociado con CTS) con la duración temporal de la transmisión solicitada especificada en la trama de control. Por tanto, los nodos en escucha 22 mantienen en memoria la duración temporal durante la cual el medio de radio permanecerá ocupado.

El acceso al medio de radio para los otros nodos 22 se difiere 30, por consiguiente, suspendiendo 31 su temporizador asociado y reanudando 32 posteriormente el temporizador cuando haya vencido el<n>A<v>.

Esto evita que los nodos en escucha 22 transmitan cualquier trama de datos o control durante ese período.

Es posible que el nodo de recepción 21 no reciba la trama RTS 210 correctamente debido a una colisión del mensaje/trama o al desvanecimiento. Incluso si la recibe, el nodo de recepción 21 puede no responder siempre con una CTS 220, porque, por ejemplo, su NAV está asignado (es decir, otro nodo ya ha reservado el medio). En cualquier caso, el nodo de origen 20 entra en un nuevo procedimiento de contención.

El mecanismo de negociación en cuatro pasos de RTS/CTS es muy eficiente en términos de rendimiento del sistema, en concreto con respecto a tramas grandes, ya que reduce la longitud de los mensajes implicados en el proceso de contienda.

En detalle, asumiendo una detección perfecta del canal mediante cada nodo de comunicación, la colisión solo puede producirse si se transmiten dos (o más) tramas dentro de la misma ranura temporal después de un DIFS (espacio intertrama de DCF) 28, o si su propio contador de contención ha llegado a cero aproximadamente al mismo tiempo T1. Si ambos nodos de origen utilizan el mecanismo RTS/CTS, esta colisión solo puede producirse para las tramas RTS. Afortunadamente, los nodos de origen detectan dicha colisión de forma temprana, ya que se determina con rapidez que no se ha recibido ninguna respuesta CTS.

Tal como se ha descrito anteriormente, el MAC de IEEE 802.11 original siempre envía una trama de acuse de recibo (ACK) 240 después de cada trama de datos 230 recibida.

Sin embargo, dichas colisiones limitan el funcionamiento óptimo de la red de radio. Tal como se ha descrito anteriormente, los intentos simultáneos de transmisión desde varios nodos inalámbricos conducen a colisiones. El procedimiento de contención de 802.11 se introdujo por primera vez para el modo de DCF como la solución básica para la prevención de colisiones. En los estándares emergentes IEEE 802.11 n/ac/ax, el procedimiento de contención todavía se utiliza como la solución fundamental para soportar el acceso distribuido entre estaciones o nodos móviles. Para cumplir la demanda creciente de redes inalámbricas más rápidas que soporten aplicaciones intensivas en ancho de banda, 802.11ac tiene como objetivo una transmisión de ancho de banda más grande a través de operaciones multicanal. La figura 3 ilustra la asignación de canales de 802.11ac, que soporta un ancho de banda del canal compuesto de 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz o 160 MHz.

IEEE 802.11ac introduce el soporte de un número restringido de subconjuntos predefinidos de canales de 20 MHz para formar las configuraciones del único canal compuesto predefinido que están disponibles para que cualquier nodo 802.11ac en la red inalámbrica las reserve para transmitir datos.

Los subconjuntos predefinidos se muestran en la figura, y corresponden a anchos de banda de canal de 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz y 160 MHz, en comparación con solo los 20 MHz y 40 MHz soportados por 802.11n. En efecto, los canales componentes de 20 MHz 300-1 a 300-8 se concatenan para formar canales compuestos de comunicación más anchos.

En el estándar 802.11ac, los canales de cada subconjunto de 40 MHz, 80 MHz o 160 MHz predefinido son contiguos dentro de la banda de frecuencias de operación, es decir, no se permite ningún hueco (canal faltante) en el canal compuesto ordenado en la banda de frecuencia de operación.

El ancho de banda del canal de 160 MHz está compuesto por dos canales de 80 MHz que pueden ser contiguos en frecuencia o no. Los canales de 80 MHz y 40 MHz están compuestos, respectivamente, por dos canales de 45 MHz y 20 MHz adyacentes o contiguos en frecuencia.

Un intervalo de tiempo TXOP se concede a un nodo a través del mecanismo de acceso al canal distribuido mejorado (EDCA) en el "canal principal" (300-3). En efecto, para cada canal compuesto que tiene un ancho de banda, 802.11ac designa un canal como 'principal', lo que significa que se utiliza para la contienda para acceder al canal compuesto. El canal de 20 MHz principal es común a todos los nodos (STA) que pertenecen al mismo conjunto básico, es decir, gestionados o registrados en el mismo punto de acceso (AP) local.

Sin embargo, para asegurarse de que ningún otro nodo heredado (es decir, que no pertenece al mismo conjunto) utiliza los canales secundarios, se prevé que las tramas de control (por ejemplo, trama RTS/trama CTS) que reserven el canal compuesto se dupliquen sobre cada canal de 20 MHz de dicho canal compuesto.

Como se ha indicado antes, el estándar IEEE 802.11ac permite unir hasta cuatro, o incluso ocho, canales de 20 MHz. Debido al número limitado de canales (19 en la banda de 5 GHz en Europa), la saturación de canales se vuelve problemática. En efecto, en áreas muy pobladas, la banda de 5 GHz seguramente tenderá a saturarse incluso con una utilización de ancho de banda de 20 o 40 MHz por celda LAN inalámbrica.

Los desarrollos en el estándar 802.11ax buscan mejorar la eficiencia y la utilización del canal inalámbrico para entornos densos.

Desde esta perspectiva, se pueden considerar características de transmisión multiusuario, que permiten múltiples transmisiones simultáneas a diferentes usuarios, en las direcciones del enlace descendente y del enlace ascendente. En el enlace ascendente, las transmisiones multiusuario se pueden utilizar para mitigar la probabilidad de colisión permitiendo que múltiples nodos transmitan simultáneamente.

Para llevar a cabo realmente dicha transmisión multiusuario, se ha propuesto dividir un canal de 20 MHz (300-1 a 300-4) concedido en subcanales 410 (subcanales elementales), también denominados subportadoras o unidades de recurso (RU), que se comparten en el dominio de la frecuencia por múltiples usuarios, basándose, por ejemplo, en una técnica de Acceso Múltiple por División Ortogonal de Frecuencia (OFDMA). Cada RU se puede definir mediante un cierto número de tonos, conteniendo el canal de 20 MHz hasta 242 tonos utilizables.

Esta transmisión multiusuario se ilustra haciendo referencia a lafigura 4.

La característica multiusuario de OFDMA permite que el AP asigne diferentes RU a diferentes nodos con el fin de aumentar la competencia. Esto puede ayudar a reducir la contienda y las colisiones de las redes 802.11.

Al contrario que en el ODFMA de enlace descendente, en el que el AP puede enviar directamente múltiples datos a múltiples estaciones (soportado mediante indicaciones concretas dentro de la cabecera PLCP), se ha adoptado un mecanismo de activación para que el AP active las comunicaciones de enlace ascendente de varios nodos.

Para soportar una transmisión multiusuario de enlace ascendente (durante un intervalo de tiempo TXOP reservado), el AP de 802.11ax tiene que proporcionar información de señalización tanto para que las estaciones heredadas (nodos no 802.11ax) ajusten su NAV como para que los nodos 802.11ax determinen la asignación de las unidades de recurso.

En la siguiente descripción, el término 'heredado' se refiere a nodos no 802.11ax, que significa nodos 802.11 de tecnologías anteriores que no soportan comunicaciones OFDMA.

Como se muestra en el ejemplo de lafigura 4, el AP envía una trama de activación (TF) 430 a los nodos 802.11ax objetivos. El ancho de banda o ancho del canal compuesto objetivo se señaliza en la trama TF, lo que significa que se añade el valor de 20, 40, 80 o 160 MHz. La trama TF se envía sobre el canal de 20 MHz principal y se duplica (replica) en cada uno del resto de canales de 20 MHz que forman el canal compuesto objetivo. Tal como se ha descrito anteriormente para la duplicación de las tramas de control, se espera que cada nodo heredado cercano (nodos no HT o 802.11ac) que reciba la TF en su canal principal, ajuste entonces su NAV al valor especificado en la trama TF en orden. Esto evita que estos nodos heredados accedan a los canales del canal compuesto objetivo durante el intervalo de tiempoTXOP.

La trama de activación TF puede designar como mínimo una unidad de recurso (RU) 410, o 'RU aleatoria', a la que más de un nodo puede acceder aleatoriamente. En otras palabras, las RU aleatorias designadas o asignadas por el AP en la TF pueden servir como base para la contienda entre nodos que desean acceder al medio de comunicación para enviar datos. En lafigura 5se ilustra una realización ejemplar de dicha asignación aleatoria.

La trama de activación TF también puede designar unidades de recurso planificadas, además o en sustitución de las RU aleatorias. Las RU planificadas se pueden reservar para ciertos nodos, en cuyo caso no se necesita ninguna contienda para acceder a dicha RU.

En este contexto, la TF incluye información que especifica el tipo (planificada o aleatoria) de las RU. Por ejemplo, se puede utilizar una etiqueta para indicar que todas las RU definidas en la TF son planificadas (etiqueta = 1) o aleatorias (etiqueta = 0). En el caso de que se mezclen las RU aleatorias y las RU planificadas dentro de la TF, se puede utilizar un mapa de bits (o cualquier otra información equivalente) para definir el tipo de cada RU (el mapa de bits puede seguir un orden conocido de las RU en todos los canales de comunicación).

La característica multiusuario de OFDMA permite que el AP asigne diferentes RU a diferentes nodos con el fin de aumentar la competencia. Esto puede ayudar a reducir la contienda y las colisiones de las redes 802.11.

En el ejemplo de lafigura 4, cada canal de 20 MHz se subdivide en el dominio de la frecuencia en cuatro subcanales o RU 410, habitualmente de tamaño 5 MHz. Estos subcanales (o unidades de recurso) también se denominan 'subportadoras' o 'canales de tráfico'.

Por supuesto, el número de RU que dividen los 20 MHz puede ser distinto de cuatro. Por ejemplo, se pueden proporcionar entre dos y nueve RU (teniendo cada una, por tanto, un tamaño entre 10 MHz y aproximadamente 2,2 MHz).

Como se muestra en la figura, todas las RU 410 tienen la misma longitud temporal 230 (correspondiente a la longitud del intervalo de tiempo TXOP).

Lafigura 5ilustra líneas de comunicación ejemplares según un procedimiento de asignación aleatoria 500 ejemplar que pueden utilizar los nodos para acceder a las RU aleatorias indicadas en la TF. Este procedimiento de asignación aleatoria se basa en la reutilización de los valores de los contadores de contención de los nodos para asignar una RU a un nodo de la red para enviar datos.

Un AP envía una trama de activación TF que define RU con acceso aleatorio. En el ejemplo de la figura, se definen ocho RU con el mismo ancho de banda para un canal compuesto de 40 MHz, y la TF 430 se duplica en los dos canales de 20 MHz que forman el canal compuesto. En otras palabras, la red se configura para gestionar cuatro unidades de recurso OFDMA por cada canal de 20 MHz.

Cada nodo STA1 a STAn es un nodo de transmisión con respecto al AP de recepción y, como consecuencia, cada nodo tiene como mínimo un valor de contención activo (correspondiente al contador de contención de AC que tiene el valor más bajo).

El procedimiento de asignación aleatoria comprende, para un nodo de una pluralidad de nodos que tienen una contención activa 510, una primera etapa de determinar, a partir de la trama de activación, los subcanales o RU del medio de comunicación disponibles para la contienda, una segunda etapa de verificar si el valor de la contención activa local al nodo considerado no es mayor que el número de RU detectadas como disponibles, y, a continuación, la etapa de enviar datos se lleva a cabo en la RU cuyo número es igual al valor de contención.

En otras palabras, las RU aleatorias se pueden indexar en la TF, y cada nodo utiliza las RU que tienen un índice igual al valor de contención del nodo.

Como se muestra en la figura, es posible que algunas unidades de recurso no se utilicen, por ejemplo, las RU indexadas como 2 (410-2), 5, 7 y 8. Esto se debe al proceso de aleatorización y, en el presente ejemplo, debido al hecho de que ninguno de los nodos tiene un valor de contención igual a 2, 5, 7 u 8 cuando se envía la TF.

Lafigura 5ailustra un ejemplo de utilización de ocho RU que forman el canal compuesto (por supuesto, el número de RU de OFDMA puede variar). Las ocho RU tienen un diseño similar, es decir, la misma longitud temporal (correspondiente a la duración del intervalo de tiempo TXOP) y el mismo ancho en frecuencia.

El AP envía una TF con la duración 550, por ejemplo, de 3 ms, y un número de RU aleatorias y/o RU planificadas. Después de recibir la TF, los nodos acceden a las RU planificadas o contienden por el acceso (por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a la figura 5) a las RU aleatorias y, a continuación, transmiten sus datos en la(s) RU a las que han accedido durante un tiempo correspondiente a la duración del intervalo de tiempo TXOP 900.

En este ejemplo, los tráficos de datos enviados por los nodos son heterogéneos, es decir, vídeo, voz, aplicación web, tramas de control, etc. se mezclan dentro de la misma transmisión OFDMA multiusuario (MU) de enlace ascendente (UL).

Como se muestra en la figura, las PPDU resultantes son muy diferentes entre sí en términos de duración.

Esto se debe a que la cantidad de datos a transmitir varía mucho de un tipo de datos a otro.

También se debe a que, incluso para el mismo tipo de tráfico de datos o para la misma cantidad de datos a transmitir, la modulación utilizada por los nodos (la modulación está vinculada a la distancia entre el nodo de transmisión y el punto de acceso) modifica sustancialmente la duración de la transmisión. Según la modulación utilizada (MCS0 a 9 en IEEE 802.11ac), el número de bits transportados por cada símbolo OFDM cambia, y, para una cantidad determinada de datos, la duración de la transmisión cambia también sabiendo que la duración del símbolo es fija.

Por ejemplo, el nodo STA1 puede transmitir tráfico de navegación web (AC_BE: categoría de acceso de mejor esfuerzo), el nodo STA2 puede transmitir una trama de control, y el nodo STA4 puede transmitir una agregación grande de tramas de datos de vídeo (AC_VI: categoría de acceso de vídeo).

Tal como se muestra en la figura, la PPDU enviada por STA4 (553) utiliza toda la duración del intervalo de tiempo TXOP de OFDMA MU de UL, mientras que la PPDU enviada por STA1 (551) requiere relleno (552) para mantener una señal en la RU#1 durante toda la duración del intervalo de tiempo TXOP. En efecto, si la transmisión de datos dura menos que la duración del intervalo de tiempo TXOP 550, los nodos tienen que rellenar (enviar datos de relleno) hasta el final de la transmisión MU de UL.

Este ejemplo de lafigura 5ailustra los inconvenientes de la transmisión MU de UL en algunos escenarios.

Los denominados 'paquetes pequeños', como el enviado por STA7, experimentan una sobrecarga importante, debido a la importante cantidad de relleno requerido para tener una señal hasta el final del intervalo de tiempo TXOP 230. Existe una necesidad de mitigar esta situación y mejorar la eficiencia del mecanismo de trama de activación cuando se transmiten paquetes pequeños.

Además, debido a la heterogeneidad de las diferentes PPDU transmitidas por los nodos, se envía una gran cantidad de datos de relleno sobre las RU. Existe una necesidad de adaptar el mecanismo de trama de activación a la heterogeneidad de los datos entre las RU.

Todas estas necesidades buscan mejorar la utilización de la red, en particular reduciendo el relleno.

Las realizaciones de la presente invención encuentran una aplicación particular en las mejoras del estándar 802.11ac, y, más concretamente, en el contexto de 802.11ax, en el que es más probable que los entornos inalámbricos densos experimenten las limitaciones anteriores.

Las realizaciones de la presente invención dan a conocer comunicaciones inalámbricas mejoradas con una utilización más eficiente del ancho de banda, al mismo tiempo que limitan los riesgos de colisión. En particular, se buscaba reducir la cantidad de datos de relleno.

Una red inalámbrica ejemplar es una red IEEE 802.11ac (y versiones superiores). Sin embargo, la invención se aplica a cualquier red inalámbrica que comprenda un punto de acceso AP 110 y una pluralidad de nodos 101-107 que transmitan datos al AP a través de una transmisión multiusuario. La invención es especialmente apropiada para la transmisión de datos en una red IEEE 802.11ax (y versiones futuras), que requiere una mejor utilización del ancho de banda.

Una gestión ejemplar de la transmisión multiusuario en dicha red se ha descrito anteriormente haciendo referencia a lasfiguras 1a5.

Las primeras realizaciones principales de la presente invención dan a conocer que, además de reservar como mínimo un canal de comunicación de la red inalámbrica para una oportunidad de transmisión y de definir una pluralidad de unidades de recurso que forman el canal de comunicación, la trama de activación incluye un indicador que restringe los datos a enviar en como mínimo una de las unidades de recurso a datos que tengan un tipo de datos restringido.

Como consecuencia, los nodos pueden determinar, a partir de la trama de activación, un indicador que define un tipo de datos restringido autorizado para como mínimo una de las unidades de recurso; determinar, a partir de la memoria de transmisión local, los datos que tienen un tipo que corresponde al tipo de datos restringido determinado; y transmitir los datos determinados al punto de acceso en dicha unidad de recurso.

Utilizando dicho indicador, el AP puede obligar a los nodos a enviar datos concretos que están particularmente adaptados al diseño de las RU.

Se proponen dos soluciones principales para las primeras realizaciones.

Por un lado, el tipo de datos restringido define paquetes MAC pequeños con respecto a los paquetes MAC transportados sobre la red inalámbrica. Esta solución, descrita con más detalle a continuación haciendo referencia a lasfiguras 8y9, permite que el AP controle la transmisión de los denominados paquetes pequeños, enviando tramas de activación apropiadas. Por tanto, dependiendo de la cantidad de paquetes pequeños en las comunicaciones en curso (el AP es capaz de clasificar los datos transportados sobre las comunicaciones en curso), el AP puede decidir borrar la memoria intermedia de transmisión de un nodo con paquetes pequeños, con el fin de reducir el tiempo de contienda global para los nodos y la sobrecarga global debida a los paquetes pequeños.

Por otro lado, el tipo de datos restringido define un tipo de tráfico de datos. Las realizaciones principales se refieren, para el tipo de tráfico de datos restringido, a una de las cuatro categorías de acceso definidas en el estándar 802.11, concretamente AC_BK para datos en segundo plano, AC_BE para datos de mejor esfuerzo, AC_VI para aplicaciones de vídeo y AC_VO para aplicaciones de voz. Esta solución se describe con más detalle a continuación haciendo referencia a lasfiguras 10y11. En consecuencia, el AP puede obligar a los nodos a utilizar RU con datos de tráfico concretos, porque puede considerar que las RU que forman el canal compuesto están bien diseñadas para dicho tipo de datos concreto. De nuevo, utilizar eficazmente las RU hace que se envíen menos datos de relleno. Esto mejora la utilización del ancho de banda de la red.

Otras realizaciones principales de la invención prevén que, en una trama de activación que reserva como mínimo un canal de comunicación de la red inalámbrica para una oportunidad de transmisión y define una pluralidad de unidades de recurso que forman el canal de comunicación, teniendo la pluralidad de unidades de recurso la misma longitud, las unidades de recurso dentro del canal de comunicación se definen con diferentes anchos en frecuencia.

Por tanto, las RU proporcionadas en un canal compuesto están más adaptadas al tráfico de datos heterogéneo. Seleccionando la RU a utilizar de una forma apropiada (a continuación, se describen ejemplos del procedimiento de selección), en general, los nodos reducen la cantidad de relleno enviado. Por tanto, se mejora la utilización del ancho de banda de la red.

Por ejemplo, el nodo puede determinar si una de las unidades de recurso coincide o no con una cantidad de datos a enviar en la cola de transmisión de prioridad de AC del nodo, y, en caso de una determinación positiva, transmite los datos de la cola de transmisión de prioridad de AC en la unidad de recurso coincidente.

La solución de estas otras realizaciones principales se describe a continuación haciendo referencia a lasfiguras 12a14.

Las soluciones principales de las primeras realizaciones principales y las soluciones de las otras realizaciones principales se pueden combinar parcial o totalmente con el fin de aportar sus ventajas para reducir el relleno global.

Lafigura 6ilustra esquemáticamente un dispositivo de comunicación 600 de la red de radio 100, configurado para implementar como mínimo una realización de la presente invención. El dispositivo de comunicación 600 puede ser, preferentemente, un dispositivo tal como un microordenador, una estación de trabajo o un dispositivo portátil ligero. El dispositivo de comunicación 600 comprende un bus de comunicación 613 al que se conectan, preferentemente:

• una unidad central de procesamiento 611, tal como un microprocesador, denominada CPU;

• una memoria de solo lectura 607, denominada ROM, para almacenar programas informáticos para implementar la invención;

• una memoria de acceso aleatorio 612, denominada RAM, para almacenar el código ejecutable de procedimientos según las realizaciones de la invención, así como los registros adaptados para registrar las variables y los parámetros necesarios para implementar procedimientos según las realizaciones de la invención; y

• como mínimo una interfaz de comunicación 602 conectada a la red de comunicación de radio 100 sobre la que se transmiten paquetes o tramas de datos digitales o tramas de control, por ejemplo, una red de comunicación inalámbrica según el protocolo 802.11ac. Las tramas se escriben desde una memoria de envío FIFO de la RAM 612 en la interfaz de red para su transmisión, o se leen desde la interfaz de red para su recepción y escritura en una memoria de recepción FIFO de la RAM 612 bajo el control de una aplicación de software que se ejecuta en la CPU 611.

Opcionalmente, el dispositivo de comunicación 600 también puede incluir los siguientes componentes:

• medios de almacenamiento de datos 604, tales como un disco duro, para almacenar programas informáticos para implementar procedimientos según una o varias realizaciones de la invención;

• una unidad de disco 605 para un disco 606, estando adaptada la unidad de disco para leer datos del disco 606 o para escribir datos en dicho disco;

• una pantalla 609 para visualizar datos descodificados y/o para servir como una interfaz gráfica con el usuario, por medio de un teclado 610 o cualquier otro medio de apuntamiento.

El dispositivo de comunicación 600 se puede conectar, opcionalmente, a varios periféricos, tales como, por ejemplo, una cámara digital 608, estando conectado cada uno de ellos a una tarjeta de entrada/salida (no mostrada) para suministrar datos al dispositivo de comunicación 600.

Preferentemente, el bus de comunicación proporciona comunicación e interoperabilidad entre los diversos elementos incluidos en el dispositivo de comunicación 600 o conectados al mismo. La representación del bus no es limitativa, y, en particular, la unidad central de procesamiento se puede operar para comunicar instrucciones a cualquier elemento del dispositivo de comunicación 600 directamente o por medio de otro elemento del dispositivo de comunicación 600.

El disco 606 se puede sustituir, opcionalmente, por cualquier medio de información, tal como, por ejemplo, un disco compacto (CD-ROM), regrabable o no, un disco ZIP, una llave USB o una tarjeta de memoria, y, en términos generales, por un medio de almacenamiento de información que se pueda leer mediante un microordenador o mediante un microprocesador, integrado o no en el aparato, posiblemente extraíble y adaptado para almacenar uno o varios programas cuya ejecución permite implementar el procedimiento según la invención.

El código ejecutable se puede almacenar, opcionalmente, en una memoria de solo lectura 607, en el disco duro 604 o en un medio digital extraíble, tal como, por ejemplo, un disco 606, tal como se ha descrito anteriormente. Según una variante opcional, el código ejecutable de los programas se puede recibir por medio de la red de comunicación 603, a través de la interfaz 602, con el fin de almacenarse en uno de los medios de almacenamiento del dispositivo de comunicación 600, tal como el disco duro 604, antes de ejecutarse.

La unidad central de procesamiento 611 está adaptada, preferentemente, para controlar y dirigir la ejecución de las instrucciones o partes de código de software del programa o programas según la invención, cuyas instrucciones están almacenadas en uno de los medios de almacenamiento mencionados anteriormente. Al encender, el programa o programas que están almacenados en una memoria no volátil, por ejemplo, en el disco duro 604, o en la memoria de solo lectura 607, se transfieren a la memoria de acceso aleatorio 612, que contiene entonces el código ejecutable del programa o programas, así como los registros para almacenar las variables y los parámetros necesarios para implementar la invención.

En una realización preferente, el aparato es un aparato programable que utiliza software para implementar la invención. Sin embargo, alternativamente, la presente invención se puede implementar en hardware (por ejemplo, en la forma de un circuito integrado específico de la aplicación o ASIC).

Lafigura 7es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente la arquitectura de un dispositivo de comunicación o nodo 600, ya sea el AP 110 o uno de los nodos 100-107, adaptada para realizar, al menos parcialmente, la invención. Como se ilustra, el nodo 600 comprende un bloque de capa física (PHY) 703, un bloque de capa MAC 702 y un bloque de capa de aplicación 701.

El bloque de capa PHY 703 (aquí una capa PHY estandarizada según 802.11) tiene la tarea de formatear, modular en o demodular desde un canal de 20 MHz o el canal compuesto, y, por tanto, enviar o recibir tramas sobre el medio de radio utilizado 100, tales como tramas 802.11, por ejemplo tramas de activación TF de acceso al medio 430, para reservar una ranura de transmisión, tramas de datos MAC y de gestión basándose en un ancho de 20 MHz para interactuar con las estaciones 802.11 heredadas, así como tramas de datos MAC de tipo OFDMA que tienen un ancho más pequeño que las heredadas de 20 MHz (habitualmente 2 o 5 MHz) a/desde ese medio de radio.

El bloque de capa PHY 703 incluye capacidad CCA para detectar el estado libre u ocupado de los canales de 20 MHz y para transmitir el resultado al MAC 702 según el estándar 802.11. Después de detectar una señal con una intensidad de señal recibida significativa, se genera una indicación de utilización del canal.

El bloque o controlador de capa MAC 702 preferentemente comprende una capa MAC 802.11 704 que implementa operaciones de MAC 802.11ax convencionales, y un bloque adicional 705 para realizar la invención, como mínimo parcialmente. El bloque de capa MAC 702 puede implementarse, opcionalmente, en software, cuyo software se carga en la RAM 612 y se ejecuta mediante la CPU 611.

Preferentemente, el bloque adicional 705, denominado módulo de gestión MU, implementa las partes dedicadas a implementar la totalidad o parte de las realizaciones de la invención que se refieren al nodo 600.

Por ejemplo, si se implementa la primera solución de las primeras realizaciones principales de la invención, un ejemplo ilustrativo de la cual se describe a continuación haciendo referencia a lasfiguras 8y9, el módulo de gestión MU 705 incluye un módulo de gestión de paquetes pequeños (SP) 7050, que incluye un subbloque 'Gestor de TF' 7051 para que el AP implemente el algoritmo de lafigura 8y/o un subbloque 'Selector de RU' 7052 para que cada nodo implemente el algoritmo de lafigura 9.

Si se implementa la segunda solución de las primeras realizaciones principales de la invención, un ejemplo ilustrativo de la cual se describe a continuación haciendo referencia a lasfiguras 10y11, el módulo de gestión M<u>705 incluye un módulo de gestión de categorías de acceso (AC, o tipo de tráfico) 7052, que también incluye un subbloque 'Gestor de TF' para que el AP implemente uno de los algoritmos de lafigura 10y/o un subbloque 'Selector de RU' para que cada nodo implemente el algoritmo de lafigura 11.

Si se implementan las otras realizaciones principales de la invención, un ejemplo ilustrativo de las cuales se describe a continuación haciendo referencia a lasfiguras 12a14, el módulo de gestión MU 705 incluye un módulo de gestión de ancho en frecuencia 7053, que también incluye un subbloque 'Gestor de TF' para que el AP implemente el algoritmo de lafigura 12y/o un subbloque 'Selector de RU' para que cada nodo implemente el algoritmo de lafiguraEl nodo ejemplar de lafigura 7incluye las características según todas las realizaciones de la invención, tal como se describen a continuación haciendo referencia a lasfiguras 8a15.

En la parte superior de la figura, el bloque de capa de aplicación 701 ejecuta una aplicación que genera y recibe paquetes de datos, por ejemplo, paquetes de datos de un flujo de vídeo. El bloque de capa de aplicación 701 representa todas las capas de la pila por encima de la capa MAC según la estandarización ISO.

Lasfiguras 8y9ilustran, utilizando dos diagramas de flujo, las etapas generales de las realizaciones de la presente invención que restringen los datos a enviar en como mínimo una de las unidades de recurso a datos que tienen un tipo de datos restringido, en particular a paquetes MAC pequeños con respecto a los paquetes MAC transportados sobre la red inalámbrica. Lafigura 8es un diagrama de flujo desde la perspectiva del punto de acceso, mientras que lafigura 9es un diagrama de flujo desde la perspectiva del nodo. Se aplican al enlace ascendente de OFDMA multiusuario en un medio inalámbrico 802.11ax.

Los paquetes pequeños se pueden definir de varias formas.

En primer lugar, los paquetes MAC pequeños pueden ser paquetes MAC que tienen un tamaño de paquete menor que un tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado (es decir, un umbral). Por ejemplo, el tamaño de paquete máximo predefinido es igual al denominado parámetro umbral de RTS establecido para la red inalámbrica según el estándar 802.11. Habitualmente, se puede seleccionar un valor igual a 256 bits. El tamaño umbral se puede establecer con antelación en el AP mediante el administrador o mediante los ajustes de fábrica predeterminados. En una variante, los paquetes pequeños se pueden definir con respecto al coste de su sobrecarga. Por ejemplo, los paquetes MAC pequeños pueden ser paquetes MAC que tienen una sobrecarga debida a una cabecera M<ac>en los paquetes que es mayor que una sobrecarga máxima predeterminada (es decir, un umbral). Un valor habitual de la relación es del 20 % o el 30 %.

En una tercera realización, el valor umbral (ya sea el tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado o la sobrecarga máxima predeterminada) se puede determinar dinámicamente utilizando un mecanismo de aprendizaje, tal como se describe a continuación haciendo referencia a la etapa 804.

Lafigura 8ilustra un proceso ejemplar para que el AP genere una trama de activación dedicada para la recopilación de paquetes pequeños (SP), también denominada a continuación trama de activación de SP o SP TF.

Dicha trama de activación de SP se construye con el fin de obligar a los nodos a enviar solo paquetes pequeños en RU concretas (preferentemente todas las RU o todas las RU aleatorias definidas mediante la SP TF). Para conseguirlo, la SP TF incluye un indicador que especifica dicha restricción para los paquetes pequeños.

Se pueden contemplar varias implementaciones.

Por ejemplo, el indicador de restricción especificado en la SP TF puede ser un tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado o una sobrecarga máxima que proporcionan un límite superior al evaluar si los paquetes son paquetes pequeños o no. Dicha información se puede proporcionar utilizando un campo dedicado 1522 en la señalización mostrada en lafigura 15.

En una variante, dicho límite superior puede ser predefinido y conocido por todos los AP y nodos de la red. En dicho caso, solo existe la necesidad de indicar que la TF es una SP TF para todas las RU o para algunas RU.

En las realizaciones, el indicador de restricción define un tipo de trama de activación, concretamente la SP TF. Indica que todas las RU definidas mediante la SP TF están restringidas para paquetes pequeños. En otras palabras, la trama de activación incluye un indicador único que define el mismo tipo de datos restringido para todas las unidades de recurso del como mínimo un canal de comunicación.

En otras realizaciones, la restricción se puede definir en el nivel de RU. Eso significa que un indicador define un tipo de tráfico de RU: restringido para paquetes pequeños o no restringido. Esto significa que la trama de activación incluye un indicador por unidad de recurso, definiendo así varios tipos de datos restringidos para varias unidades de recurso correspondientes. Por ejemplo, una RU SP dedicada o campo de tipo de tráfico se puede utilizar en la descripción de la RU, tal como se describe a continuación haciendo referencia a lafigura 15, para limitar la utilización de RU concretas para la transmisión de paquetes pequeños.

En una variante a la utilización de un indicador de restricción concreto en la SP TF, las realizaciones pueden prever que la duración del intervalo de tiempo TXOP se haga muy corta deliberadamente con el fin de permitir implícitamente solo la transmisión de paquetes pequeños. Para conseguir esta configuración, el AP debe determinar una duración de la oportunidad de transmisión basándose en un ancho en frecuencia de la unidad de recurso predefinido y un tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado, de tal manera que la como mínimo una unidad de recurso pueda incluir solo los paquetes MAC que tengan un tamaño de paquete inferior al tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado. Preferentemente, el tamaño de paquete pequeño máximo predefinido es igual al denominado parámetro umbral de RTS establecido para la red inalámbrica según el estándar 802.11, y el ancho de la unidad de recurso predefinido es un ancho en frecuencia mínimo autorizado por el estándar 802.11 (2,2 MHz si un canal de 20 MHz se divide en nueve RU).

Tal como se describe a continuación, se determina una planificación del envío de la SP TF con el fin de optimizar la reducción de la sobrecarga de los paquetes pequeños. Esto incluye determinar una frecuencia de envío de una trama de activación que tiene un indicador de tipo restringido basándose en las estadísticas de red de una o varias oportunidades de transmisión anteriores. Corresponde a las primeras etapas 800-803 del proceso que se describirá a continuación.

El proceso comienza en la etapa 799, en la que el AP determina si se produce un nuevo evento. Si se produce un nuevo evento, la etapa 799 determina si el nuevo evento corresponde a la recepción de un paquete en el nivel MAC, o corresponde al vencimiento del temporizador de SP TF tal como se explica a continuación, o corresponde a cualquier otro evento.

Cuando se recibe un paquete en el nivel MAC, se ejecuta la siguiente etapa 800, durante la cual el AP (de una manera más general, cualquier nodo en la red puede iniciar un intervalo de tiempo TXOP enviando una TF, en cuyo caso dicho nodo puede implementar lafigura 8) recoge algunas estadísticas sobre la red inalámbrica durante una o varios intervalos de tiempo TXOP anteriores.

Las estadísticas ejemplares incluyen el número de nodos en la red, el número o la relación de colisiones (RU colisionadas), el número o relación de RU utilizadas, el número o relación de RU no utilizadas, la distribución del tamaño de los paquetes recibidos por el AP, etc.

Las estadísticas se pueden actualizar cada vez que se recibe un nuevo paquete MAC y se pueden descodificar mediante el AP.

A continuación, en la etapa 801, el AP determina un tiempo de espera máximo entre dos transmisiones de tramas de activación de SP sucesivas.

La determinación se basa en las estadísticas actualizadas, y se puede llevar a cabo utilizando un ábaco calculado previamente del tiempo de espera óptimo entre dos SP TF sucesivas. Más concretamente, el ábaco puede dibujar un tiempo de espera óptimo como una función del número de nodos en la red y/o como una función de la tasa de colisiones (número de RU colisionadas entre el número total de RU durante los N últimos intervalos de tiempo TXOP).

Se observa que se pueden utilizar diferentes ábacos para diferentes perfiles del AP: por ejemplo, un ábaco para un AP que actúa como un punto caliente, otro para un AP que actúa como un descodificador doméstico, otro para un AP que actúa como un A<p>empresarial, etc. Esto es para adaptarse mejor a las condiciones de la red.

En una variante, el intervalo de tiempo entre dos SP TF sucesivas se puede determinar utilizando un mecanismo de aprendizaje. Por ejemplo, el AP ha recibido paquetes pequeños de algunos nodos durante los intervalos de tiempo TXOP anteriores.

La relación de RU utilizadas y el número de paquetes pequeños recibidos determinado durante la etapa 800 se pueden utilizar para cambiar el intervalo de planificación. Por ejemplo, si se utiliza un umbral de RU determinado (habitualmente el 80 %), el AP puede reducir el intervalo entre dos SP TF dividiendo el intervalo de tiempo actual por una relación, habitualmente por dos. Por el contrario, una relación de utilización pequeña de las RU (inferior al 50 %) puede conducir a aumentar el intervalo entre dos SP TF multiplicando el intervalo de tiempo actual por una relación, habitualmente por 2.

Aunque anteriormente se han sugerido dos mecanismos (utilización del ábaco y mecanismo de aprendizaje), se puede utilizar cualquier otro mecanismo para adaptar la planificación del envío de S<p>TF.

Después de que la etapa 801 haya determinado el tiempo de espera máximo, la etapa 802 consiste en que el AP planifique el siguiente instante en el que se debe emitir la siguiente SP TF. Por tanto, el AP adapta el retardo hasta que se deba enviar la siguiente SP TF, basándose en el tiempo de envío de la SP TF anterior y el tiempo de espera máximo determinado en la etapa 801.

Por tanto, las etapas 801 y 802 definen un temporizador de SP TF antes de enviar una nueva SP TF.

Una vez que se conoce el siguiente instante de envío, la etapa 803 consiste en que el AP determine cuándo finaliza el retardo/temporizador. Si el retardo acaba de vencer, se debe enviar una SP t F y se ejecuta la etapa 804. De otro modo, el valor del temporizador de SP TF se modifica o se ajusta según el retardo determinado en la etapa 802 (si no hay ningún temporizador en ejecución, por ejemplo, durante la fase de activación, se inicia un nuevo temporizador con el valor de espera), y el sistema vuelve a la etapa de espera 799, esperando la recepción de un nuevo paquete.

Cuando el temporizador de SP TF ha vencido, según se detecta a través de la comprobación 803 o la comprobación 799, se ejecuta la etapa 804.

En la etapa 804, el AP determina las características de la SP TF: por ejemplo, el número de RU, y cuáles son RU planificadas y cuáles son RU aleatorias; el número de RU asignadas para paquetes pequeños, y cuáles de entre todas las<r>U; la duración del intervalo de tiempo TXOP; el tamaño máximo o la sobrecarga que define a los paquetes pequeños para la SP TF actual.

Por ejemplo, el AP puede ajustar el tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado o la sobrecarga máxima de una trama de activación a otra, basándose en las estadísticas de red de una o varias oportunidades de transmisión anteriores. Esta información (tamaño o sobrecarga máximos) se puede especificar en el AP para que los nodos conozcan el límite superior de los paquetes pequeños.

Además, el AP puede determinar el número de unidades de recurso que forman el canal de comunicación, basándose en las estadísticas de red de una o varias oportunidades de transmisión anteriores. De nuevo, esto es para optimizar la utilización del ancho de banda de la red teniendo en cuenta las necesidades de los nodos.

En la primera realización, el número de unidades de recurso, el tamaño de paquete pequeño máximo predeterminado o la sobrecarga máxima y la duración del intervalo de tiempo TXOP son fijos y conocidos por todos los nodos. La etapa 804 solo recupera estos valores. Por ejemplo, se establece un tamaño de paquete pequeño máximo, habitualmente a 256 bytes; el número de RU dedicadas para paquetes pequeños es igual al número total de posibles RU (habitualmente 9 RU por canal de 20 MHz) en el canal compuesto (habitualmente un canal compuesto de 40 MHz contendrá 18 RU); y la duración del intervalo de tiempo TXOP se establece para adaptarse al tamaño de paquete pequeño máximo predefinido teniendo en cuenta el número de RU.

En la segunda realización, más compleja, la etapa 804 utiliza ábacos predefinidos para obtener un valor para esas características de las TF.

Por ejemplo, el número de RU dedicadas para paquetes pequeños se puede establecer según un ábaco predefinido (habitualmente vinculando el número de S<p>RU al número de nodos de la celda, en función del tipo de AP: punto caliente, doméstico, empresarial, etc.).

Se puede utilizar un mecanismo similar para determinar el tamaño de paquete pequeño máximo.

De nuevo, la duración del intervalo de tiempo TXOP se puede establecer para adaptarse al tamaño de paquete pequeño máximo basado en ábaco teniendo en cuenta el número de RU basado en ábaco.

El ábaco se puede determinar utilizando modelos de simulación o mediciones reales durante las pruebas de evaluación del punto de acceso que implementa la invención.

En la tercera realización, se utiliza un mecanismo de aprendizaje durante la etapa 804 para determinar las características de la TF.

Por ejemplo, el número de RU dedicadas para paquetes pequeños se puede determinar como una función de la relación de RU utilizadas durante el último intervalo de tiempo TXOP dedicada a paquetes pequeños. Las relaciones de RU utilizadas, RU colisionadas y/o RU no utilizadas se recogen en la etapa 800. Basándose en dichas relaciones, en la etapa 804 se puede llevar a cabo un algoritmo habitual para determinar el número de RU de paquetes pequeños: si la relación de RU utilizadas es superior al 80 %, el número máximo de SP RU se duplica; si la relación es inferior al 50 %, el número máximo de SP R<u>se divide por dos; de otro modo, el número máximo de SP RU no varía.

Se debe observar que el número de RU por 20 MHz no debe superar un número máximo de RU, habitualmente nueve RU por canal de 20 MHz. El AP puede utilizar dicho valor (9 RU por canal) como un valor predeterminado al iniciar la celda de la red inalámbrica.

Por supuesto, se pueden contemplar combinaciones de estas realizaciones dentro del alcance de las presentes primeras realizaciones: por ejemplo, un tamaño de paquete pequeño máximo fijo y un número de SP RU determinados dinámicamente.

Después de la etapa 804, la etapa 805 crea y envía la trama de activación de SP, que tiene las características determinadas en la etapa 804. Esta SP TF hace que uno o varios nodos de la red transmitan sus paquetes pequeños pendientes en RU aleatorias durante el intervalo de tiempo TXOP del SP. La etapa 805 también lanza un nuevo temporizador de SP TF que se inicia con el valor del intervalo de espera actual.

Lafigura 9ilustra un proceso ejemplar para que el nodo procese las tramas de activación, en particular TF dedicadas a la recopilación de paquetes pequeños (SP).

En la etapa 900, el nodo espera hasta que se recibe un paquete MAC dirigido al mismo.

Después de recibir dicho paquete MAC, el proceso va a la etapa 811, en la que el nodo determina si el paquete recibido es una trama de activación de SP o no.

Para hacerlo, el nodo comprueba, en la etapa 901, si como mínimo una RU definida mediante la TF se dedica a paquetes pequeños o no, leyendo el indicador de restricción apropiado en la TF (por ejemplo, el campo de tipo de tráfico de la RU 1521, véase lafigura 15).

En caso negativo, el paquete MAC recibido se procesa según los mecanismos convencionales, y el proceso vuelve a la etapa 900. En particular, en caso de que el AP haya enviado una trama de activación sin ninguna indicación de recopilación de paquetes pequeños, pero con un intervalo de tiempo TXOP muy corto para obligar a los nodos a enviar solo paquetes pequeños, el nodo lleva a cabo un procesamiento convencional, lo que significa que buscará los datos apropiados (paquetes pequeños) en sus colas de la memoria intermedia de transmisión.

Si el paquete recibido es una SP TF, se ejecuta la etapa 902, durante la cual el nodo determina si tiene algún paquete pequeño para transmitir o no.

Para hacerlo, el nodo determina en primer lugar el tamaño de paquete pequeño o la relación de sobrecarga máximos. Dependiendo de cómo se definan las características de la SP TF, tal como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a la etapa 804, este tamaño de paquete pequeño o relación de sobrecarga máximos se pueden conocer con antelación (parámetro fijo), o transmitirse en la SP TF (por ejemplo, a través del campo 1522 de cada RU, véase lafigura 15).

Como se sabe convencionalmente, los nodos 802.11 normalmente tienen una pluralidad de colas de transmisión ordenadas (o colas de espera de Wi-Fi Multimedia (WMM)). Las colas normalmente están asociadas con clases de tráfico o categorías de acceso, tal como se ha mencionado anteriormente. Cada cola de espera de WMM está asociada con un valor de prioridad dinámico, que normalmente es un contador de contención de AC.

Durante la etapa 902, el nodo construye una lista de paquetes pequeños (lista de SP) a enviar.

En una primera realización, solo se considera el primer (según un orden de transmisión en la cola) paquete pequeño de la cola de transmisión de WMM que tiene el valor de prioridad más alto (es decir, con el contador de contención más pequeño), teniendo en cuenta el tamaño de paquete pequeño o la sobrecarga máximos. Entonces, se añade un único paquete pequeño a la lista, y el nodo lo envía, por tanto, durante el intervalo de tiempo TXOP actual de SP. En una segunda realización, se considera el primer paquete pequeño de cada cola de transmisión de WMM, teniendo en cuenta el tamaño de paquete pequeño o la sobrecarga máximos. Por tanto, se añade a la lista un máximo de cuatro paquetes pequeños (en caso de las cuatro colas de WMM 802.11), y, por tanto, se envían durante el intervalo de tiempo TXOP actual de Sp.

En una tercera realización, se consideran todos los paquetes pequeños de todas las colas de transmisión de WMM, teniendo en cuenta el tamaño de paquete pequeño o la sobrecarga máximos.

En una cuarta realización, además de las cuatro colas de WMM 802.11 existentes, el nodo puede mantener una quinta cola de transmisión, en la que pone en cola solo los paquetes pequeños (teniendo en cuenta el tamaño de paquete pequeño o la sobrecarga máximos) a medida que se generan desde transmisión. En esta realización, se consideran todos los paquetes de la quinta cola de transmisión que almacena solo paquetes pequeños.

Una vez que se ha construido la lista de SP, la etapa 903 determina si la lista de SP está vacía o no (es decir, ¿hay uno o varios paquetes pequeños para transmitir?).

Si la lista de SP no está vacía, se ejecuta la etapa 904. De otro modo, el proceso vuelve a la etapa 900.

En la etapa 904, el nodo selecciona una o varias RU para transmitir la totalidad o parte de los paquetes pequeños de la lista de SP.

En una primera realización, solo se selecciona una RU, por ejemplo, una RU aleatoria entre las SP RU que utilizan el procedimiento de asignación aleatoria 500 de lafigura 5.

En una segunda realización, si la lista de SP contiene una pluralidad de paquetes, se puede seleccionar una pluralidad de RU (por ejemplo, una RU aleatoria), por ejemplo, una RU por paquete de la lista de SP. Sin embargo, también se pueden contemplar varios paquetes por RU.

Solo con fines ilustrativos, se puede seleccionar una RU por paquete para la primera y segunda realizaciones descritas en la etapa 902. En esta configuración, la duración del intervalo de tiempo TXOP es preferentemente corta, de tal manera que las SP RU se diseñan para adaptarse más o menos al tamaño de paquete pequeño máximo. Esto reduce la cantidad de relleno.

Aún con fines ilustrativos, se puede seleccionar un cierto número de RU que permita la transmisión de todos los paquetes pequeños de la lista de SP (en una o varias RU si es necesario) para la tercera y cuarta realizaciones descritas en la etapa 902.

Si se va a seleccionar una pluralidad de RU, se aplica un procedimiento de asignación aleatoria, por ejemplo, el procedimiento 500 descrito anteriormente haciendo referencia a lafigura 5se aplica de forma iterativa para seleccionar todas las RU requeridas.

Después de la etapa 904, el nodo transmite los paquetes pequeños de la lista de SP en la(s) RU seleccionada(s), en la etapa 905.

En la primera y segunda realizaciones descritas anteriormente en la etapa 902, cada paquete pequeño de la lista de SP se puede enviar en una RU diferente.

En la tercera y cuarta realizaciones descritas anteriormente, en la etapa 902 los paquetes pequeños, por ejemplo, se agregan (o se concatenan) para llenar la(s) RU seleccionada(s), según la duración del intervalo de tiempo TXOP. Cuando se agregan paquetes pequeños, la duración del intervalo de tiempo TXOP puede tener una longitud temporal convencional, porque se envían varios paquetes pequeños dentro de una única RU. Por tanto, la agregación ayuda a reducir la cantidad de relleno.

Después de la etapa 905, el proceso vuelve a la etapa 900.

Pasando ahora a lasfiguras 10y11, éstas ilustran, utilizando dos diagramas de flujo, las etapas generales de las realizaciones de la presente invención que restringen los datos a enviar en como mínimo una de las unidades de recurso a datos que tienen un tipo de datos restringido, en particular a un tipo de tráfico de datos concreto. Los tipos de tráfico de datos se refieren, en general, a las cuatro categorías de acceso definidas en el estándar 802.11, concretamente AC_BK para datos en segundo plano, AC_BE para datos de mejor esfuerzo, AC_VI para aplicaciones de vídeo y AC_VO para aplicaciones de voz. Lasfiguras 10ay10bson diagramas de flujo alternativos desde la perspectiva del punto de acceso, mientras que lafigura 11es un diagrama de flujo desde la perspectiva del nodo. Se aplican al enlace ascendente de OFDMA multiusuario en un medio inalámbrico 802.11ax.

Lafigura 10ailustra un proceso ejemplar para que el AP genere una trama de activación que haga que los nodos transmitan algunos tipos de tráfico (Traffic Types, TT), también denominada a continuación trama de activación de TT o TT TF. En este proceso ejemplar, el envío de la trama de activación de TT se controla mediante el número de RU reservadas (comprobación 1003 a continuación).

Durante la inicialización del AP, el número de RU a asignar durante una transmisión OFDMA se determina previamente en la etapa 1000. Este número puede ser fijo o actualizarse dinámicamente. Se pueden contemplar varios anchos en frecuencia para las RU dentro del mismo canal compuesto, tal como se describe a continuación haciendo referencia a las realizaciones de lasfiguras 12a14.

Una vez que se conoce el número de RU, la etapa 1001 consiste para el nodo en recoger algunas estadísticas sobre la red inalámbrica durante una o varios intervalos de tiempo TXOP anterior. Tal como se describe a continuación, estas estadísticas se utilizarán para definir la política de tráfico a través de la cual cada RU a reservar se asocia con un tipo de tráfico.

El AP puede hacer un seguimiento de varios eventos y estadísticas, por ejemplo:

- la relación de colisiones (de RU que colisionan). Dicha relación corresponde a un porcentaje de pérdida de ancho de banda debido a las colisiones entre los nodos de la celda de la red 802.11.

Si hay muchas colisiones, muchos nodos compiten para acceder al medio inalámbrico al mismo tiempo. Como consecuencia, la compartición de ancho de banda controlada por el AP puede hacer que el acceso inalámbrico sea más fluido. Entonces, por ejemplo, si la relación de colisiones es mayor que un umbral predeterminado, se pueden enviar una o varias tramas de activación de TT;

- estadísticas relativas a tipos de tráfico (por ejemplo, las cuatro categorías de acceso de 802.11). Un ejemplo de estadísticas es la parte de cada tipo de tráfico entre la cantidad global de datos enviados por los nodos. Corresponde a las estadísticas de red sobre la cantidad de datos recibidos en una o varias oportunidades de transmisión anteriores para cada uno de los tipos de tráfico predefinidos. Se debe observar que

es el AP quien debe asignar un tipo de tráfico de RU a cada RU de la trama de activación de TT basándose en la parte de cada tipo de tráfico en el tráfico global. Por tanto, se puede generar y adaptar un perfil de trama de activación, posteriormente, a medida que el tráfico de red evoluciona (debido a los requisitos cambiantes del tráfico, tales como la latencia de cada tráfico de datos);

- un tamaño de cola asociado con cada tipo de tráfico, que representa la suma de todo el tráfico correspondiente en espera de enviarse mediante todos los nodos.

Como se conoce en el estándar 802.11, la cabecera MAC del paquete enviado incluye un campo 'Tamaño de cola' que indica la cantidad de tráfico almacenado en la memoria intermedia para un tipo de tráfico determinado que está esperando en el nodo de transmisión. Basándose en dicha información, el AP es capaz de calcular las estadísticas globales sobre el tamaño de cola total para cada uno de los tipos de tráfico predefinidos, un tamaño de cola total para un tipo de tráfico predefinido sumando los tamaños de las colas de transmisión que están asociadas, en los nodos, con el tipo de tráfico predefinido. El AP puede construir entonces una trama de activación de TT asociada definiendo RU con tipos de tráfico dedicado.

Después de la etapa 1001, la etapa 1002 utiliza las estadísticas para dedicar una o varias RU a tipos de tráfico de RU concretos correspondientes.

Cuando todas las RU de una trama de activación se han reservado para tipos de tráfico dedicado (en una variante en la que el número predeterminado de RU se ha reservado para tipos de tráfico dedicado) (comprobación 1003), la trama de activación se construye y se difunde a todos los nodos (1004 y 1005).

Lafigura 10bes una variante de lafigura 10aen la que la trama de activación se envía periódicamente. En lafigura 10b, el envío de la trama de activación de TT ya no se controla mediante el número de RU reservadas (comprobación 1003 a continuación), sino mediante la política de tráfico y, principalmente, mediante la latencia de los tráficos.

Basándose en las estadísticas (incluyendo la latencia asociada con cada una de las cuatro categorías de acceso del estándar 802.11 [voz, vídeo, mejor esfuerzo, segundo plano] que tienen diferentes requisitos sobre latencia, etapa 1011), el AP puede determinar, en la etapa 1012, un intervalo de tiempo antes del envío de la siguiente trama de activación de TT, que depende también de qué tipos de tráfico se asociarán con las RU de la trama de activación de TT. Como la categoría de acceso más crítica es la categoría de acceso de vídeo, el intervalo de tiempo será más corto para una trama de activación de TT que incluya RU de acceso de vídeo que para una trama de activación de TT que incluya RU solo de las otras categorías de acceso.

En el segundo subproceso, el AP espera al final del intervalo de tiempo determinado (comprobación 1013), y, a continuación, prepara la trama de activación de TT (etapa 1004) antes de enviarla (etapa 1005).

Lafigura 11ilustra un proceso ejemplar para que el nodo procese las tramas de activación, en particular la trama de activación de TT enviada por el AP según lafigura 10ao10b.

Después de recibir una trama de activación de TT, es decir, una trama de activación que define una o varias RU asociadas con tipos de tráfico restrictivos (comprobación 1100), el nodo comprueba si es una trama de activación de TT que indica un único tipo de tráfico restrictivo o no (comprobación 1101).

Si en la trama de activación de TT solo se define un tipo de tráfico restrictivo, el nodo selecciona la cola de WMM de la categoría de acceso correspondiente (etapa 1120).

A continuación, comprueba (etapa 1121) si hay o no como mínimo un paquete listo para enviarse en la cola de WMM de la AC seleccionada. De esta manera, el nodo selecciona los datos de la cola de transmisión que almacena datos que solo tienen el tipo de datos restringido determinado.

Si hay uno o varios paquetes en la cola de WMM de la AC seleccionada, el nodo selecciona (etapa 1122) una (o varias) RU que tenga(n) el tipo de tráfico restrictivo, por ejemplo, utilizando el procedimiento 500 de lafigura 5para seleccionar una RU aleatoria asociada con el tipo de tráfico restringido.

A continuación, el nodo transmite tramas MPDU con los paquetes de la cola de WMM de la AC seleccionada, en la(s) RU seleccionada(s) (etapa 1123) y espera un acuse de recibo correspondiente del AP que indique una transmisión correcta (etapa 1124).

Si se definen dos o más tipos de tráfico restrictivos en la trama de activación de TT (tipo de tráfico mixto), el nodo considera sucesivamente la cola de transmisión según un orden de valor de prioridad de más alto a más bajo, hasta que se envíen los datos en una unidad de recurso; y, para cada cola de transmisión sucesivamente considerada, determina si una unidad de recurso en el canal de comunicación tiene el tipo de tráfico restringido, y, en caso de determinación positiva, transmite los datos de la cola de transmisión considerada actualmente en la unidad de recurso determinada.

Tal como se muestra en la figura, el nodo selecciona en primer lugar la categoría de acceso que tiene la (siguiente) prioridad más alta, es decir, la categoría de acceso que tiene el valor de contención actual más pequeño (etapa 1110).

A continuación, el nodo analiza la lista de RU definidas en la trama de activación de TT recibida con el fin de seleccionar una RU que tenga el mismo tipo de tráfico que la (siguiente) prioridad más alta (etapa 1111).

Si se detecta una única RU que tiene el tipo de tráfico de (la siguiente) prioridad más alta, se selecciona (etapa 1122).

En caso de que varias RU tengan el tipo de tráfico apropiado, se puede utilizar un procedimiento de asignación aleatoria, tal como el procedimiento 500 de lafigura 5, para seleccionar una RU particular (etapa 1122).

Una vez que se ha seleccionado una RU, se ejecutan las etapas 1123 y 1124 descritas anteriormente para llevar a cabo la transmisión de datos.

Si ninguna RU definida en la TT TF tiene un tipo de tráfico dedicado que coincida con el tipo de tráfico de (la siguiente) prioridad más alta, se determina si queda una categoría de acceso sin procesar (etapa 1112), en cuyo caso el proceso vuelve a la etapa 1110.

Gracias a la restricción de las RU a tipos de tráfico concretos, el AP puede adaptar de forma eficiente el intervalo de tiempo TXOP a los diversos tipos de tráfico.

Pasando ahora a lasfiguras 12y13, éstas ilustran, utilizando dos diagramas de flujo, las etapas generales de las realizaciones de la presente invención en las que la trama de activación define unidades de recurso en el canal de comunicación que tienen diferentes anchos en frecuencia, es decir, un número diferente de tonos.

Lafigura 12es un diagrama de flujo desde la perspectiva del punto de acceso, mientras que lafigura 13es un diagrama de flujo desde la perspectiva del nodo. Se aplican al enlace ascendente de OF<d>M<a>multiusuario en un medio inalámbrico 802.11 ax.

Lafigura 12ilustra un proceso ejemplar para que el AP genere una trama de activación que define unidades de recurso en el canal de comunicación con diferentes anchos en frecuencia de las RU.

El proceso comienza en la etapa 1200, en la que el AP recoge estadísticas sobre el tráfico en la celda de la red (BSS), por ejemplo, estadísticas relativas a cada tipo de tráfico (por ejemplo, las cuatro categorías de acceso de 802.11: vídeo, voz, segundo plano, mejor esfuerzo). Un ejemplo de estadísticas es la parte de cada tipo de tráfico entre la cantidad global de datos enviados por los nodos. Otras estadísticas pueden incluir el número de nodos registrados, el esquema de modulación (MCS) utilizado por cada nodo, el esquema de modulación (MCS) utilizado en cada RU, una identificación de tráfico continuo (transmisión continua de vídeo VoIPu) o tráfico aleatorio (navegación web, tramas de control), la duración media de la transmisión (sin relleno, es decir, la duración para una transmisión fuera de la transmisión de enlace ascendente de OFDMA multiusuario o en una transmisión de enlace ascendente de OFDMA multiusuario excluyendo la duración del relleno).

A continuación, en la etapa 1201, el AP determina el número de nodos y/o tipos de tráfico concurrentes (es decir, simultáneos).

El AP utiliza el número de nodos/tráficos concurrentes para definir el número de RU a asignar para el intervalo de tiempo TXOP MU de UL. Por ejemplo, cuanto mayor sea el número de nodos/tráficos simultáneos, mayor será el número de RU.

Con fines ilustrativos, o el número de RU se puede establecer igual al número de nodos activos (es decir, que transmiten datos) en los N intervalos de tiempo TXOP anteriores (posiblemente los intervalos de tiempo TXOP que implementan la presente realización de lasfiguras 12y13). Esta solución se utiliza, por ejemplo, cuando cada nodo solo puede enviar datos de un único tipo de tráfico. También se puede aplicar en el caso de que se obligue a los nodos a enviar datos de un solo tipo de tráfico.

En cualquier caso, se asocia un tipo de tráfico con cada RU.

La etapa 1202 consiste, por tanto, en reservar RU en la TF para nodos o tráficos concretos.

Se debe observar que la asignación de RU de la etapa 1202 debe tener en cuenta, preferentemente, el número de tráficos de datos concurrentes en cada nodo, ya que se debe proporcionar un número correspondiente de RU para el nodo concreto, de ser posible. Por ejemplo, un nodo puede transmitir dos tráficos de datos independientes a través del AP: un flujo de vídeo puede coexistir con una comunicación de VoIP en un teléfono inteligente.

Como consecuencia, el número de RU se puede establecer igual al número de pares (tipo de tráfico, nodo de transmisión) detectados durante los N intervalos de tiempo TXOP anteriores (posiblemente los intervalos de tiempo TXOP que implementan la presente realización de lasfiguras 12y13).

La etapa 1202 define, por tanto, un número óptimo de RU que se deben proporcionar para satisfacer las necesidades de la red, estando dedicada cada RU a un tipo de tráfico correspondiente. Se debe observar que este número óptimo de RU no está necesariamente correlacionado con el número real de RU disponibles en esta etapa del proceso (esto significa que el número óptimo puede ser mayor que el número de posibles RU en el canal compuesto).

A continuación, se ejecutan las etapas 1203 y 1204 relacionadas entre sí, y se pueden colocar en bucle para evitar inconsistencias para definir en primer lugar la duración del intervalo de tiempo TXOP o el número de RU y los anchos en frecuencia correspondientes, y el resto en relación con la información definida en primer lugar.

En la etapa 1203, el AP calcula la duración de la siguiente transmisión MU de UL, es decir, el siguiente intervalo de tiempo TXOP activada mediante la trama de activación a enviar.

Para hacerlo, el AP determina qué tipos de tráfico de datos se transportan actualmente en la red (basándose, por ejemplo, en estadísticas de los N intervalos de tiempo TXOP anteriores o en los tipos de tráfico asociados con las RU determinadas en la etapa 1202) y, más específicamente, la repartición del tráfico de datos, por ejemplo, según las cuatro AC del estándar 802.11, con el fin de ajustar la duración del intervalo de tiempo TXOP consecuentemente. De manera más general, la duración se puede determinar según la duración media de N (entero) transmisiones anteriores con el fin de minimizar el relleno en promedio.

En una variante, también se puede determinar la duración para dar prioridad a un tráfico. Por ejemplo, si se transporta mucho tráfico de mejor esfuerzo en las RU durante uno o varios intervalos de tiempo TXOP anteriores, se puede elegir una duración del intervalo de tiempo TXOP corto, por ejemplo, tomando el tiempo que permite la transmisión de la cantidad de datos habitual de la categoría de acceso de mejor esfuerzo (según las estadísticas obtenidas en 1200). Por el contrario, si hay varios flujos de vídeo en curso, se puede elegir una duración del intervalo de tiempo TXOP más grande, preferentemente cercana al límite del intervalo de tiempo TXOP definido para la categoría de acceso de vídeo.

Sin estadísticas, la duración del intervalo de tiempo TXOP se puede establecer a 3 de la duración límite del intervalo de tiempo TXOP de la categoría de acceso de vídeo (AC_VI) y, en consecuencia, se asigna una RU con un ancho de 106 tonos para el vídeo, AC_VI (o tráfico con gran cantidad de datos a transmitir), se asigna una RU con un ancho de 52 tonos para VoIP, AC_<v>O (o tráfico con una cantidad intermedia de datos a transmitir) y se asignan tres RU con 26 tonos cada una para, respectivamente, la categoría de mejor esfuerzo, segundo plano (AC_BE, AC_BK) y paquetes de control en un canal de 20 MHz, es decir, una RU por cada tipo de tráfico en la banda de 20 MHz. Una vez que se ha determinado la duración del intervalo de tiempo TXOP, el AP define, en la etapa 1204, las características de la RU para el siguiente intervalo de tiempo TXOP.

Esto incluye el número de RU. Asimismo, como la duración del intervalo de tiempo TXOP está establecida, la otra característica principal de la RU a determinar es el ancho en frecuencia (número de tonos) para cada RU que forma la TF.

Según la duración del intervalo de tiempo TXOP y la cantidad de datos a transmitir para cada tipo de tráfico (lista de la asignación de RU óptima y la cantidad de datos asociada), el AP determina el ancho en frecuencia de cada RU (para cada tipo de tráfico) en términos de tonos (siendo la cantidad de datos a transmitir una función de la duración del intervalo de tiempo TXOP y de ancho_RU_tonos).

A continuación, el AP decide cómo asignar los tonos disponibles en el canal compuesto a varias RU, con el fin de definir la TF. Esto tiene en cuenta el ancho_RU_tonos para cada tipo de tráfico.

Por ejemplo, se pueden definir cuatro ancho_RU_tonos para un canal de 20 MHz (26 tonos, 52 tonos, 106 tonos y 242 tonos).

Para un canal de 20 MHz en el enlace ascendente MU de OFDMA, el número máximo de RU con respecto a la definición de ancho_RU_tonos se puede definir como sigue: nueve RU de 26 tonos cada una; o cuatro RU de 52 tonos cada una más una RU de 26 tonos; o dos RU de 106 tonos cada una más una RU de 26 tonos; o una RU de 242 tonos. Estos son perfiles de RU ejemplares entre un amplio conjunto de posibles perfiles de RU. La única limitación para mezclar los diferentes ancho_RU_tonos es el número máximo de tonos para un canal (por ejemplo, para 20 MHz, 242 tonos).

Volviendo al ejemplo del perfil de RU anterior, el AP puede asignar, por ejemplo, tres RU de 26 tonos más una RU de 52 tonos más una RU de 106 tonos en un canal de 20 MHz.

Si el número de RU requeridas definido en la etapa 1202 como el número óptimo de RU es mayor que la capacidad del canal compuesto teniendo en cuenta el ancho_RU_tonos para cada tipo de tráfico, se lleva a cabo una priorización. Se puede hacer basándose en las categorías de tráfico, para dar prioridad a flujos continuos, paquetes pequeños o para minimizar todo lo posible el relleno excluyendo la(s) RU para la(s) que la duración de la transmisión de datos útiles actual (teniendo en cuenta la modificación de la duración aplicada mediante el número de tonos asignados) es muy diferente de la duración del intervalo de tiempo TXOP definida en la etapa anterior. Estas RU son aquellas para las que se planifican muy pocos datos para la transmisión.

A continuación, se pueden refinar (si es necesario) la asignación y la definición de las características de la RU y la duración del intervalo de tiempo TXOP para ajustar la duración de la transmisión a las ranuras de RU eficaces. El ancho en frecuencia de la RU se determina, preferentemente, basándose en el tipo de tráfico al que está dedicada, tal como se determina en la etapa 1202 basándose en estadísticas. Es decir, el ancho en frecuencia de las unidades de recurso se determina basándose en estadísticas de datos relacionadas con cada tipo de tráfico recibido en una o varias oportunidades de transmisión anteriores. Se debe observar que las RU se pueden asignar explícitamente a un tipo de tráfico concreto en la TF, utilizando los mecanismos descritos anteriormente haciendo referencia a lasfiguras 10y11.

Sin embargo, es posible que el tipo de tráfico concreto no se señalice en la TF. Esto es porque, diseñando las RU con tamaños apropiados, los nodos seleccionarán datos que encajarán bien el ancho de banda disponible de las RU, es decir, el contenido (tipo de tráfico) deseado se diseña implícitamente. Por ejemplo, las RU con ancho en frecuencia grande se dedican implícitamente a contenidos grandes, tales como vídeo.

Un ejemplo de anchos en frecuencia de las RU es el siguiente: el AP asigna 4 veces más tonos a un tipo_tráfico_RU de vídeo que a un tipo_tráfico_RU de segundo plano, y 2 veces más tonos a un tipo_tráfico_RU de voz que a un tipo_tráfico_RU de segundo plano con el fin de mantener la diferenciación producida por el parámetro de límite del intervalo de tiempo TXOP del estándar 802.11n. En otras palabras, la unidad o unidades de recurso asociadas con el tipo de tráfico AC_BK y AC_BE tienen un primer ancho en frecuencia (por ejemplo, el ancho en frecuencia mínimo autorizado por el estándar 802.11, es decir, 2,03 MHz si el canal de 20 MHz se divide en nueve RU), la unidad o unidades de recurso asociadas con AC_VO tienen un ancho en frecuencia igual a dos veces el primer ancho en frecuencia y la unidad o unidades de recurso asociadas con AC_VI tienen un ancho en frecuencia igual a cuatro veces el primer ancho en frecuencia.

Debido a la relación de 1/4 del ancho en frecuencia entre las RU AC_BK y RU AC_VO, la duración del intervalo de tiempo TXOP se establece, preferentemente, menor o igual que un cuarto del parámetro de límite del intervalo de tiempo TXOP establecido para la red inalámbrica según el estándar 802.11.

Con fines ilustrativos, el estándar 802.11n define un límite del intervalo de tiempo TXOP de 3,008 ms para la categoría de acceso de vídeo (AC_VI), 1,504 ms para la categoría de acceso de voz (AC_VO) y 0 ms (es decir, 1 MPDU) para las categorías de acceso de segundo plano y mejor esfuerzo (respectivamente, Ac_BK y Ac_BE). Al implementar la presente realización, la AC_BK y la AC_BE se pueden definir con el número mínimo de tonos (por ejemplo, 26 tonos), la AC_VO con dos veces más tonos, es decir, 52 tonos, y la AC_VI con cuatro veces más tonos, es decir, 106 tonos. Para esta configuración, la duración de la transmisión MU de UL, que define así la duración del intervalo de tiempo TXOP, se establece a 752 ps (3,008 ms/4).

Asimismo, el ancho en frecuencia (número de tonos) para una RU también puede depender del esquema de modulación, MCS (que también afecta a la duración de la transmisión) utilizado por el nodo para alcanzar el AP (un MCS se puede definir por cada nodo, pero también por RU en cada nodo). En otras palabras, el ancho en frecuencia de una unidad de recurso asociada con un tipo de tráfico se ajusta basándose en el esquema de modulación utilizado por los nodos para enviar datos que tienen el tipo de tráfico asociado en una o varias oportunidades de transmisión anteriores.

Por otra parte, el AP también puede establecer el MCS a utilizar con el fin de minimizar el relleno y maximizar la BER.

Una vez que se conocen todas las características de la RU, la TF puede generarse y enviarse sobre la red en la etapa 1205. La señalización de algunas características de la RU en la TF se describe con más detalle a continuación haciendo referencia a lafigura 15.

Se debe tener en cuenta que, para RU aleatorias, la TF debe señalizar como mínimo la duración del intervalo de tiempo TXOP, el número de RU aleatorias y el ancho en frecuencia (ancho_RU_tonos) para cada RU aleatoria. Si una RU se dedica explícitamente a un tipo de tráfico concreto, se señaliza en la TF utilizando el campo tipo_tráfico_RU. Este último se puede sustituir por ancho_RU_tonos si el número de tonos es fijo por tipo de tráfico. Después de enviar la TF, el AP espera, en la etapa 1206, al final del intervalo de tiempo TXOP y envía un acuse de recibo (1207), si es apropiado, para acusar recibo de la recepción de la totalidad o parte de las MPDU transmitidas por múltiples usuarios dentro del intervalo de tiempo TXOP de ODFMA.

Preferentemente, la trama ACK se transmite en un formato duplicado no HT en cada canal de 20 MHz cubierto por la reserva de TF inicial.

A continuación, en la etapa 1208, el AP actualiza sus estadísticas según la transmisión actual.

Lafigura 13ilustra un proceso ejemplar para que el nodo procese las tramas de activación, en particular la trama de activación enviada por el AP según lafigura 12.

En la etapa 1300, el nodo detecta una trama de activación que reserva un canal compuesto. La TF se descodifica entonces con el fin de analizar su contenido. La TF define una pluralidad de RU.

En la etapa 1301, el nodo selecciona una (o varias) de las RU que utilizan las características de RU especificadas en la TF. La selección también se puede basar en los tipos de tráfico que tiene que transmitir.

El nodo selecciona cualquier RU planificada correspondiente a su AID_nodo y determina el posible tipo de tráfico asociado con la RU planificada, si lo hubiera. Esto es para enviar datos apropiados en las RU.

Para RU aleatorias, el nodo selecciona una (o varias) RU aleatorias:

cualquiera que tenga un tipo de tráfico señalizado correspondiente al tipo de tráfico que tiene que transmitir el nodo (por ejemplo, la cola de prioridad de AC). Esto es para que el nodo transmita, en una unidad de recurso, datos que tengan el mismo tipo de tráfico que el tipo de tráfico asociado con la unidad de recurso,

o que tengan un ancho en frecuencia en tonos que coincida, teniendo en cuenta la duración del intervalo de tiempo TXOP, lo máximo posible con la cantidad de datos que tiene que transmitir (por ejemplo, de la cola de prioridad de AC). Esto significa que el nodo determina si una de las unidades de recurso coincide con la cantidad de datos a transmitir en la cola de transmisión que tienen el valor de prioridad más alto o no, y, solo en caso de una determinación positiva, transmite los datos de la cola de transmisión que tienen el valor de prioridad más alto en la unidad de recurso coincidente.

El nodo también puede utilizar otra información de la TF, tal como el MCS, para ajustar su parámetro de transmisión. A continuación, en la etapa opcional 1302, el nodo puede adaptar o ajustar un esquema de modulación para modular los datos en la unidad de recurso (posiblemente las unidades de recurso), maximizando la adaptación la duración temporal de la transmisión de los datos dentro de la oportunidad de transmisión. Esta etapa de reducir el MCS busca minimizar el relleno con respecto a la duración del intervalo de tiempo TXOP para la siguiente transmisión MU de UL. Sin embargo, se transmite la misma cantidad de datos, pero con una mejor BER.

A continuación, en la etapa 1303, el nodo transmite los datos en las una o varias RU respectivas seleccionadas en la etapa 1201.

En la etapa 1304, el nodo espera el acuse de recibo del AP.

Cuando se recibe un acuse de recibo de transmisión correcta, el nodo descarga los datos almacenados en la memoria intermedia de las colas de transmisión de AC en la etapa 1305, finalizando el proceso.

Lafigura 14ilustra las ventajas de la realización de lasfiguras 12y13, en términos de reducción del relleno, en comparación con la situación de lafigura 5a. Las ventajas se basan en elegir diferentes perfiles de RU según el tráfico de datos y/o las características del nodo.

Tal como se muestra en la figura, el AP envía una TF con RU que tienen diferentes anchos en frecuencia (en número de tonos) y que tienen una duración del intervalo de tiempo TXOP 550' más corta en comparación con lafigura 5a. En otras palabras, el AP modifica ambas dimensiones de las RU (duración y ancho en frecuencia en tonos del intervalo de tiempo TXOP) para optimizar el relleno.

En el ejemplo de la figura, la PPDU del nodo STA4 comprende la misma cantidad de datos entre lafigura 5ay lafigura 14. Sin embargo, como la RU utilizada en lafigura 5aestá compuesta por 26 tonos y la RU utilizada en lafigura 14está compuesta por 80 tonos, la duración del intervalo de tiempo TXOP se reduce sustancialmente, concretamente se divide aproximadamente entre 3 en este ejemplo.

Por otra parte, los nodos que enviaban mucho relleno en lafigura 5a(más del 50 % de la duración del UL MU), por ejemplo, STA1, STA2, STA6, ahora envían una cantidad de relleno sustancialmente reducida, gracias a la reducción de la duración del intervalo de tiempo TXOP (lo que es posible gracias a los diversos anchos en frecuencia de RU). Se debe tener en cuenta que los nodos a los que no se ha asignado ninguna RU (STA3, STA7 y STA8 no pueden transmitir en esta transmisión de OFDMA MU de UL) transmitirán en la siguiente transmisión MU de UL o a través de un acceso convencional al medio inalámbrico (EDCA).

La realización de lasfiguras 12y13se puede aplicar tanto a RU aleatorias como a RU planificadas.

Las RU aleatorias se pueden utilizar en la creación de la celda de red controlada por el AP, antes de que se utilicen RU planificadas.

Inicialmente, las estadísticas predefinidas que definen una proporción de los diferentes tipos de tráfico en una celda y un número habitual de nodos en una celda según las características del AP (oficina, doméstico, estadio) se pueden utilizar para definir el número inicial de RU aleatorias. La duración del intervalo de tiempo TXOP y los anchos en frecuencia de RU se pueden definir manteniendo el factor de escala del estándar 802.11, por ejemplo, la AC_BK y la AC_BE se definen con 26 tonos, la AC_VO con 52 tonos y la AC_VI con 106 tonos, mientras que la duración de la transmisión de UL MU se establece en 750 |js.

La fase inicial de base aleatoria puede ser una etapa transitoria utilizada como una fase de aprendizaje para aprender sobre el tipo o tipos de tráfico enviados por cada nodo, la modulación utilizada por cada nodo y/o en cada RU, etc. antes de que se utilice el modo de base planificada. En otras palabras, es una fase durante la cual el nodo recopila o recoge estadísticas como las mencionadas anteriormente haciendo referencia a la etapa 1200.

Durante la fase de aprendizaje, las RU aleatorias se pueden ajustar o refinar dinámicamente basándose en las estadísticas recogidas dinámicamente. Esto es para modificar progresivamente las RU para reflejar las proporciones de tráfico reales y el número de nodos registrados activos.

Un resultado de la fase de aprendizaje es que el ancho de cada RU y la asignación de cada RU a un nodo dedicado se puede definir con precisión según la utilización de red actual. Preferentemente, el ancho en frecuencia de RU se elige basándose en los tipos de tráfico, pero también basándose en el esquema de modulación, porque este último puede modificar mucho la duración de la transmisión requerida para una cantidad de datos fija (por ejemplo, la modulación MCS 0 proporciona una velocidad binaria de 6,5 Mbps, mientras que la modulación MCS 1 proporciona una velocidad binaria de 13 Mbps).

A continuación, se utiliza el modo de RU planificada si el AP asigna explícitamente las RU diseñadas a nodos concretos basándose en las necesidades de los nodos (por ejemplo, transmitidas durante un intervalo de tiempo TXOP anterior; o el AP puede utilizar una especificación de tráfico, por ejemplo, TS PEC en HCCA, proporcionada por algunos nodos para definir sus necesidades).

Lafigura 15presenta el formato de un 'elemento de información de RU' (1510), que se puede utilizar para señalizar los atributos de los paquetes pequeños en la TF y/o los atributos de tipo de tráfico de la Tf y/o los atributos de ancho en frecuencia de la RU.

El AP utiliza el 'elemento de información de RU' (1510) para incorporar información adicional dentro de la trama de activación relativa al intervalo de tiempo TXOP de OFDMA. Su formato sigue preferentemente el formato del elemento de información específico del proveedor tal como se define en el estándar IEEE 802.11-2007.

El 'elemento de información de RU' (1510) es un contenedor de uno o varios atributos de RU (1520), teniendo cada uno de ellos un ID de atributo dedicado para su identificación. La cabecera del IE de RU se puede estandarizar (y, por tanto, identificar fácilmente por los nodos) a través de los valores de ID del elemento, OUI, tipo de OUI.

Los atributos de la RU 1520 se definen para tener un formato general común que consiste en un campo de ID de atributo de RU de un byte, un campo de longitud de dos bytes y campos de información específica de atributo de longitud variable.

La utilización del elemento de información dentro de la carga útil de la trama MAC se proporciona solo como ilustración, se puede soportar cualquier otro formato.

La elección de incorporar información adicional en la carga útil de MAC es ventajosa para mantener el cumplimiento heredado con el mecanismo de acceso al medio, porque cualquier modificación llevada a cabo dentro de la cabecera de PHY de la trama 802.11 habría inhibido la descodificación correcta de la cabecera de MAC por los dispositivos heredados.

Tal como se muestra en la figura, un atributo de RU dedicada sigue el siguiente formato

- El ID de atributo es un valor dedicado que identifica la 'Información de RU'. Se puede seleccionar un valor no utilizado en el estándar, por ejemplo, en el rango 19-221. Este valor de un byte es una etiqueta de comienzo de 'Información de RU'.

- Un campo de dos bytes de longitud que define la longitud del cuerpo del atributo.

El cuerpo del atributo varía según las realizaciones consideradas. El cuerpo del atributo 15a se refiere a la realización de paquetes pequeños de lasfiguras 8y9; el cuerpo del atributo 15b se refiere a la realización de tipo de tráfico de lasfiguras 10y11; y el cuerpo del atributo 15c se refiere a la realización de ancho de RU variable de lasfiguras 12y13.

Para señalizar eficazmente el modo de paquetes pequeños (figuras 8y9), el cuerpo del atributo 15a para una RU determinada (o para toda la TF) puede incluir:

un campo de tipo de SP 1521 para indicar si la RU (o todas las RU) está restringida a paquetes pequeños (o si la TF es una SP TF). Este campo establecido al tipo SP (tipo de paquetes pequeños) indica al nodo de recepción que la RU (o todas las RU) solo se puede utilizar para enviar paquetes pequeños, por ejemplo, más pequeños que un tamaño de paquete pequeño máximo;

un campo de tamaño de paquete pequeño máximo 1522 que utiliza el AP para definir explícitamente un tamaño máximo para los paquetes pequeños.

Para señalizar eficazmente el modo de tipo de tráfico (figuras 10y11), el cuerpo del atributo 15b puede incluir: un campo Tipo_TF 1523 para indicar si la trama de activación especifica el modo mixto de la etapa 1101 o no (es decir, especifica una lista de RU con el mismo tipo de tráfico o una lista de RU con diferentes tipos de tráfico mezclados);

un campo RU_nb 1524 para definir el número de unidades de recurso que componen el canal compuesto. Este número también proporciona el número de entradas en el siguiente campo;

un campo Lista_RU 1525 que enumera las características de cada rU del intervalo de tiempo TXOP de OFDMA actual. Cada entrada en la lista 1525 puede incluir el siguiente conjunto de campos:

un campo Índice_RU para especificar el índice de la RU actual en la lista de RU;

un campo Tipo_RU para especificar el modo aleatorio o planificado de la RU (solo en caso del modo mixto); un campo Tipo_Tráfico_RU para especificar el tipo de tráfico que soporta la RU; y

un campo opcional AID_Nodo para definir el identificador de un nodo en el caso de una RU planificada. Este podría ser la dirección MAC, o el identificador de asociación (Association Identifier, AID), o el AID parcial de un nodo.

Para señalizar eficazmente los anchos en frecuencia de las RU (figuras 12y13), el cuerpo del atributo 15c para una RU determinada puede incluir:

un campo RU_nb 1524 para definir el número de unidades de recurso que componen el canal compuesto. Este número también proporciona el número de entradas en el siguiente campo;

un campo Lista_RU 1525 que enumera las características de cada rU del intervalo de tiempo TXOP de OFDMA actual. Cada entrada en la lista 1525 puede incluir el siguiente conjunto de campos:

un campo Índice_RU para especificar el índice de la RU actual en la lista de RU;

un campo ancho_RU_tonos para especificar el número de tonos para esta RU;

un campo Tipo_RU para especificar el modo aleatorio o planificado de la RU (solo en caso del modo mixto); un campo Tipo_Tráfico_RU para especificar el tipo de tráfico que soporta la RU;

un campo opcional MCS para especificar el esquema de modulación a utilizar para la RU; y

un campo opcional AID_Nodo para definir el identificador de un nodo en el caso de una R<u>planificada. Este podría ser la dirección MAC o el identificador de asociación (Association Identifier, AID), o el AID parcial de un nodo.

La totalidad o parte de los cuerpos de los diversos atributos descritos anteriormente se pueden combinar para definir, por ejemplo, una trama de activación de SP, que también es una trama de activación de TT con RU que tienen anchos en frecuencia variables.

Aunque la presente invención se ha descrito anteriormente haciendo referencia a realizaciones concretas, la presente invención no se limita a las realizaciones concretas, y para un experto en la materia serán evidentes modificaciones que caen dentro del alcance de la presente invención.

A los expertos en la materia se les ocurrirán muchas otras modificaciones y variaciones después de hacer referencia a las realizaciones ilustrativas anteriores, que se proporcionan solo a modo de ejemplo, y que no pretenden limitar el alcance de la invención, determinándose el mismo únicamente por las reivindicaciones adjuntas. En particular, las diferentes características de las diferentes realizaciones se pueden intercambiar si es apropiado.

En las reivindicaciones, la palabra 'comprende' no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido 'un' o 'una' no excluye una pluralidad. El mero hecho de que diferentes características se citen en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que no se pueda utilizar ventajosamente una combinación de estas características.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Aparato de comunicación (101-107) que comprende:

medios de recepción para recibir una trama de activación (430) que cumple el estándar IEEE 802.11 y que incluye información de una división de uno o varios canales de comunicación en el dominio de la frecuencia en una pluralidad de unidades de recurso (410) para transmisiones simultáneas sobre las unidades de recurso y, para cada una de la pluralidad de unidades de recurso, información que indica una categoría de acceso que categoriza los datos; y

medios de envío para enviar datos utilizando por lo menos una de la pluralidad de unidades de recurso en respuesta a la trama de activación recibida.

2. Aparato de comunicación (110) que comprende:

medios de envío para enviar una trama de activación (430) que cumple el estándar IEEE 802.11 y que incluye información de una división de uno o varios canales de comunicación en el dominio de la frecuencia en una pluralidad de unidades de recurso (410) para transmisiones simultáneas sobre las unidades de recurso y, para cada una de la pluralidad de unidades de recurso, información que indica una categoría de acceso que categoriza los datos; y

medios de recepción para recibir datos de una pluralidad de otros aparatos de comunicación que utilizan la pluralidad de unidades de recurso.

3. Aparato de comunicación, según la reivindicación 1 o 2, en el que la categoría de acceso es una de las cuatro categorías de acceso definidas en el estándar IEEE 802.11, a saber, AC_BK para datos en segundo plano, AC_BE para datos de mejor esfuerzo, AC_VI para aplicaciones de vídeo y AC_VO para aplicaciones de voz.

4. Procedimiento de comunicación en un aparato de comunicación (101-107) que comprende las siguientes etapas: recibir una trama de activación (430) que cumple el estándar IEEE 802.11 y que incluye información de una división de uno o varios canales de comunicación en el dominio de la frecuencia en una pluralidad de unidades de recurso (410) para transmisiones simultáneas sobre las unidades de recurso y, para cada una de la pluralidad de unidades de recurso, información que indica una categoría de acceso que categoriza los datos; y

enviar datos utilizando por lo menos una de la pluralidad de unidades de recurso en respuesta a la trama de activación recibida.

5. Procedimiento de comunicación en un aparato de comunicación (110) que comprende las siguientes etapas: enviar una trama de activación (430) que cumple el estándar IEEE 802.11 y que incluye información de una división de uno o varios canales de comunicación en el dominio de la frecuencia en una pluralidad de unidades de recurso (410) para transmisiones simultáneas sobre las unidades de recurso y, para cada una de la pluralidad de unidades de recurso, información que indica una categoría de acceso que categoriza los datos; y

recibir datos de una pluralidad de otros aparatos de comunicación que utilizan la pluralidad de unidades de recurso.

6. Medio no transitorio legible por ordenador que almacena un programa que, cuando se ejecuta mediante un microprocesador o sistema informático en un aparato de comunicación, hace que el aparato de comunicación ejecute el procedimiento de comunicación de la reivindicación 4 o 5.

7. Trama de activación (430) diseñada para enviarse mediante un aparato de comunicación (110) hacia otro aparato de comunicación (101-107), cumpliendo la trama de activación el estándar IEEE 802.11 e incluyendo: información de una división de uno o varios canales de comunicación en el dominio de la frecuencia en una pluralidad de unidades de recurso (410) para transmisiones simultáneas sobre las unidades de recurso; y para cada una de la pluralidad de unidades de recurso, información que indica una categoría de acceso que categoriza los datos que puede enviar el otro aparato de comunicación (101-107) utilizando la unidad de recurso.