MX2011000860A

MX2011000860A - Comunicaciones inalambricas ad hoc mejoradas.

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Publication number: MX2011000860A
Application number: MX2011000860A
Authority: MX
Inventors: Gregory C Copeland; Scott Y Seidel
Original assignee: Powerwave Cognition Inc
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-03-15
Also published as: WO2010011796A3; US20110117852A1; WO2010011796A2; EP2316248A2; KR20110050460A; EP2316248A4

Abstract

Se describen diversas técnicas para mejorar el uso de un medio de comunicación dinámico de multi-canal en una red ad hoc inalámbrica o similar; en general, los metadatos que incluyen el nodo y/o información de red o similar son compartidos entre nodos en una red, y estos datos son utilizados para mejorar la salida, reducir la huella espectral o huella de potencia para un grupo de nodos, o de otra forma mejorar el rendimiento de la red.

Description

COMUNICACIONES INALAMBRICAS AD HOC MEJORADAS SUMARIO DE LA INVENCION i Se, describen diversas técnicas para mejorar el uso de un medio de comunicación multi-canal dinámico en una red ad hoc inalámbrica o similar. En general, metadatos que incluyen información de nodo y/o red o similar son compartidos entre nodos en una red, y estos datos son utilizados para mejorar el rendimiento, reducir la huella espectral o huella de potencia para un grupo de nodos, o de otra forma mejorar el rendimiento de la red.

En un aspecto, un método aquí descrito incluye operar un nodo en una red ad hoc inalámbrica en donde una pluralidad de nodos en una comunidad, que incluye el nodo, comparte un medio de canalización que permite comunicaciones de datos concurrentes utilizando dos o más canales, el método comprende: intercambiar metadatos con cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, proporcionando asi una vista común de metadatos para cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad; seleccionar uno solo de la pluralidad de nodos para que sea un nodo de recepción con base en los metadatos, en donde cada uno de la pluralidad de nodos aplica la vista común de los metadatos y una función de programación común para seleccionar el nodo de recepción; y ya sea transmitir datos, en caso de haberlos, al nodo de recepción cuando el nodo no es el nodo de recepción o recibir datos desde la pluralidad de nodos cuando el nodo es el nodo de recepción. Los metadatos pueden incluir un identificador único para cada vecino de un salto de cada uno de la pluralidad de nodos. En algunas modalidades, los metadatos pueden incluir datos de calidad de enlace para un enlace de datos entre dos o más de la pluralidad de nodos . La función de programación común puede incluir una función hash y en donde la selección de uno solo de la pluralidad de nodos incluye aplicar un identificador único para el nodo a la función hash. En modalidades, la función hash puede ser evaluada para cada uno de la pluralidad de nodos en cada uno de la pluralidad de nodos para proporcionar una salida de selección; y puede seleccionar el nodo de recepción mediante la aplicación de un criterio predeterminado a la salida de selección. Se puede determinar un orden de transmisión entre la pluralidad de nodos en la comunidad utilizando la función hash. El nodo puede ser el nodo de recepción y el método además puede comprender, recibir una transmisión de manera concurrente desde dos o más de la pluralidad de nodos. El nodo puede no ser el nodo de recepción y el método además puede comprender, determinar si el nodo tiene cualesquiera datos en fila para transmisión al nodo de recepción y entrar selectivamente a un modo de sueño cuando no hay dichos datos. Además, el nodo puede no ser el nodo de recepción y el método además puede comprender, esparcir una transmisión de datos al nodo de recepción mediante uno de esparcimiento sobre una pluralidad de ranuras de tiempo y esparcimiento utilizando una forma de onda CDMA para permitir mayor reutilización de frecuencias, reduciendo asi una potencia de transmisión promedio para la transmisión de datos. El nodo puede no ser el nodo de recepción y el método además puede comprender transmitir de manera concurrente datos al nodo de recepción y al menos otro nodo que no está entre la pluralidad de nodos en la comunidad. El medio canalizado puede incluir una interfaz de acceso múltiple canalizada de acuerdo con uno o más de tiempo, frecuencia y código.

En algunas modalidades, un nodo para una red ad hoc inalámbrica puede incluir una fuente de datos; un radio para operar en la red ad hoc inalámbrica en donde una pluralidad de nodos en una comunidad, que incluye el nodo, comparte un medio canalizado que permite las comunicaciones de datos concurrentes utilizando dos o más canales; y un procesador programado para intercambiar metadatos utilizando el radio con cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, proporcionando asi una vista común de los metadatos para cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, el procesador además programado para seleccionar uno de la pluralidad de nodos para que sea un nodo de recepción con base en los metadatos y un algoritmo de programación, y el procesador además programado ya sea para transmitir datos, en caso de haberlos, desde la fuente de datos al nodo de recepción cuando el nodo no es el nodo de recepción o recibir datos desde la pluralidad de nodos cuando el nodo es el nodo de recepción. Los metadatos pueden incluir un identificador único para cada vecino de un salto de cada uno de la pluralidad de nodos. El algoritmo de programación puede incluir una función hash, en donde el procesador puede seleccionar el nodo de recepción mediante la aplicación de un identificador único para el nodo a la función hash. El procesador además puede ser programado para evaluar la función hash para cada uno de la pluralidad de nodos, en cada uno de la pluralidad de nodos, para proporcionar una salida de selección y el procesador puede ser programado para seleccionar el nodo de recepción mediante la aplicación de un criterio predeterminado a la salida de selección. El procesador puede ser programado para determinar un orden de transmisión entre la pluralidad de nodos en la comunidad utilizando la función hash. El nodo puede ser el nodo de recepción y el procesador además puede ser programado para recibir una transmisión desde el radio de manera concurrente desde dos o más de la pluralidad de nodos. El nodo puede . no ser el nodo de recepción y el procesador además puede estar programado para determinar si el nodo tiene cualesquiera datos en fila para transmisión al nodo de recepción y para entrar selectivamente a un modo de dormir cuando no hay dichos datos. El nodo puede no ser el nodo de recepción y el procesador además puede estar programado para esparcir una transmisión de datos desde el radio al nodo de recepción sobre una de una pluralidad de ranuras de tiempo y una forma de onda CDMA para permitir mayor reutilización de frecuencias, reduciendo asi una potencia de transmisión promedio para la transmisión de datos. El medio canalizado puede incluir una interfaz de acceso múltiple canalizada' de acuerdo con uno o más de tiempo, frecuencia y código.

En algunas modalidades, un método para operar un nodo en una red ad hoc inalámbrica que puede incluir una pluralidad de nodos de frecuencia ágil que periódicamente cambian la frecuencia operativa comprende: recibir un mensaje de negociación desde un vecino en el nodo en la red ad hoc inalámbrica que tiene una frecuencia de nodo y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de nodo (FCPI de nodo), el mensaje de negociación incluye una nueva frecuencia de vecino que identifica una frecuencia a la que cambiará el vecino, un indicador de conteo descendente que identifica el momento en que el vecino cambiará a la nueva frecuencia de vecino, y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de vecino (FCPI de vecino) que asigna una precedencia a la frecuencia seleccionada por el vecino; actualizar de manera condicional la frecuencia del nodo a la nueva frecuencia de vecino cuando la nueva frecuencia de vecino es diferente de la frecuencia de nodo y el FCPI de nodo es menor que el FCPI de vecino, proporcionando asi una frecuencia actualizada; y cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada. El método además puede comprender actualizar el FCPI del nodo para que iguale el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo cuando la nueva frecuencia de vecino es la misma que la frecuencia de nodo, proporcionando asi un FCPI de nodo actualizado. El método además puede comprender, transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo. El método que se reclama además puede comprender, determinar si la nueva frecuencia de vecino es aceptable para el nodo antes de cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada. El método además puede comprender, actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo más un incremento, proporcionando asi un FCPI de nodo actualizado. El método además puede comprender transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo. La red' ad hoc inalámbrica puede ser una red de acceso de espectro dinámico que de manera dinámica asigna uso de espectro de acuerdo con la disponibilidad. El cambio del nodo a la frecuencia de nodo actualizada puede incluir cambiar el nodo de manera concurrente con el cambio de vecino a la nueva frecuencia de vecino. El método además puede comprender, controlar un uso de frecuencia por parte del nodo para evitar un espectro de frecuencia ocupado por una red primaria. La red primaria puede incluir una red de telefonía celular.

En algunas modalidades, un nodo en una red ad hoc inalámbrica, la cual puede incluir una pluralidad de nodos de frecuencia ágil que periódicamente cambian la frecuencia operativa, puede comprender: una fuente de datos, un radio para operar el nodo dentro de la red ad hoc inalámbrica utilizando un protocolo de frecuencia ágil; una memoria que almacena una frecuencia de nodo y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de nodo (FCPI de nodo) para el nodo; y un procesador programado para recibir un mensaje de negociación desde un vecino, el mensaje de negociación incluye una nueva frecuencia de vecino que identifica una frecuencia a la que cambiará el vecino, un indicador de conteo descendente que identifica el momento en que el vecino cambiará a la nueva frecuencia de vecino, y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de vecino (FCPI de "vecino) que asigna una precedencia a la frecuencia seleccionada por el vecino, el procesador además programado para actualizar de manera condicional la frecuencia de nodo a la nueva frecuencia de vecino cuando la nueva frecuencia de vecino es diferente de la frecuencia de nodo y el FCPI de nodo es menor que el FCPI de vecino, proporcionando asi una frecuencia de nodo actualizada, y el procesador además programado para cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada. El procesador además se puede programar para actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo cuando la nueva frecuencia de vecino es la misma que la frecuencia de nodo, proporcionando asi un FCPI de nodo actualizado. El procesador además puede ser programado para transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo utilizando el radio. El procesador además se puede programar para determinar si la nueva frecuencia de vecino es aceptable para el nodo antes de cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada. El procesador además se puede programar para actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo más un incremento, proporcionando asi un FCPI de nodo actualizado. El procesador además se puede programar para transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo utilizando el radio. La red ad hoc inalámbrica puede ser una red de acceso .de espectro dinámico que de manera dinámica asigna uso de espectro de acuerdo con la disponibilidad. El procesador se puede programar para cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada de manera concurrente con el cambio de vecino a la nueva frecuencia de vecino. El procesador puede ser programado para controlar un uso de frecuencia mediante el nodo para evitar un espectro de frecuencia ocupado por una red primaria. La red primaria puede incluir una red de telefonía celular.

En algunas modalidades, un método para operar un nodo en una red ad hoc inalámbrica, que incluye una pluralidad de nodos con la capacidad para cambiar una frecuencia operativa y un nivel de potencia, puede comprender: identificar una duración de detección durante la cual cada uno de la pluralidad de nodos está en silencio; detectar un espectro de frecuencia durante la duración de detección; determinar un espectro disponible con base en la energía de radiofrecuencia dentro del espectro de frecuencia; seleccionar una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible; transmitir desde el nodo a uno o más de la pluralidad de nodos utilizando la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión; y seleccionar un intervalo de detección para determinar cuándo va a ocurrir una siguiente duración de detección con base en una función del espectro disponible y una o más características de la red ad hoc inalámbrica. La pluralidad de nodos puede constar del nodo y una comunidad de un salto de- otros nodos. El método además puede comprender, definir una longitud para la duración de detección y comunicar la longitud para la duración de detección a la pluralidad de nodos. El método además puede comprender, definir una longitud para el intervalo de detección y comunicar la longitud para el intervalo de detección a la pluralidad de nodos. El nodo puede ser un nodo maestro y el método además puede comprender, comunicar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión a uno o más de la pluralidad de nodos. La selección de la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión puede incluir, controlar la interferencia por parte del nodo con una o más redes inalámbricas diferentes. Una o más redes diferentes pueden incluir una red de frecuencia ágil. Una o más redes diferentes pueden incluir una red de telefonía celular. La identificación de la duración de detección y la detección del espectro de frecuencia pueden ser ejecutadas fuera de la pluralidad de nodos y comunicadas al nodo a través de una o más de una conexión cableada o inalámbrica. La selección del intervalo de detección puede incluir sintonizar una agresividad del nodo mediante el control de una frecuencia de ocurrencia de la duración de detección.

En algunas modalidades, un nodo en una red ad hoc inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos que cambia la frecuencia operativa y el nivel de potencia puede comprender: una- fuente de datos; un radio para operar el nodo dentro de la red ad hoc inalámbrica; una memoria que almacena una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión para el nodo; y un procesador programado para identificar una duración de detección durante la cual cada uno de la pluralidad de .nodos está en silencio, detectar un espectro de frecuencia durante el intervalo de detección, determinar un espectro disponible con base en la energía de radiofrecuencia dentro del espectro de frecuencia, seleccionar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible, almacenar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión en la memoria, transmitir datos desde la fuente de datos a uno o más de la pluralidad de nodos utilizando la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión, y seleccionar un intervalo de detección, para determinar cuándo va a ocurrir una siguiente duración de detección, con base en una función del espectro disponible y una o más características de la red ad hoc inalámbrica. La pluralidad de nodos puede constar del nodo y una comunidad de un salto de otros nodos. El procesador además se puede programar para definir una longitud para la duración de detección y comunicar la longitud para la duración de detección a la pluralidad de nodos. El procesador además se puede programar para definir una longitud para el intervalo de detección y comunicar la longitud para el intervalo de detección a la pluralidad de nodos. El nodo puede ser un nodo maestro y el procesador además programado para comunicar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión a uno o más de la pluralidad de nodos. La selección de la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión puede incluir, controlar la interferencia por parte del nodo con una o más redes inalámbricas diferentes. Una o más redes diferentes pueden incluir una red de frecuencia ágil. Una o más redes diferentes pueden incluir una red de telefonía celular. El procesador puede estar programado para identificar la duración de detección y detectar el espectro de frecuencia recibiendo datos relacionados con la duración de la detección y el espectro de frecuencia desde una fuente remota a través de una o más de una conexión cableada o inalámbrica. El procesador puede ser programado para sintonizar una agresividad del nodo al controlar una frecuencia de ocurrencia de la duración de detección.

Diversas características, aspectos y ventajas de las diversas modalidades serán más aparentes a partir de la siguiente descripción adicional.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La invención y la siguiente descripción detallada de algunas modalidades de la misma se pueden entender por referencia a las siguientes figuras en donde: La figura 1 es un diagrama en bloques de una red ad hoc móvil (MANET) .

La figura 2 muestra un protocolo inalámbrico MANET que puede ser utilizado por dispositivos dentro de una MANET.

La figura 3 es un diagrama en bloques de un nodo en una red ad hoc inalámbrica.

La figura 4 es un gráfico de flujo de un método para implementar acceso múltiple activado por receptor en un nodo de una red.

La figura 5 ilustra una comunidad de nodos utilizando acceso múltiple activado por receptor.

La figura 6 ilustra una red que incluye múltiples nodos de transmisión y recepción.

La figura 7 muestra las huellas espaciales para un número de nodos en una red.

La figura 8 muestra la huella espectral de los tres nodos mostrados en la figura 7.

La figura 9 es un gráfico de flujo de un método para reducir una huella espectral para una pluralidad de nodos de frecuencia ágil en una red.

La figura 10 muestra un uso de huellas espectrales para una red DySAN y un usuario de red primaria vecino.

La figura 11 ilustra interferencia basada en la potencia de transmisión para nodo.

La figura 12 muestra un nodo que transmite a un nivel de potencia alta.

La figura 13 muestra un nodo que está transmitiendo a un nivel de potencia normal o medio.

La figura 14 ilustra temporización para detección de energía espectral.

La figura 15 muestra el uso de intervalos de liberación y reconsideración para agresividad sintoriizable en un espectro compartido.

La figura 16 muestra un método para controlar el uso de espectro por parte de un nodo en una red inalámbrica.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La figura 1 muestra una Red Ad Hoc Móvil ( MANET ) que puede ser utilizada con los sistemas y métodos aquí descritos. En general, una MANET 100 (también referida generalmente aquí como una red 100) puede incluir dispositivos de suscriptor 110, puntos de acceso 120, y puntos de acceso de retroceso 130 (para acoplamiento a una red núcleo 150 tal como la Internet) , todos generalmente interconectados entre si tal como se muestra por ejemplo en la figura 1. Sin limitar la generalidad de lo anterior, uno o más de los dispositivos de suscriptor 110 puede ser un dispositivo estacionario 170 que no se mueve geográficamente dentro de la MANET 100. Se entenderá que los enlaces dispositivo-a-dispositivo ilustrados en la figura 1 son para propósitos de ilustración únicamente, y de ninguna manera pretenden limitar la naturaleza o número de enlaces entre dispositivos en la MANET 100, los cuales pueden ser creados, retirados y/o modificados con el paso del tiempo de acuerdo con cualesquiera protocolos correspondientes seguidos por los dispositivos dentro de la MANET 100. En general, los enlaces entre dispositivos o componentes dentro de la MANET 100 son enlaces inalámbricos, aunque opcionalmente se pueden emplear enlaces cableados en diversas ubicaciones tales como entre el punto de acceso de retroceso 130 y las redes núcleo 150. A fin de mantener la MANET 100, típicamente uno o más protocolos son compartidos entre los dispositivos participantes para controlar la creación, remoción y modificación de enlaces de datos individuales entre dispositivos, y para enrutar información de tráfico y control entre los dispositivos. El término protocolo, tal como aquí se utiliza, generalmente se refiere a cualesquiera y todas las reglas, procedimientos y/o algoritmos utilizados en el mantenimiento de la MANET 100, a menos que de manera explícita se establezca un protocolo específico o de otra manera el contexto así lo aclare.

Los dispositivos de . suscriptor 110 pueden incluir cualesquiera nodos de propósito general que participen en la MANET 100 de acuerdo con protocolos convenientes. Los dispositivos de suscriptor 110 pueden incluir, por ejemplo, nodos de terminal que envían o reciben datos. Los dispositivos de suscriptor 110 también pueden ser empleados de manera conveniente como nodos intermedios para enrutar tráfico hacia y desde otros dispositivos de suscriptor 110. Por lo tanto, una red ad hoc, tal como aquí se describe, generalmente es extensible, y a medida que nuevos dispositivos de suscriptor 110 aparecen dentro de la MANET 100, éstos pueden formar parte de la MANET 100 que enruta el tráfico entre otros nodos. Se puede introducir un nuevo dispositivo de suscriptor 112 a la MANET 100 con nuevos enlaces 114 siendo agregados a medida que se detecta el nuevo dispositivo de suscriptor 112. Los dispositivos también pueden salir periódicamente de la MANET 100 tal como un dispositivo de suscriptor 116 que parte. A medida que el dispositivo de suscriptor 116 que parte sale de la red, se pueden romper los enlaces 118 entre el dispositivo de suscriptor que parte 116 y otros dispositivos de suscriptor 110, puntos de acceso 122, dispositivos estacionarios 170, puntos de acceso de retroceso 130 y/u otros dispositivos. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando un dispositivo se mueve más allá de los límites geográficos de la MANET 100, cuando los dispositivos en la MANET son apagados (o sus capacidades inalámbricas o de conexión en red son suspendidas), o cuando ocurre un mal funcionamiento del hardware o software. La MANET 100 puede, en una manera centralizada o distribuida, detectar nuevos dispositivos y/o dispositivos que parten y/o enlaces a fin de mantener la' conectividad sustancialmente continua para dispositivos en la MANET 100.

En general, un dispositivo de suscriptor 110 puede incluir cualquier red o dispositivo de computación que incluye una interfaz inalámbrica, pilas de protocolo de red, y similares adaptados para participar en la MANET 100. El Protocolo de Internet puede ser empleado de manera útil en los dispositivos de suscriptor 110 dentro de la MANET 100 para utilizar esquemas de direccionamiento bien establecidos y similares. Un dispositivo de suscriptor 110 puede incluir, sin limitación, un teléfono celular, asistente digital personal, cliente de correo electrónico inalámbrico, computadora tipo laptop, computadora tipo palmtop, computadora de escritorio, dispositivo de video, cámara digital, instrumento eléctrico, sensor, detector, despliegue, reproductor de medios, dispositivo de navegación, teléfono inteligente, tarjeta de conexión en red inalámbrica, enrutador inalámbrico (por ejemplo, para una red WiFi local), dispositivo de almacenamiento, impresora o cualquier otro dispositivo que . pudiera participar de forma útil en una red. En algunas modalidades, los dispositivos de suscriptor pueden incluir un receptor GPS que proporciona una referencia de posición y temporización . En modalidades, cada dispositivo de suscriptor 110 puede ser autenticado y/o autorizado antes de otorgarse al acceso a la MANET 100.

Los puntos de acceso 120 pueden ser proporcionados para establecer una infraestructura permanente o de otra forma generalmente estable a la MANET 100. Un punto de acceso 120 puede estar fijo en la ubicación o puede estar limitado en la cantidad en que se puede mover. Uno o más de los puntos de acceso 120 pueden ser puntos de acceso móviles 122 que de manera libre se pueden mover dentro de la MANET 100. Los puntos de acceso 120 pueden emplear funcionalidad de red y pilas de protocolo idénticas que los dispositivos de suscriptor 110 antes descritos. Los puntos de acceso 120 también pueden encapsular una funcionalidad diferente consistente con una función más especializada en la MANET 100. En un aspecto, los puntos de acceso 120 pueden no tener un dispositivo de computación asociado que origine o consuma tráfico de red. Es decir, los puntos de acceso 120 simplemente pueden formar una malla de participantes en la MANET 100 y retransmitir el tráfico entre otros participantes de red. Un punto de acceso 120 también puede incluir una conexión física a una infraestructura de potencia de manera que puede ser físicamente instalado en una ubicación y operar de manera autónoma sin requerir un mantenimiento regular para cambios de batería y similar. En otro aspecto, los puntos de acceso 120 pueden incluir cierta circuitería complementaria mínima relacionada con, por ejemplo, estado y diagnóstico, o para recibir actualizaciones de software y similares. Al acomodar una red de expansión de puntos de acceso 120, se puede mejorar la continuidad de la . red en áreas donde los dispositivos de suscriptor 110 no están presentes o no se espera que estén presentes con alguna regularidad. En modalidades, un punto de acceso 120 puede ser de un tamaño y peso que lo hagan conveniente para montarlo y/u ocultarlo en una variedad de ubicaciones incluyendo ubicaciones en interiores y exteriores, e incluyendo su montaje en paredes, pisos, suelo, techos, azoteas, polos de utilidad y así sucesivamente.

Cada punto de acceso 120 puede incluir o utilizar una referencia de tempori zación tal como cualquiera de los Protocolos de Temporización de Red descritos en RFC 778, RFC 891, RFC 956, RFC 958, RFC 1305, RFC 1361, RFC 1769, RFC 2030, y RFC 4330, todos publicados por la Fuerza de Tareas de Ingeniería de Internet. Cada punto de acceso también puede incluir un receptor GPS que proporcione una referencia de posición y temporización, o se puede emplear cualquier otro sistema de temporización propio o abierto.

En modalidades, los puntos de acceso 120 pueden tener una mayor potencia de transmisión y/o una . mayor ganancia de antena que los dispositivos de suscriptor móviles 110, proporcionando asi mayor cobertura física que algunos otros dispositivos dentro de la ????? 100.

La MANET 100 puede incluir uno o más puntos de acceso de retroceso 130 que generalmente operan para conectar nodos dentro de la MANET 100 a una red núcleo 150 tal como la Internet. Una red núcleo 150 puede ser una red fija o puede ser una red de infraestructura. En una interfaz, un punto de acceso de retroceso 130 puede tener una interfaz de radio inalámbrica, pilas de protocolos y otros componentes de otros nodos dentro de la MANET 100. En otra interfaz, el punto de acceso de retroceso 130 puede proporcionar cualquier interfaz conveniente a la red núcleo 150. El punto de acceso de retroceso 130 puede ser desplegado, por ejemplo, en un punto de. acceso de fibra o similar que proporcione capacidad de datos de alta velocidad para tráfico de Internet o similar. Por ejemplo y sin .limitación, el punto de acceso de fibra puede incluir un sitio de enrutador Gig-E o un sitio de multiplexor agregar-caída OC-3/12. En una modalidad, el punto de acceso de retroceso 130 puede incluir dos interfaces Gig-E para conexiones de retroceso. Se entenderá que cualquier número y variedad de interfaces convenientes para conexiones de retroceso pueden ser empleadas de manera útil con un punto de acceso de retroceso 130 tal como aquí se describe.

Un punto de acceso de retroceso 130 puede brindar servicio a múltiples puntos de acceso 120 dentro de la ANET 100, y puede distribuir carga de red a través de esos puntos de acceso. De manera alternativa, un solo punto de acceso de retroceso 130 puede brindar servicio a un solo punto de acceso 120. El número de puntos de acceso 120 que reciben servicio por parte de un punto de acceso de retroceso 130 puede depender de varios factores tales como la cantidad de tráfico intra-MANET y tráfico extra-MANET, la naturaleza y dirección de los datos de multidifusión contra unidifusión,' y asi sucesivamente. Esta asociación entre puntos de acceso de retroceso 130 y puntos de acceso 120 puede cambiar ocasionalmente dependiendo de la presencia de otros dispositivos de suscriptor 110 dentro del área, condiciones de red, demandas de tráfico de red, y asi sucesi amente. En algunos casos o bajo algunas condiciones operativas, un punto de acceso 120 puede estar asociado con más de un punto de acceso de retroceso 130.

Se puede incluir un enrutador de borde 160 entre la red núcleo 150 y uno o más puntos de acceso de retroceso 130. El enrutador de borde 160 puede facilitar el enrutamiento entre la MANET 100 y las redes núcleo 150. Las redes núcleo 150 pueden estar conectadas a través de un enrutador de borde 160 a un punto de acceso de retroceso 130 o pueden estar' directamente conectadas a un punto de acceso de retroceso 130 sin pasar a través del enrutador de borde 160. Se puede utilizar más de un enrutador de borde 160 para contactar múltiples puntos de acceso de retroceso 130. En modalidades, un enrutador de borde puede contactar múltiples puntos de acceso de retroceso 130. El enrutador de borde 160 puede incluir cualesquiera dispositivos o sistemas para mantener la conectividad entre la MANET 100 y las redes núcleo 150, y además puede soportar o mejorar la actividad de red dentro de la MANET 100. Por ejemplo, el enrutador de borde 160 puede incluir una norma industrial y/o Servidor de Protocolo de Resolución de Dirección propio, un servidor de aplicación, un servidor de Red Privada Virtual, un servidor de Traslación de Dirección de Red, un muro corta fuego, un servidor de Sistema de Nombre de Dominio, un servidor de Protocolo de Configuración de Huésped Dinámico, y/o un servidor de Operaciones, Administración, Mantenimiento y Aprovisionamiento, y similar, asi como cualquier combinación de los anteriores. Estos diversos componentes pueden estar integrados en el enrutador de borde 160, o pueden ser proporcionados como sistemas separados (físicos y/o lógicos) que soportan la operación del enrutador de borde 160. Estos sistemas de soporte pueden en general soportar las operaciones tales como conectividad de Internet de banda ancha dentro de la MANET 100, transmitir comunicaciones que cruzan entre la MANET 100 y las redes núcleo 150, y así sucesivamente, así como el uso de múltiples puntos de acceso de retroceso 130 para enrutar de manera eficiente el tráfico inter-MANET (y/o intra-MANET) entre dispositivos de suscriptor 110.

Las redes núcleo 150 pueden incluir cualesquiera recursos de red fuera de la MANET 100. Tal como se muestra en la figura 1, puede haber cualquier número de diferentes redes núcleo, las cuales pueden incluir, por ejemplo, una segunda red núcleo 152 conectada a la MANET 100 a través de un punto de acceso de retroceso 130. La segunda red núcleo 152 puede ser completamente independiente de la red núcleo 150, o se puede conectar a la red núcleo 150 a través de una red fija u otro tipo de red. Las redes núcleo 150 pueden conectar casos dispares, geográficamente remotos y/o locales de la MANET 100 para formar una sola red. Las redes núcleo 150 pueden inclúir cualquiera y ,todas las formas de redes IP, incluyendo LAN, MAN, AN, y así sucesivamente. Las redes núcleo 150 también pueden incluir la Internet pública, la Red de Telefonía Pública Conmutada, una red de comunicaciones celulares, o cualquier otra red o combinación de redes para tráfico de datos, tráfico de voz, transmisión de medios y asi sucesivamente. En otras modalidades, las redes núcleo 150 pueden constar exclusivamente de una sola zona de control administrativo, o un número de zonas de control administrativo, o alguna combinación de una zona administrativa y cualquiera de los anteriores .

El dispositivo estacionario 170 puede incluir cualquier dispositivo de suscriptor 110 que, por cualquier motivo, no se mueve físicamente dentro de la MANET 100. En general, dichos puntos físicos fijos dentro de la MANET 100 pueden proporcionar alternativas de enrutamiento útiles para tráfico que pueden ser explotadas para equilibrio de carga, redundancia, y así sucesivamente. Esto puede incluir, por ejemplo, una computadora de escritorio fija dentro de la MANET 100.

La comunicación dentro de la MANET 100 se puede lograr a través de protocolos, referidos colectivamente aquí como el Protocolo Inalámbrico MANET (MWP) . En general, cualquiera de los nodos anteriores que participan en la MANET 100 de acuerdo con el MWP pueden incluir una plataforma de hardware que habilita actualizaciones de software y microprogramacion cableada de radio, las cuales pueden incluir, por ejemplo, un dispositivo de computación de propósito general o dedicado, memoria, procesadores de señal digital, componentes de radiofrecuencia, una antena, y cualquier otro hardware y/o software conveniente adecuado para implementar el MWP en nodos participantes.

En modalidades, cualquiera de los dispositivos anteriores tales como uno de los puntos de acceso 120 también puede incluir un adaptador para otras redes tal como un adaptador de red Ethernet o adaptador de red IP equivalente, enrutador, y similar, de manera que equipo no MANET puede participar en la MANET 100 a través del dispositivo. También se apreciará que, aunque las conexiones a las redes núcleo 150, 152 se muestran, esta conexión es opcional. Una MANET 100 (con o sin puntos de acceso 120) puede ser mantenida independientemente sin conexiones a cualesquiera otras redes, y puede ser empleada de manera útil para el único propósito de poner en tráfico los datos entre dispositivos de suscriptor 110.

La figura 2 muestra una pila de Protocolo Inalámbrico MANET (MWP) que puede ser utilizada por dispositivos dentro de la MANET 100 de la figura 1.

En general, una pila de protocolo proporciona un modelo de referencia para comunicaciones entre dispositivos de red de manera que funciones necesarias o útiles para comunicaciones de red están disponibles mientras que cada capa funcional puede ser designada, modificada y/o desplegada libre de los detalles, de implementacion de capas vecinas. Métodos y sistemas aquí descritos pueden emplear cualquier pila de protocolo conveniente para soportar comunicaciones inalámbricas entre dispositivos. Esto puede incluir, por ejemplo, el Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI)- (con siete capas etiquetadas como Aplicación, Presentación,- Sesión, Transporte, Red, Enlace de Datos (LLC & MAC) , y Física) o el modelo TCP/IP (con cuatro capas etiquetadas como Aplicación, Transporte, Internet, Enlace) junto con cualesquiera adaptaciones o variaciones de los mismos convenientes para uso en una MANET, o cualquier diseño de protocolo de red de computadora completamente diferente. Las capas inferiores de una pila de protocolo que soporta interfaces físicas, control de acceso de medio, enrutamiento y similar pueden ser modificadas para permitir la conexión en red inalámbrica ad hoc móvil mientras que los protocolos, de la norma industrial son soportados en la capa de enrutamiento (por ejemplo, para enrutamiento en un límite, de MANET y/o más allá) y los anteriores. De esta forma, las aplicaciones de la norma industrial y dispositivos se pueden emplear dentro de la MANET mientras se utiliza la infraestructura de MANET para gestionar la comunicación. Por lo tanto, aplicaciones designadas para la Internet fija pueden ser desplegadas en la MANET, y viceversa, sin requerir intervención, tal como de parte de un operador o proveedor de servicio.

En diversas modalidades, las funciones dentro de cada capa pueden ser aumentadas, reducidas o modificadas sobre una base dispositivo por dispositivo. Por ejemplo, la funcionalidad de cada una de las capas puede ser propensa a cumplir con requerimientos específicos sin desviarse del alcance de la invención. Las funciones de una capa particular pueden ser implementadas en software y/o hardware sin desviarse del alcance de la invención.

Tal como se muestra en la figura 2, las capas de una pila de Protocolo Inalámbrico MANET (MWP) pueden incluir una capa de enrutamiento 202, una capa de control de acceso de medio ("MAC") 204, y una capa física '206. A manera de ejemplo y no limitación, cada una de estas capas y las funciones asociadas se analizan ahora con mayor detalle.

La capa de enrutamiento 202 puede implementar normas industriales para enrutamiento tal como IPv4/RFC 791 y BGP4/RFC 4271. La capa de enrutamiento 202 también puede implementar tecnologías de conexión en red inalámbricas ad hoc para reemplazar, por ejemplo, OSPF/RFC 2740 tal como enrutamiento de estado de enlace proyectado y/o multidifusión orientada al receptor. Esta capa, por ejemplo, puede soportar protocolos de enrutamiento de unidifusión y multidifusión de norma industrial en un limite entre una ANET y una red fija mientras se proporciona enrutamiento de unidifusión y multidifusión propio dentro de la MANET.

La capa MAC 204 puede implementar normas industriales para control de acceso de medio tal como RFC 894/1042 para encapsulación, MAC 802.3, ARP/RFC 826, y DHCP. La capa MAC 204 también puede implementar tecnologías de conexión en red inalámbricas ad hoc para reemplazar, por ejemplo, 802.2 LLC y 802. lq tal como gestión de descubrimiento de vecinos, velocidades de datos adaptables, y servicio de fila propio. De manera similar, PPP/RFC 1661/2516 pueden ser sustituidos con programación de enlace propio y/o acceso de canal mediante, acceso múltiple activado por nodo (ÑAMA) . LA 'capa MAC 2Ó4 puede soportar, por ejemplo, diferenciación de calidad de servicio utilizando acceso de canal y/o servicio de fila para priorizar el tráfico sensible al retardo. En esta capa, la gestión de vecinos puede establecer la entrada de red para dispositivos y puede rastrear cambios en las comunidades de un salto y dos saltos locales de cada nodo, tal como a través de un intercambio de mensajes con vecinos de un salto. La capa MAC 204 puede soportar el control de potencia adaptable mediante el ajuste de la potencia de transmisión sobre una base enlace por enlace en una MANET en una manera en la que, por ejemplo, se maximiza la capacidad de transmisión mientras se reduce al mínimo la interferencia de acuerdo con las condiciones del enlace y la topología. Se pueden emplear velocidades de datos adaptables sobre una base enlace por enlace para elevar al máximo la capacidad de la transmisión de acuerdo con condiciones de enlace individuales. El servicio de fila puede proporcionar memorias intermedias para datos que esperan transmisión a través de una interfaz de capa física 206, y puede incorporar calidad de servicio diferenciada. Al mismo tiempo, se puede utilizar el acceso de canal para determinar cuál nodo transmite en cada ranura de tiempo TDMA, con un programa influenciado por los parámetros de calidad de servicio.

La capa física 206 puede implementar tecnologías inalámbricas tal como segmentación y reensamble de transmisiones de capa física, temporización de red de algoritmo de rastreo de nodo de área local (LANTA) , y formas de onda configurables ranura por ranura, así como múltiples modos de forma de onda incluyendo acceso múltiple por dominio de tiempo y acceso múltiple por dominio de frecuencia, o de manera más general,- cualesquiera formas de onda que soporten la multiplexión o acceso múltiple basado en tiempo, frecuencia, codificación o similar. En general, la temporización de red también se proporciona dentro de la capa física 206, y puede corregir errores de tiempo y frecuencia para asegurar que todos los nodos estén operando con una base de tiempo común. Al mismo tiempo, el autodescubrimiento de modo en forma de onda se puede emplear de manera que cada receptor de manera autónoma puede descubrir cuál modo de forma de onda fue enviado desde un transmisor.

Estas y otras funciones y detalles de operación de una pila de Protocolo Inalámbrico MANET se describen con mayor detalle, por ejemplo, en la Solicitud E.U.A. Número 12/418,363 presentada el 3 de Abril de 2009, cuyo contenido se incorpora aquí por referencia.

La figura 3 es un diagrama en bloques de un nodo en una red ad hoc inalámbrica tal como la MANET descrita anteriormente. El nodo puede ser cualquiera de los dispositivos antes descritos, tal como un dispositivo de suscriptor, punto de acceso, o punto de acceso de retroceso. En general, el nodo. 300 puede incluir fuentes de datos 302, un enlace de datos 304, un procesador de señal 306, un radio .308, filas de datos 310, información de enrutamiento 312, e información de comunidad 314. Se entenderá que la siguiente descripción es general en naturaleza, y que numerosos arreglos de procesamiento, almacenamiento y hardware de radiofrecuencia pueden ser empleados de manera conveniente para un efecto similar. Esta descripción pretende resaltar ciertas operaciones de un nodo MANET relevante para los sistemas y métodos aquí descritos, y de ninguna manera limita la invención a la arquitectura especifica mostrada en la figura 3.

Las fuentes de datos 302 pueden incluir cualesquiera aplicaciones u otro hardware y/o software asociado con el nodo 300. Esto puede incluir, por ejemplo, programas que corren en una computadora tipo laptop u otro dispositivo de computación portátil, un servidor o cliente Web, una fuente de entrada y/o salida multimedia tal como una cámara digital o video, y asi sucesivamente. De manera más general, cualquier dispositivo, sensor, detector o similar que pudiera enviar o recibir datos puede operar como una fuente de datos 302 en el nodo 300. Además se entenderá que algunos nodos, tales como los puntos de acceso 104, pueden no tener fuentes de datos independientes 302, y pueden funcionar exclusivamente como elementos de red MANET 100 que retransmiten datos entre otros nodos y/o proporcionan estabilidad de red tal como se describió de manera general anteriormente.

El enlace de datos 304 puede incluir hardware y/o software que implementa la funcionalidad de capa de enlace de datos tal como gestión de vecinos, segmentación y reensamble de paquete de datos, gestión de Calidad de Servicio (QoS) , servicio de fila de datos, acceso de canal, velocidades de datos adaptables, y cualesquiera otras funciones de enlace de datos convenientes. En general, el enlace de datos 304 controla la participación de las fuentes de datos 302, y de manera más general el nodo 300 en una MANET. Se entenderá que el enlace de datos 304 en la figura 3 puede implementar cualquier número de protocolos de capa inferior (por ejemplo, capa física) , o capa superior (por ejemplo, enrutamiento, transporte, sesión, presentación, aplicación) desde un Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) convencional, o cualesquiera de estos protocolos y funciones relacionadas se pueden implementar en alguna otra parte dentro del nodo 300, tal como en una pila IP que ejecuta en la fuente de datos 302, o en microprogramación cableada dentro del procesador de señal 306 o radio 308 o en bloques funcionales adicionales que no se muestran en la figura. 3. Por ejemplo, se pueden implementar protocolos de enrutamiento dentro del hardware/software del enlace de datos 304 para asegurar que los nodos en la MANET 100 compartan funciones de enrutamiento apropiadas. . Por lo tanto, se apreciará que aunque algunos elementos aquí analizados pudieran ser colocados de manera conveniente dentro de la capa de enlace de datos de una pila de protocolo formal, los sistemas y métodos de esta descripción también se podrían implementar con variaciones a una pila de protocolo convencional, o sin alguna pila de protocolo formal en lo absoluto.

El enlace de datos 304 puede incluir un administrador de enlace que recopile información de vecinos desde la capa de enlace de datos, y puede formar y mantener la información de la comunidad 314 para' el nodo 300. Esta tabla se puede utilizar para establecer rutas a vecinos, y puede ser actualizada periódicamente con información de vecinos de uno y dos saltos tal como se describe con mayor detalle a continuación. El administrador de enlace puede monitorear estadísticas en todos los enlaces activos para un nodo sobre una base enlace ' por enlace para soportar cálculos de calidad de enlace y otras funciones aquí descritas. El término metadatos aquí se utiliza para referirse generalmente a la información de la comunidad 314 para el nodo 300 o cualquier otra información caracterizada en uno o más nodos, enlaces de datos, u otras características de red que pudieran ser compartidas entre nodos para describir la red en la cual- están participando y comunicándose los nodos. En general, los metadatos incluyen al menos un artículo de metadatos, aunque cualquier número de artículos de metadatos pudiera ser empleado de manera útil de acuerdo con el número de nodos en una comunidad y la cantidad de información que se va a intercambiar entre nodos .

El procesador de señal 306 puede incluir funciones de procesamiento y temporizacion de forma de onda asociadas con la transmisión-recepción de datos en el nodo 300. Esto puede incluir, por ejemplo, temporizacion de red, configuración . de forma de onda basada en cuadro y/o tiempo-ranura, mantenimiento de una o más familias de modos de forma de onda de Multiplexión por División de Frecuencia Ortogonal (u otras formas de onda de modo de transmisión), detección del receptor de modos de forma de onda, codificación de corrección de error y así sucesivamente. En general, el procesador de señal 306 puede ser implementado en cualquier combinación conveniente de procesadores de señal digital, arreglos de puerta programable en campo, circuitos integrados de aplicación. específica, microprocesadores u otros dispositivos de computación de propósito general o especial.

En una modalidad, se puede emplear una familia de Formas de Onda de Multiplexión por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) para comunicaciones de velocidad de datos adaptable. Los modos de las formas de onda OFDM pueden incluir, por ejemplo, Desplazamiento de Fase en Cuadratura de 7.2 MHz (QPSK) , QPSK de 4.8 MHz, QPSK de 2.4 MHz , QPSK de 1.2 MHz, Desplazamiento de Fase Binaria de 1.2 MHz (BPSK), o similar. La velocidad de datos efectiva para transmitir formas de onda se puede ver 'afectada por otros parámetros tales como corrección de error. Para facilitar la implementación de un sistema de velocidad adaptable, los modos de transmisión pueden ser organizados en una lista ordenada de velocidades de datos que aumentan de forma monótona comparadas con la robustez de señal que disminuye de forma correspondiente, permitiendo asi un mapeo único de calidad de enlace a modo de transmisión. En un aspecto, el modo de forma de onda real seleccionado para transmitir datos en un enlace puede ser seleccionado de manera adaptable de acuerdo con cualquier evaluación adecuada de calidad de enlace para enlaces a nodos vecinos.

El radio 308 en general opera para transmitir datos desde las filas ^ de datos 310, tal como son organizados y codificados por el enlace de datos 304 y el procesador de señal 306 (junto con cualquier información de control, información de cabecera de paquete, y asi sucesivamente), sobre una interfaz de aire inalámbrica a otros nodos en una MANET, y para ejecutar recepción de datos complementaria. El radio 308 puede incluir cualquier circuito análogo de radiofrecuencia y similar, y se puede acoplar al procesador de señal 306 el cual convierte los datos e información de control entre una representación digital utilizada dentro del nodo 300, y una representación análoga utilizada en comunicaciones de radiofrecuencia con otros nodos. En modalidades, se puede emplear un radio de. baja potencia 308, tal como en la situación donde el nodo 300 es un dispositivo móvil energizado por batería. En otras modalidades, se puede emplear un radio de alta potencia 308, tal como en la situación donde el nodo 300 es un punto de acceso o punto de acceso de retroceso conectado a una infraestructura de potencia fija. En una modalidad, el radio 308 y el procesador de señal 306 proporcionan codificación de velocidad de datos adaptable con la capacidad para cambiar los modos de transmisión, corrección de error y similar de acuerdo con la calidad del enlace medido.

Las filas de datos 310 pueden incluir cualesquiera datos para transmisión desde el nodo 300. Esto puede incluir, por ejemplo, datos de las fuentes de datos 302, datos que son retransmitidos por el nodo 300 desde otros nodos en la ?????, y/o información de control programada para-7 transmisión dentro de paquetes de datos desde el nodo 300. Las filas de datos 310 pueden ser organizadas en cualquier forma conveniente, y pueden incluir una sola fila primero en entrar primero en salir, múltiples filas, filas priorizadas, y similar. En una modalidad, el nodo 300 puede incluir múltiples filas priorizadas -para ayudar en el aprovisionamiento de diversos niveles de servicio, tal como para tráfico QoS . En general, los datos contenidos en las filas de datos 310 son entregados de acuerdo con cualquier mecanismo de formación de fila al enlace de datos 304, procesador de señal 306 y radio 308 para transmisión dentro de la MANET .

La información de enrutamiento 312 tal como una tabla de enrutamiento o reenvío puede ser proporcionada para soportar funciones de enrutamiento por el nodo 300. En general, esto puede incluir, por ejemplo, una dirección o identificador de destino, un costo de una trayectoria al destino (utilizando cualquier cálculo de costo conveniente), y un siguiente salto en esa trayectoria. Otra información tal como calidad de servicio y otras métricas para diversas rutas y enlaces también se puede proporcionar para decisiones de enrutamiento más refinadas.

La información de la comunidad 314 puede ser mantenida en una base de datos, archivo plano, tabla de enrutamiento, u otro almacenamiento volátil o no volátil convenientemente organizado dentro del nodo 300. La información de comunidad 314 generalmente soporta la creación y mantenimiento de la MANET asi como funciones de enrutamiento de cada nodo MANET. Dentro de la MANET, cada nodo puede interactuar con otros nodos para identificar y mantener de forma autónoma conexiones de red local, capacidad de desplazamiento, para formar dinámicamente rutas a través de la red, y asi sucesivamente. Las funciones de enrutamiento del nodo (tal como son soportadas por la información de la comunidad 314) pueden permitir tráfico sensible al retardo (por ejemplo, voz), tráfico tolerante al retardo con priorización de calidad de servicio (QoS), y asi sucesivamente.

La información de la comunidad 314 puede incluir una identificación de nodos vecinos junto con información referente a esos nodos. Esto puede incluir vecinos de un salto (es decir, nodos vecinos en comunicación inalámbrica directa con el nodo 300), vecinos de dos saltos (es decir, nodos vecinos que se comunican con el nodo 300 a través de únicamente otro nodo) , o cualesquiera otros nodos o participantes dentro de la MANET. En un aspecto, la información de la comunidad 314 incluye información de calidad de enlace para el radio 308, la cual puede ser obtenida a partir de cualquier combinación de datos de capa física y enlace de datos, y se puede emplear para adaptar la velocidad de datos de las comunicaciones de acuerdo con las condiciones del canal actualmente presentes. La información de la comunidad también puede incluir datos QoS utilizados para seleccionar los siguientes saltos para los datos QoS. Otra información útil puede incluir utilización de ancho de banda, pesos de nodos, posición de nodos (ya sea lógica o física), y latencia de filas para cada tipo de QoS y/u otro tipo de prioridad.

En un aspecto, la información de la comunidad 314 puede ser recopilada durante intercambios periódicos (tal como durante transmisiones de control) con nodos vecinos, lo cual puede ocurrir bajo el control de administrador de enlace del enlace de -datos 304. Por ejemplo, el nodo 300 puede determinar el ancho de banda de salida (es decir, requerimientos de transmisión de datos) para cada enlace que el nodo 300 tiene con un vecino, y puede transmitir esto a vecinos de un salto. De manera similar, el nodo 300 puede recibir ancho de banda de salida desde cada vecino de un salto. Al utilizar estos datos, cada nodo 300 puede además calcular su propio ancho de banda de entrada (es decir, requerimientos de recepción de datos) desde cada enlace a un nodo vecino, y esta información a su vez puede ser intercambiada con vecinos de un salto. Siguiendo un intercambio a nivel de sistema con vecinos de un salto, el nodo 300 (y cada otro nodo en la MANET) puede calcular un peso de nodo que representa los requerimientos de salida relativos para el nodo 300. Por ejemplo, el peso de nodo, W se puede calcular como: BW..

W salida B ^. alida + We nada Ecuación (1) donde BWsalida es los requerimientos de transmisión o salida totales para cada enlace del nodo 300, y BWentrada es los requerimientos de recepción o entrada totales para cada enlace del nodo 300. Finalmente, el nodo 300 puede transmitir el paso del nodo a cada nodo vecino, y a su vez puede recibir un peso de nodo desde cada nodo vecino. Se apreciará que el peso del nodo, W, además puede ser procesado para uso con otra información de la comunidad 314, tal como mediante la limitación del valor de acuerdo con el número · de bits utilizados para información de control, o mediante el aprovisionamiento de un ajuste complementario al peso del nodo para refinar aun más el control del enrutamiento u otras funciones MANET. El reparto de. la información para mantenimiento de la información de la comunidad 314 puede ser controlado, por ejemplo, por el enlace de datos 304, el cual puede aplicar cualquier técnica conveniente para determinar cuándo compartir información con vecinos de un salto. En un aspecto, el enlace de datos 304 puede transmitir datos siempre que se detecte un cambio en la MANET tal como la adición o eliminación de un nodo.

Tal como se observó anteriormente, cualquiera de la información de la comunidad 314, información de enrutamiento 312 y/o filas de datos 310, asi como información de estado u otra información referente a cualquiera de los anteriores, puede ser compartida de manera útil entre los nodos que participan en una red, y toda esa información está destinada a estar dentro del significado de los metadatos tal como se utiliza ese término en este documento.

En otro aspecto, para una MANET que tiene nodos con conocimiento de ubicación 300 (por ejemplo, utilizando datos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), datos de intensidad de señal, y asi sucesivamente), la información de comunidad 314 puede incluir datos de posición para soportar enrutamiento basado en ubicación y similares.

Habiendo descrito una MANET en términos generales, la descripción ahora se dirige a un tratamiento más detallado de técnicas de acceso múltiple activadas por receptor ("RAMA") para asignar oportunidades de comunicaciones en una MANET o red similar.

La figura 4 muestra un método para implementar un acceso múltiple activado por receptor en un nodo dentro de una red. En general, la red puede ser una MANET tal como se describió anteriormente, o cualquier otra red inalámbrica o cableada que incluye un número de nodos en una comunidad que comparte un medio canalizado que permite comunicaciones de datos concurrentes sobre dos o más canales.

En la técnica se conocen numerosas técnicas para canalizar un medio tal como una interfaz de aire y se pueden adaptar para uso con el método que se describe a continuación. Por ejemplo, el medio canalizado puede incluir una interfaz de acceso múltiple canalizada de acuerdo con uno o más de tiempo, frecuencia y código. El medio también puede ser canalizado utilizando modos de transmisión diferentes (por ejemplo, modulación por amplitud de cuadratura de dieciséis símbolos, modulación por amplitud de cuadratura de sesenta y cuatro símbolos, etcétera) o de manera más general utilizando cualquier técnica estática, dinámica, adaptable u otras técnicas para proporcionar múltiples canales de comunicación concurrentes. En el siguiente análisis, se debería entender que la multiplexión por dominio de tiempo, aunque de forma nominal divide una portadora en ranuras de tiempo discretas para comunicación, se considera un medio canalizado tal como aquél término que aquí se utiliza, y de manera general permite cualquier combinación, división, subdivisión, u otro uso de ranuras de tiempo consistentes con esta descripción. Se debería apreciar que, en principio, las mismas técnicas que se describen a continuación se pueden adaptar para uso en redes que no permiten comunicaciones de datos concurrentes sobre dos o más canales, no obstante el uso del método que se describe a continuación con capacidades de comunicación concurrente de manera conveniente permite que un nodo de recepción designado reciba comunicaciones de manera concurrente desde un número de diferentes nodos de transmisión al mismo tiempo.

Tal como se muestra en el paso 402, el método 400 puede comenzar con el intercambio de metadatos con cada uno de una pluralidad de nodos en una comunidad. En general, este intercambio de metadatos proporciona una vista común de los metadatos para cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, lo cual permite programar las comunicaciones de datos, así como otras operaciones sincronizadas entre los nodos. Los metadatos pueden incluir, por ejemplo, un ident ificador único para cada vecino de un salto de cada nodo en la pluralidad de nodos. Los metadatos también pueden incluir datos de calidad de enlace para un enlace de datos entre dos o más de la pluralidad de nodos. De manera más general, los metadatos pueden incluir cualquier información útil para seleccionar un solo nodo de recepción único o funciones relacionadas tal como control de huella espectral, huella de potencia y asi sucesivamente dentro de la comunidad, y de forma más general dentro de la red.

Tal como se muestra en el paso 404, el método 400 puede incluir, seleccionar uno solo de la pluralidad de nodos para que sea un nodo de recepción con base en los metadatos. Cada uno de la pluralidad de nodos que participan en esta selección (por ejemplo, los nodos en la comunidad) puede aplicar la vista común de los metadatos obtenida durante el intercambio antes descrito, junto con una función de programación común conocida por todos los nodos para seleccionar el mismo nodo de recepción. Se puede emplear una variedad de técnicas para este propósito. Por ejemplo, la función de programación común puede incluir una función hash, y la selección de un solo nodo de- recepción se puede realizar al hacer que cada nodo (incluyendo el nodo presente) aplique su propio identificador único, tal como un número de identificación, a la función hash. Datos adicionales tales como algunos o todos los metadatos antes descritos también se pueden aplicar a la función hash, siempre y cuando cada nodo aplique los mismos metadatos y pueda obtener los mismos resultados.

Se apreciará que al introducir algunos datos además de los identificadores únicos de cada nodo se permite una selección aleator-ia o pseudo aleatoria de un nodo de recepción, asi como la prioridad y/u orden de nodos de transmisión tal como se describe a continuación. Por lo tanto, el método 400 en general, o el paso de seleccionar un nodo de recepción 404 en particular, puede incluir, evaluar una función hash para cada uno de la pluralidad de nodos en cada uno de la pluralidad de nodos para proporcionar resultados calculados referidos aquí como una salida de selección. Numerosas funciones hash son utilizables para estos propósitos, incluyendo por ejemplo STL. De esta forma, cada uno de los nodos evalúa el algoritmo de selección (por ejemplo, utilizando la función hash) para si mismo y para cada otro nodo en la comunidad de manera que cada nodo puede alcanzar una determinación común del nodo de recepción. A manera de ejemplo, si hay cuatro nodos en una comunidad, cada uno de los cuatro nodos puede ejecutar cuatro evaluaciones diferentes incluyendo una evaluación para si mismo y una para cada uno de sus tres vecinos. Los resultados, es decir, la salida de selección, entonces pueden ser evaluados adicionalmente para identificar el nodo de recepción el cual puede ser, por ejemplo, el nodo con el valor de salida de selección más elevado, el nodo con el valor de salida de selección más bajo, o el nodo para el cual la salida de selección cumple con algún otro criterio predeterminado o grupo de criterios. Como otro ejemplo, cada nodo puede evaluar la función hash con una vista común de los metadatos, y cada nodo puede obtener su propio valor de salida de selección utilizando un subconjunto de bits en la salida de función hash con base, por ejemplo, en el número de identificador único del nodo. Por lo tanto, por ejemplo, el nodo con el identificador único más bajo puede obtener un valor (para propósitos de seleccionar un nodo de recepción) que es los cuatro bits menos significativos en la salida hash. El nodo con el segundo identificador único más bajo puede obtener un valor que son los siguientes cuatro bits menos significativos, u opcionalmente el segundo a quinto bits menos significativos. De manera más general, se debería entender que son posibles una amplia variedad de técnicas de selección, y que los ejemplos precedentes no pretenden limitar el alcance de esta descripción en este aspecto.

En general, el uso de metadatos tales como tamaño de fila, calidad de enlace, y similar tendrá como resultado una selección aleatoria o pseudo aleatoria de un nodo de recepción a medida que la red cambia con el paso del tiempo. No obstante, se apreciará que el algoritmo de programación común y/o salida de selección se pueden refinar adicionalmente en caso de ser apropiado, tal como para des-priorizar un nodo o grupo de nodos que recientemente han actuado como el nodo de recepción, o priorizando un nodo cuando otro nodo tiene una cantidad grande de datos de transmisión correspondientes en su fila. Todas esas variaciones, tal como resultará aparente para aquellos expertos en la técnica, se pueden adaptar de manera- conveniente para utilizarse en la selección de un nodo de recepción tal como aquí se describe.

Tal como se muestra en el paso 406, el método 400 puede incluir, determinar un orden de transmisión para cualquiera de los nodos que no son los nodos de recepción. Se puede determinar un orden de transmisión entre la pluralidad de nodos en la comunidad, por ejemplo, utilizando la función hash descrita anteriormente. Al utilizar las mismas técnicas que se describieron anteriormente' para seleccionar un nodo de recepción, por ejemplo, aplicando metadatos compartidos y el ident ificador único de cada nodo a un algoritmo de programación común, cada nodo puede obtener un valor de salida único en la salida de selección. Estos resultados pueden ser utilizados, por " ejemplo, con clasificación numérica o cualquier otra técnica conveniente compartida entre los nodos para determinar un orden de transmisión en el cual los nodos transmiten al nodo de recepción. En la situación donde la interfaz de aire es canalizada para permitir la transmisión de datos concurrente en dos o más canales, múltiples nodos pueden ser programados de manera conveniente para transmitir en forma concurrente utilizando los múltiples canales.

Tal como se muestra en el paso 408, el método 400 puede incluir, determinar cuándo el nodo presente (es decir, el nodo que ejecuta el método 400) es el nodo de recepción. Si el nodo presente es el nodo de recepción, entonces el método 400 puede continuar al paso 410. Si el nodo presente no es el nodo de recepción, entonces el método 400 puede continuar al paso 412.

Tal como se ; muestra en el paso 410, el método 400 puede incluir, recibir datos desde la pluralidad de nodos cuando el nodo es el nodo de recepción. Tal como se observó anteriormente, esto puede incluir, recibir una transmisión desde dos o más nodos de manera concurrente en donde la interfaz de aire es canalizada de forma conveniente. Esto también puede incluir recibir en serie transmisiones desde uno o más nodos diferentes de acuerdo con un programa determinado en el paso 406 anterior. Los datos recibidos pueden ser utilizados por el nodo (donde el nodo es un destino para los datos) o pueden ser puestos en fila para retransmisión a un nodo destino u otro nodo intermedio en la red.

Tal como se muestra en el paso 412, el método 400 puede incluir (cuando el nodo no es el nodo de recepción) determinar si el nodo tiene cualesquiera datos en fila para transmisión al nodo de recepción. En general, esto puede incluir una evaluación de las filas de datos u otras estructuras de ' datos, memorias intermedias, o similares utilizados para programar datos para la transmisión desde el nodo. Los datos pueden incluir datos cuya fuente es el nodo, u otros datos recibidos por el nodo para retransmisión a uno o más nodos diferentes en la red. Si el nodo tiene datos para transmitir, el método 400 puede proceder al paso 414. Si el nodo no tiene datos para transmitir, el método 400 puede proceder al paso 416.

Tal como se muestra en el paso 414, el método 400 puede incluir, transmitir datos, en caso de haberlos, al nodo de recepción cuando el nodo no es el nodo de recepción. Esto puede ser, por ejemplo, de acuerdo con un programa compartido con otros nodos en la comunidad de acuerdo con un algoritmo de programación o similar tal como se describió anteriormente en el paso 406. Esto puede incluir esparcir una transmisión . de datos al nodo de recepción sobre una pluralidad de ranuras de tiempo para reducir una potencia de transmisión promedio para la transmisión de datos. Alternativamente, el esparcimiento se puede lograr utilizando una forma de onda de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) a fin de permitir mayor reutilización de frecuencias, incluso si esto puede ocasionar .una eficiencia de canal inferior al reducir la relación de rango de interferencia a comunicaciones. Por lo tanto, una transmisión de datos se puede adaptar de manera conveniente para conservar la potencia o para reducir la potencia o huella espectral de un nodo en la red.

En un aspecto donde la interfaz de aire es canalizada, el nodo puede transmitir datos al nodo de recepción y uno o más nodos diferentes en la red. Tal como se describe aquí de manera general, un solo nodo único está diseñado como un nodo de recepción en una comunidad. En una red más grande que la comunidad, un nodo también puede pertenecer a cualquier número de diferentes comunidades de un salto (y/o dos saltos), cada una de las cuales puede aplicar de forma independiente (o, con adaptaciones, de forma cooperativa) las técnicas activadas por receptor aquí descritas. En dicho ambiente, un nodo puede transmitir de manera concurrente a dos o más nodos de recepción diferentes en dos o más comunidades diferentes, sujeto a ciertas limitaciones de programación tal como una incapacidad para transmitir diferentes datos en el mismo canal al mismo tiempo. Por lo tanto, el método 400 puede incluir de manera concurrente transmitir datos al nodo de recepción y al menos otro nodo que no está entre la pluralidad de nodos en la comunidad.

Tal como se muestra .en el paso 416, el método 400 puede incluir, entrar de manera selectiva a un modo de dormir cuando no hay datos 'en fila para transmisión al nodo de recepción. Esto puede incluir apagar el radio o componentes del mismo, o de otra forma pausar, suspender, poner a dormir o terminar las operaciones de red del nodo hasta la siguiente oportunidad para enviar o recibir datos. La manera en que se implementa un modo de dormir se puede adaptar para conservar energía, huella de potencia, o similar para el nodo y/o la red, y se puede emplear de manera conveniente, por ejemplo, para preservar la vida de la batería del nodo o para reducir la interferencia con otras comunicaciones.

Se entenderá que el método 400 antes descrito se establece a manera de ejemplo y no limitación. Numerosas variaciones, adiciones, omisiones u otras modificaciones serán aparentes para aquellos expertos en la técnica. Además, el orden de presentación de estos pasos en la descripción y las figuras no está destinado a requerir este orden de ejecución de los pasos recitados a menos que un orden particular sea requerido de manera expresa o el contexto claramente asi lo indique. Por ejemplo, el orden en el cual los nodos de transmisión envían datos al nodo de recepción se puede determinar después o antes que un nodo determine si se trata del nodo de recepción, o un intercambio de metadatos puede ocurrir de manera concurrente con otras funciones de programación, tal como utilizando una ranura de tiempo o canal de señal de control en un protocolo de comunicaciones. Como otro ejemplo, el método 400 siempre puede volver al paso 402 donde los metadatos son intercambiados, o el método 400 puede retornar al paso 404 un cierto número de veces y repetir las transmisiones a un nodo de recepción particular ya sea de forma determinante (por ejemplo, cuatro veces) o de acuerdo con algún criterio (por ejemplo, profundidad de la fila de un nodo para transmisión al nodo de recepción) antes de un nuevo intercambio de metadatos. También se entenderá que el método 400 se puede ejecutar de manera concurrente en cualquier número de nodos dentro de una red, y que el método 400 puede ejecutar de manera repetitiva y/o como cualquier número de secuencias de ejecución separadas en un solo nodo. Todas estas variaciones pretenden caer dentro del alcance de esta descripción.

Además, el método 400 puede ser incorporado en un dispositivo que incluye, por ejemplo, un radio y una fuente de datos tal como se describió anteriormente, asi como un procesador (el cual puede ser cualquiera de los dispositivos programables aqui descritos) programado para ejecutar cualquiera o todos los pasos antes descritos. Además, el método 400 se puede incorporar en un código programable por computadora que, cuando se ejecuta en uno o más dispositivos de computación, ejecuta los pasos mencionados. Por lo tanto, la descripción anterior no es limitativa, y debiera ser interpretada de forma amplia para incluir todas las modalidades de la materia sujeto permitida por la ley.

La figura 5 ilustra una comunidad de nodos utilizando acceso múltiple activado por receptor. Una red 500 puede incluir un nodo de recepción 502 y un número de nodos de transmisión 504 en una comunidad de un salto 506 del nodo de recepción 502, asi como un número de nodos adicionales 508 en una comunidad de dos saltos 510 del nodo de recepción 502. Cada uno de los nodos en la figura 5 puede ser, por ejemplo, cualquiera de los nodos antes descritos .

La comunidad de un salto 506 del nodo de recepción 502 incluye aquellos nodos en la red 500 que están en comunicación directa con el nodo de recepción 502 de manera que las señales de uno de los vecinos de un salto (por ejemplo, los nodos de transmisión 504) pueden transmitir una señal desde su radio al radio del nodo de recepción 502. El nodo de recepción 502 puede ser programado como el nodo de recepción 502 utilizando cualquiera de las técnicas antes descritas. Durante un intervalo de recepción, el nodo de recepción 502 puede recibir datos desde uno o más de los nodos de transmisión 504, los cuales pueden transmitir en serie, de forma concurrente (por ejemplo, utilizando diferentes canales), o alguna combinación de éstos.

La comunidad de dos saltos 510 del nodo de recepción 502 además incluye nodos 508 que pueden ser alcanzados con un salto adicional, tal como a través de uno de los nodos de transmisión 504 en la comunidad de un salto 506. En general, durante un intercambio de metadatos o similar, cada nodo transmite información referente a su comunidad de un salto a cada uno de sus vecinos de un salto. Como resultado, cada nodo en la red 500 puede obtener una vista de su comunidad de dos saltos 510, y cada nodo en la comunidad de un salto 506 puede obtener una vista consistente de la comunidad de un salto del nodo de recepción 502. Se entenderá que se pueden emplear de manera útil otras comunidades e intercambios de mensajes para obtener otros metadatos y vistas de red. No obstante, el intercambio de metadatos con vecinos de un salto proporciona una vista útil de una comunidad inmediata de nodos que se puede emplear para enrutamiento, gestión de tráfico, y asi sucesivamente. Tal como se observó anteriormente, en algunas modalidades, uno de los nodos de transmisión 504 también puede operar de manera concurrente como un nodo de transmisión en otra comunidad diferente de un salto para otro nodo de recepción.

La figura 6 ilustra una red que incluye múltiples-nodos de transmisión y recepción. Una red 600 puede asignar nodos de recepción tal como se describió anteriormente en términos generales. En general, los nodos de recepción (etiquetados "RX") , pueden ser cualquier combinación de nodos dentro de la red 600. También se observará que, en general, ninguna comunidad de un salto 602 contiene más de un nodo de recepción, aunque un nodo de transmisión (etiquetado. "TX") puede transmitir en forma concurrente a más de un nodo de recepción, tal como mediante el uso de técnicas antes descritas. Aunque no se ilustra, también es posible tener redes superpuestas separadas (por ejemplo, utilizando diferentes portadoras de frecuencia, diferente hardware de radio, y asi sucesivamente) en cuyo caso los vecinos de un salto pueden ser nodos de recepción en diferentes redes, o un nodo particular puede ser un nodo de recepción en una red y un nodo de transmisión en otra red. De manera más general, se puede emplear una variedad de topologías utilizando diferentes canales dentro de una interfaz de aire, diferentes interfaces de aire, o alguna combinación de éstos. Todas esas variaciones, tal como resultará aparente para aquellos expertos en la técnica, pretenden caer dentro del alcance de esta descripción.

En un aspecto, la red aquí descrita puede ser una red de acceso de espectro dinámico (DySAN). En general, una red de acceso de espectro dinámico asigna uso de espectro de acuerdo con la disponibilidad, la cual puede depender, por ejemplo, de la interferencia, calidad de enlace, otros usuarios primarios, o cualesquiera otros factores que afecten los enlaces de radio entre nodos. La red de acceso de espectro dinámico (DySAN) puede utilizar nodos de frecuencia ágil con un radio y un procesador acompañante o similar con la capacidad para seleccionar y cambiar en forma independiente entre un número de frecuencias operativas. Tal como aqui se describe, se puede lograr una huella espectral reducida mediante la coordinación de las frecuencias operativas seleccionadas para un número de transmisores a través de la red. A fin de converger a una huella espectral más pequeña, los nodos pueden intercambiar mensajes de negociación que contienen cualesquiera metadatos útiles tal como su frecuencia operativa seleccionada, una frecuencia operativa de respaldo opcional, un indicador de precedencia de cambio de frecuencia (FCPI), y una indicación respecto a si ¦ actualmente están ejecutando un conteo descendente para cambiar su frecuencia operativa. .

La figura 7 muestra las huellas espectral y espacial para un número de nodos en una red. En general, cuando un nodo transmite, este tiene el potencial para crear interferencia en una región geográfica sobre la radiofrecuencia ocupada. Los términos huella espacial y huella espectral se utilizan aqui para describir las diferentes regiones operativas para un nodo en el espacio geográfico y el espacio de frecuencia respectivamente. Cuando múltiples nodos de red en una región geográfica común toman turnos transmitiendo en diferentes frecuencias, cada uno crea su propia huella espacial en su propia frecuencia operativa. Aunque una huella puede tener, en general, cualquier forma, y puede tener una forma sustancialmente elíptica o circular bajo condiciones ideales, una huella real generalmente tendrá un límite irregular tal como se ilustra en la figura debido a las obstrucciones físicas y similares.

En general, un primer nodo 710 puede tener una primera huella espacial 720 la cual encierre la extensión geográfica de interferencia con otra actividad de radiofrecuencia. Un segundo nodo 712 puede tener una segunda huella espacial 722 que encierre la extensión geográfica de interferencia por el segundo nodo 712. Un tercer nodo 714 puede tener una tercera huella espacial 724 la cual encierre la extensión geográfica de interferencia por el tercer nodo 714. La huella espacial general para la extensión geográfica de interferencia de los nodos 710, 812 y 714 es la unión de estas formas 720, 722 y 724 combinadas.

La figura 8 muestra la huella espectral de los tres nodos mostrada en la figura 7. El primer nodo 710 puede tener una primera huella espectral 830 con una intensidad y frecuencia (o rango de frecuencia) tal como se ilustra. El segundo nodo 712 y el tercer nodo 714 también pueden tener una segunda huella espectral 832 y una tercera huella espectral 834 respectivamente tal como se ilustra. Una huella espectral, agregada 836 es una combinación de las tres huellas espectrales individuales 830, 832 y 834, tal como se ilustra con un óvalo que abarca los componentes espectrales individuales. Se observará que aunque la huella espacial de agregado que se muestra en la figura 7 ha incrementado ligeramente, la huella espectral de agregado ha incrementado dramáticamente, reduciendo la eficiencia espectral. Para lograr una huella espectral mínima, los nodos se pueden coordinar para compartir una sola frecuencia de manera que la huella espacial de agregado se convierte en el límite exterior de las tres huellas individuales que se muestran en la figura 7' y la huella espectral de agregado 836 se convierte en una sola de las huellas espectrales 830, 832 u 834.

La figura 9 es un gráfico de flujo de un método para reducir una huella espectral para una pluralidad de nodos de frecuencia ágil en una red. En general, dichos nodos pueden emplear el cambio de frecuencia para esparcir comunicaciones sobre un espectro disponible. A fin de converger a una huella espectral mínima, un número de nodos puede intercambiar mensajes de negociación que contienen metadatos tal como frecuencias operativas seleccionadas, un indicador de precedencia de cambio de frecuencia (FCPI), y una indicación respecto a si actualmente está ejecutando un-conteo descendente para cambiar su frecuencia- operativa. Esta información y similar se puede utilizar para coordinar la operación de múltiples nodos a fin de reducir una huella espectral de agregado.

Tal como se muestra en el paso 910, el método 900 puede comenzar con la recepción de un mensaje de negociación en un nodo desde un vecino, tal como cualquiera de los vecinos de un salto antes descritos. Este mensaje puede ser transmitido como un paquete de datos ordinario, o como un paquete de canal de señalización o control, o como una cabecera de paquete con cualquiera de los anteriores, o utilizando cualquier otra forma o formato conveniente para intercambiar mensajes entre nodos. El nodo puede incluir una memoria tal como cualquiera de las memorias aquí descritas que almacena información existente para el nodo, tal como una frecuencia de nodo en la cual el nodo está operando actualmente y un indicador de precedencia de frecuencia de nodo (FCPI de nodo).

El mensaje puede incluir un indicador de conteo descendente. En general, en la ausencia de la optimización de espectro tal como aquí se describe, un nodo de frecuencia ágil periódicamente puede cambiar la frecuencia operativa, tal como de acuerdo con un programa fijo, aleatorio, o pseudo aleatorio. Cuando este cambio programado ocurre, la nueva frecuencia también puede ser seleccionada de forma aleatoria, pseudo aleatoria, o de acuerdo con un programa fijo o de otra forma predeterminado. Por lo tanto, el indicador de conteo descendente puede identificar cuándo un vecino de frecuencia ágil cambiará la frecuencia, y se puede utilizar, por ejemplo, para sincronizar un cambio de frecuencia entre un número de nodos vecinos. En un aspecto, esto puede ser implícito, tal como teniendo el mensaje de negociación transmitido inmediatamente antes que un vecino cambie su frecuencia, o en un tiempo predeterminado antes que cambie la frecuencia del vecino. En otro aspecto, el mensaje puede indicar que se ha iniciado un conteo descendente para el cambio, o puede incluir un valor de conteo descendente que indique un número de unidades de tiempo hasta que cambiará la frecuencia del vecino. De manera más general, el mensaje de negociación puede proporcionar una indicación de si y/o cuándo el vecino cambiará una frecuencia.

El mensaje puede incluir un indicador de precedencia de cambio de frecuencia (FCPI). En general, el FCPI asigna una precedencia a una nueva frecuencia de vecino seleccionada por el vecino. Este valor puede ser utilizado tal como se describe a continuación para propagar una huella de frecuencia compartida entre un número de nodos .

El mensaje puede incluir una nueva frecuencia de vecino que identifique una frecuencia a la cual el vecino cambiará al momento de que expire el conteo descendente. Este puede incluir un identificador numérico, un ident ificador de frecuencia, o cualquier otra descripción o características que puedan ser interpretadas por un nodo de recepción para determinar la nueva frecuencia de vecino y/u otras características de codificación de la transmisión (tal como un modo, una ranura de tiempo, etcétera). Se apreciará que en este contexto, una frecuencia puede ser una frecuencia central alrededor de la cual se pueden proporcionar numerosas sub-bandas de frecuencia para un nodo de frecuencia ágil que nominalmente está operando a la frecuencia central. En otro aspecto, la nueva frecuencia de vecino (o cualquiera de las otras frecuencias aquí analizadas, a menos que explícitamente se indique lo contrario) puede especificar un rango de frecuencias operativas disponibles, o una lista de sub-bandas de frecuencia discretas que juntas formen la nueva frecuencia de vecino. En otro aspecto, la nueva frecuencia de vecino puede proporcionar un identificador que especifique una de un número secuencial de bandas de frecuencia, tal como haciendo que los identificadores 1, 2, 3,... correspondan a las frecuencias centrales iniciando a cierto valor particular (por ejemplo, 200 MHz) y avanzando hacia arriba en incrementos fijos (por ejemplo, 50 kHz) .

El mensaje puede incluir otra información útil, tal como un identificador de frecuencia de respaldo que identifique una frecuencia a la cual cambiará el vecino en caso que el vecino detecte que la nueva frecuencia de vecino está degradada, ocupada, o de otra forma no disponible al momento del vencimiento del conteo descendente .

Tal como se muestra en el paso 920, el nodo puede evaluar si el vecino está cambiando una frecuencia para transmisión. Si el vecino está cambiando frecuencia, el método 900 puede proceder al paso 990 y finalizar. En este caso, no se realiza cambio alguno al comportamiento del nodo, y el nodo puede transmitir uno o más mensajes de negociación, y después cambiar la frecuencia de acuerdo con cualquier programa o algoritmo preexistente. En un aspecto, el cambio de frecuencia puede ser temporalmente coordinado con otros nodos utilizando un temporizador de conteo descendente o similar para sincronizar un cambio simultáneo por dos o más nodos. Si el vecino no está cambiando frecuencia, el método 900 puede proceder al paso 930.

Tal como se muestra en el paso 930, cuando el vecino no está en el proceso de cambiar la frecuencia para transmisión, el nodo puede revisar para determinar si el nodo y el vecino comparten la misma frecuencia. Si el nodo y el vecino ya comparten la misma frecuencia, el método 900 puede 'proceder al paso 940. Si el nodo y el vecino no comparten todavía la misma frecuencia, el método 900 puede proceder al paso 950.

Tal como se muestra en el paso 940, cuando el nodo y el vecino comparten la misma frecuencia (y el vecino no está a punto de cambiar ' frecuencia) , el nodo puede actualizar su propio indicador de precedencia de cambio de frecuencia (FCPI) para igualar el más grande de cualquiera del FCPI de nodo o el FCPI de vecino. El FCPI de vecino se puede obtener, por ejemplo, a partir del mensaje de negociación recibido en el paso 910, o de forma más general en un intercambio de metadatos tal como se describió anteriormente en términos generales. Por lo tanto, en un aspecto, el método 900 puede incluir actualizar de forma condicional el FCPI del nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo cuando la nueva frecuencia de vecino es diferente de la frecuencia de nodo, proporcionando así un FCPI de nodo actualizado.

Tal como se muestra en el paso 945, el método 900 puede incluir, transmitir el FCPI actualizado a uno o más vecinos del nodo, tal como en un mensaje de negociación desde el nodo antes que el nodo cambie su propia frecuencia. El nodo posteriormente puede cambiar frecuencia (a la nueva frecuencia de vecino) de acuerdo con cualquier programa o algoritmo preexistente. El método 900 entonces puede proceder al paso 990 y finalizar.

Tal como se muestra en el paso 950, cuando el nodo y el vecino están en diferentes frecuencias, el nodo puede comparar el FCPI de nodo y el FCPI de vecino, tal como para evaluar si el FCPI de nodo es igual o mayor que el FCPI de vecino. Por lo tanto, el método 900 puede incluir, actualizar de manera condicional la frecuencia de nodo a la nueva frecuencia de vecino cuando la nueva frecuencia de vecino es diferente de la frecuencia de nodo y el FCPI de nodo' es menor que el FCPI de vecino, proporcionando asi una frecuencia de nodo actualizada. El método 900 entonces puede proceder al paso 960. Por otra parte, si el FCPI de nodo es igual o mayor que el FCPI de vecino, el método 900 puede proceder al paso 990 y finalizar. En este último caso, no se realiza cambio alguno al comportamiento del nodo, y el nodo puede transmitir uno o más mensajes de negociación y puede cambiar frecuencia de acuerdo con cualquier programa o algoritmo preexistente.

Tal como se muestra en el paso 960, el método 900 puede incluir, determinar si la nueva frecuencia de vecino es aceptable para el nodo. Esto se puede realizar antes de cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada. Si la nueva frecuencia de vecino no es aceptable para el nodo, el método 900 puede proceder al paso 990 y finalizar. En este caso, no se realiza cambio . alguno al comportamiento del nodo, y el nodo puede transmitir uno o más mensajes de negociación y puede cambiar la frecuencia de acuerdo con cualquier programa o algoritmo preexistente.

Tal como se' muestra en el paso 970, el método 900 puede incluir, actualizar la frecuencia de nodo a la nueva frecuencia de vecino con base en la información contenida en el mensaje de negociación recibido desde el vecino, proporcionando asi una frecuencia de nodo actualizada. El FCPI de nodo también puede ser actualizado para reflejar la precedencia de la frecuencia de nodo actualizada, tal como estableciendo el FCPI de nodo a un FCPI de nodo actualizado igual al mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo más uno (o algún otro incremento conveniente) para reflejar una precedencia incrementada.

Tal como se muestra en el paso 980, el método 900 puede incluir, transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno ?· más nodos vecinos en un mensaje de negociación desde el nodo. El método además puede incluir, cambiar la frecuencia de nodo a la frecuencia de nodo actualizada de acuerdo con cualquier programa o algoritmo preexistente para el nodo. El método 900 entonces puede proceder al paso 990 y finalizar.

En general, el método antes descrito permite que una frecuencia operativa común sea propagada a través de nodos en una topología de red ad hoc. Fácilmente se apreciarán numerosas variaciones y adaptaciones. Aquellos expertos en la técnica entenderán, por ejemplo, que la secuencia de operaciones en el método 900 ' puede ser modificada sin apartarse del concepto inventivo. Además, un par de nodos, un grupo de nodos o una red completa pueden coordinar cambios en frecuencia utilizando este enfoque. Una red o nodo de frecuencia ágil que utiliza este enfoque puede evitar ía interferencia con redes vecinas o la interferencia localizada dentro de una red al seleccionar de manera afirmativa una frecuencia en un nodo y asignando un alto indicador de precedencia al mismo.

En otras modalidades, se pueden utilizar indicadores de precedencia para confinar los nodos de frecuencia ágil a un espectro mínimo; ya sea a través de una red o dentro de una comunidad o alguna otra porción de una red, tal como incluyendo un identificador de comunidad o similar en cada indicador de precedencia. En algunas modalidades a una frecuencia preferida se le puede asignar una precedencia de forma que se utiliza preferencialmente a través de parte o toda la red. En otras modalidades, puede ser preferible tener múltiples frecuencias utilizadas dentro de una red o una porción de una red, o tener frecuencias especificas utilizadas en porciones especificas de la red. En algunas modalidades, puede ser preferible que las frecuencias sean elegidas en forma aleatoria dentro de un cierto rango de frecuencia. Cualquier combinación de este tipo se puede obtener con una selección conveniente de indicadores de precedencia tal como aquí se describe.

En otras modalidades, al utilizar CDMA además de FDMA/TDMA (acceso múltiple por división de frecuencia/acceso múltiple por división de tiempo), el rango de interferencia puede ser igual al rango de comunicaciones al elegir de manera apropiada el factor de esparcimiento y el número de usuarios permitidos en cada canal CDMA. Los algoritmos de programación pueden utilizar esta dimensión adicional de manera muy similar a las frecuencias adicionales; el número de canales es el producto del número de códigos · de esparcimiento multiplicado por el número de segmentos de frecuencia.

De manera adicional, se- puede utilizar CD A convenientemente en una red DySAN debido a que los enlaces pueden tener una tolerancia de interferencia adicional y de esta forma ' facilitar la capacidad de respuesta DySAN requerida en un sistema operativo. La capacidad de la red puede ser más baja de lo que se puede lograr con información adicional pero afortunadamente se requiere información menos completa para implementación . La capacidad en un nodo determinado queda determinada a partir del integral Shannon de log2 ( SNR ( w) +1 ) donde el integral es evaluado sobre el ancho de banda proporcionado en bits/rad y donde el término SNR(w) representa la relación señal a ruido en cada frecuencia. Con CDMA, la posible capacidad es log2 (integral [SNR (w) )/ (w+1] ) . En otras palabras, la capacidad del canal es el log2 de la media geométrica de la SNR y esta última es el log2 de la media aritmética. Estos valores son idénticos si el valor de SNR(w) es una constante y esta última siempre tiene un limite superior.

Se puede apreciar que el uso de CDMA puede ser algo que represente un mayor reto que en una estación base tradicional en ciertos tipos de aplicación debido a que la temporización para el esparcimiento no puede ser sincronizada a través de toda 1A red con el mismo grado de precisión. Por este motivo, los códigos, de esparcimiento pueden no ser completamente ortogonales tal como se asume normalmente y solamente ortogonales en un sentido estadístico. Estos factores degradan el rendimiento obtenido mediante el uso de CDMA pero, no obstante, el uso sigue teniendo mérito en una red ANET .

Se entenderá que el método 900 antes descrito para reducir o controlar el uso de espectro por nodos de frecuencia ágil es establecido a manera de ejemplo y no de limitación. Numerosas variaciones, adiciones, omisiones y otras modificaciones serán aparentes para un experto en la técnica. Además, el orden de presentación de estos pasos en la descripción y figuras no pretende requerir este orden de ejecución de los pasos recitados a menos que de manera expresa se requiera un orden particular o que de otra forma así lo indique el contexto. Todas esas variaciones pretenden caer dentro del alcance de esta descripción. Además, el método 900 se puede incorporar en un dispositivo incluyendo, por ejemplo, un radio y una fuente de datos tal como se describió anteriormente, así como un procesador (el cual puede ser cualquiera de los dispositivos programables aquí descritos) programado para ejecutar cualquiera o todos los pasos antes descritos. Además, el método 1600 se puede incorporar en un código programable por computadora que cuando se ejecuta en uno o más dispositivos de computación, realiza los pasos mencionados. Por lo tanto, la descripción anterior no es una limitación, y debiera ser interpretada de manera amplia para incluir todas las variaciones convenientes, asi como todas las modalidades de la materia sujeto permitidas por la ley.

La figura 10 muestra un uso de huellas espectrales para una red DySAN y un usuario de red primaria vecina. En modalidades, la DySAN puede ser desplegada en un área con un usuario de red primaria preexistente tal como una portadora de telecomunicaciones, operador de red celular, o similar. La red DySAN necesita evitar la provocación de interferencia a nodos de la red primaria en sus frecuencias ocupadas, particularmente donde estas frecuencias están licenciadas o de otra forma reguladas. Tal como se ilustra, una red primaria, tal como una red de telefonía celular, una red WiMax, o cualquier otra red inalámbrica pueden ocupar una o más bandas de frecuencia 1002 dentro de un espectro 1000. La red DySAN puede tener capacidades de radio que abarcan el espectro completo 1000 (o cualquier porción del mismo) , pero pueden estar limitadas de forma útil (utilizando las técnicas antes descritas) a un segundo grupo de bandas de frecuencia 1004 con una huella espectral 1006 separada de la huella espectral de usuario primaria 1008. Cuando los nodos DySAN no están coordinados, cada uno solamente puede obtener una pequeña porción del espectro disponible 1000. No obstante, al coordinar los nodos DySAN para seleccionar una frecuencia operativa común, los nodos DySAN aseguran un espectro contiguo más grande que evita a uno o más usuarios primarios.

Cuando dos o más redes DySAN ocupan un área geográfica y banda de frecuencia comunes, éstas de manera similar se pueden coordinar entre si mismas para determinar las asignaciones de espectro. Esta coordinación puede ocurrir sobre una conexión cableada o inalámbrica entre las múltiples redes, y pueden utilizar cualquiera de las técnicas antes analizadas para asignar cada red DySAN a una huella espectral mínima consistente con sus requerimientos de ancho de banda, requerimientos de latencia, o cualesquiera otros requerimientos de red. De manera más general, las técnicas antes descritas pueden ser empleadas para reducir al mínimo una selección de agregado de frecuencias operativas para nodos en una DySAN, elevando al máximo un ancho de banda disponible no utilizado por los nodos en una DySAN, o de otra forma controlando o limitando el uso de frecuencia por nodos en una DySAN.

La figura 11 ilustra interferencia basada en la potencia de transmisión para nodos. Nodos individuales pueden realizar selecciones individuales para frecuencia operativa y nivel de potencia con base en sus propias condiciones de interferencia local. En general, la interferencia es proporcional al nivel de potencia de transmisión del nodo DySAN. A un nivel de potencia reducido, está disponible un rango más grande de frecuencias para compartir. Aquí se describe una técnica para seleccionar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible de manera que el potencial para interferencia a redes inalámbricas circundantes se reduce al mínimo. Al reducir al mínimo los niveles de potencia de las señales que podrían interferir con redes circundantes, se puede incrementar la región geográfica donde frecuencias de co-canal y canal adyacentes pueden ser utilizadas por una red DySAN. Al utilizar niveles de potencia más bajos también se puede poner mayor espectro de frecuencia a disposición para uso por parte de la red DySAN. Como una ventaja significativa, los niveles de potencia se pueden ajusfar para reducir la interferencia a usuarios en otras redes dentro del espectro de interés, pero no dentro de la red DySAN. De manera alternativa, se puede utilizar una variedad de técnicas para sintonizar la agresividad de los algoritmos DySAN a fin de ajustarse a las condiciones de interferencia local tal como mediante el equilibrio de la capacidad para encontrar suficiente espectro operativo con la cantidad de interferencia causada a una red externa. Los datos pueden ser transmitidos desde el nodo a uno o más nodos diferentes utilizando la potencia de transmisión y frecuencia de transmisión seleccionadas.

Cuando un nodo transmite, éste tiene el potencial para crear interferencia en una región geográfica sobre la radiofrecuencia ocupada. El tamaño del área donde se puede causar interferencia es proporcional a la potencia de transmisión. Tal como se muestra, un nodo 1110 puede transmitir a una potencia alta, una potencia media, o una potencia baja. Una primera región 1120 representa el área sobre la cual puede ocurrir interferencia cuando el nodo 1110 transmite a una potencia alta. La primera región 1120 también muestra la extensión geográfica de interferencia cuando el nodo 1110 es sintonizado para agresividad incrementada a fin de asegurar el espectro operativo. Una segunda región 1130 representa el área sobre la cual puede ocurrir la interferencia cuando el nodo 1110 transmite a una potencia media. La segunda región 1130 también muestra la extensión geográfica de interferencia cuando el nodo 110 es sintonizado para . condiciones normales en el intento por asegurar el espectro operativo. La tercera región 1140 representa el área sobre la cual puede ocurrir interferencia cuando el nodo 1110 transmite a una potencia baja. La tercera región 1140 también muestra la extensión geográfica de interferencia cuando el nodo 1110 es sintonizado para una agresividad disminuida a fin de asegurar el espectro operativo. Con dicha agresividad disminuida, un nodo de transmisión proporciona más área y disponibilidad de frecuencia a nodos vecinos. Dicha sintonización de agresividad disminuida entonces se puede considerar un modo de "buen vecino". En algunas modalidades, el uso de espectro de luz puede ser conocido a detectado. En este caso, se puede utilizar una mayor potencia y más sintonización agresiva debido a que puede haber poca posibilidad para interferencia.

En algunas modalidades, se puede conocer o detectar la congestión de frecuencia superior. En este caso, la sintonización de menos agresividad y potencia más baja se puede utilizar debido a que puede haber una amplia oportunidad para interferencia. La agresividad se puede ¦ajusfar con base en la información detectada del espectro de frecuencia o se puede ajusfar con base en reglas conocidas para un área geográfica determinada. En algunas modalidades, la agresividad y configuraciones de potencia preferida se pueden basar en la capacidad critica de los datos o prioridad de datos. De igual forma, el uso de frecuencia se puede ajustar con base en la agresividad donde las mismas frecuencias o frecuencias cercanas, para aquellas de las redes geográficamente cercanas, se pueden utilizar cuando está permitida una mayor agresividad. Por lo tanto, la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión se pueden seleccionar para controlar la interferencia mediante el nodo con una o más redes inalámbricas diferentes tal como con' redes de frecuencia ágil y redes de telefonía celular.

Se entenderá que se puede controlar una variedad de parámetros para ajustar una agresividad con la cual un nodo busca utilizar el espectro disponible en una red. Por ejemplo, se puede ajustar una duración de detección e intervalo de detección para sintonizar la agresividad. En dichas modalidades, el nodo 1110 puede programar periodos más prolongados de detección para sí mismo y/u otros nodos tal como vecinos de un salto. Esto permite que el nodo 1110 identifique señales . en interferencia intermitentes y señales relativamente débiles que pudieran no prohibir el uso de una banda de frecuencia. En otro aspecto, el intervalo de detección se puede ajustar de manera que el nodo 1110 programa la detección con mayor frecuencia en un esfuerzo por identificar de manera más agresiva el espectro no utilizado. En otro aspecto, se puede ajustar un retardo antes de liberar espectro a otros usuarios para sintonizar la agresividad.

En otro aspecto, la agresividad puede ser sintonizada de manera independiente y/o diferente en cada nodo dentro de una red. En un aspecto, la agresividad se puede basar en una interpretación de uso de espectro tal como distinguiendo redes y usuarios primarios (por ejemplo, redes de telefonía celular o similares) de otros usuarios continuos e intermitentes así como señales de ruido y distantes. La interpretación del uso de espectro se puede ajustar modificando, un factor de deterioro de . tiempo. La agresividad puede ser sintonizada de acuerdo con una degradación del umbral para una red externa. Una red externa puede notificar a la red DySAN que ésta está ocasionando interferencia. La red DySAN puede, en respuesta, reducir la agresividad hasta que se elimina la interferencia con la red externa.

En otro aspecto, la agresividad puede ser de múltiples factores. Por ejemplo, un valor especificado para agresividad puede ser utilizado para seleccionar múltiples características operativas. Por ejemplo, un valor especificado puede determinar la potencia operativa para cada nodo (por ejemplo, baja potencia para baja agresividad) . El valor especificado también puede controlar con cuánta frecuencia un nodo o grupo de nodos buscan el espectro disponible. El valor especificado también puede controlar si un nodo intentará utilizar una frecuencia que tiene otros usuarios. El valor especificado también puede controlar si el nodo aumentará la intensidad de señal para transmitir con éxito en la presencia de otros usuarios. El valor especificado también puede controlar qué tan cerca de las frecuencias vecinas puede transmitir el nodo, y/o si el nodo transmitirá en bandas de frecuencia en traslape o inmediatamente adyacentes. Por lo tanto, en general, un nodo puede evaluar la energía espectral (por ejemplo, durante la duración de detección tal como se describe a continuación) y seleccionar frecuencias y potencia (o potencias, donde sea posible para múltiples bandas) con base en una configuración de agresividad sencilla. En otras modalidades, cada tipo de agresividad puede ser sintonizado de manera independiente de acuerdo con una escala relativa (por ejemplo, 1 a 5), o con valores específicos para varias características operativas (por ejemplo, una configuración de potencia específica, etcétera) . Se puede utilizar cualquiera de los anteriores solos o en combinación para controlar una agresividad con la cual un nodo busca utilizar el espectro disponible.

Las figuras 12 y 13 muestran la manera en que una región de interferencia más pequeña permite que un nodo DySAN opere más cerca de un usuario de espectro primario a medida que se reduce la potencia de transmisión. La potencia de transmisión puede ser ajustada como un resultado de varios métodos. Esta puede ser previamente programada para ciertos niveles de potencia de transmisión permitidos con base en la ubicación geográfica del nodo, o puede recibir comandos del nivel de potencia desde cierta fuente externa. Un método es ajusfar la potencia de transmisión con base en la energía RF detectada en el espectro. La detección de energía en un canal de frecuencia indica la presencia de un transmisor. En sistemas de comunicaciones, la presencia de un transmisor también indica la presencia de un receptor que puede ser susceptible a interferencia de un nodo DySAN. Un nivel de potencia detectado más intenso indica una pérdida de trayectoria más pequeña entre los nodos en las dos redes. Un nivel de potencia detectado más débil indica una pérdida más grande entre los nodos en las dos redes, indicando que se puede utilizar un mayor nivel de potencia de transmisión antes de ocasionar la interferencia.

Un nodo puede realizar su propia determinación de potencia de transmisión con base en sus propios niveles de espectro detectados. Otro método es para que un nodo actúe como el nodo "maestro" para una recopilación de nodos en la red. Dicho nodo maestro podría estar ubicado en una ubicación estacionaria o podría estar colocado con una ventaja de altura que proporcione propagación mejorada a las inmediaciones. En algunas modalidades, el nodo maestro puede determinar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión con estos valores siendo comunicados a otros nodos en la red.

La determinación de la potencia de transmisión se puede basar en la potencia total en un canal de frecuencia determinado. Debido a que los anchos de banda ocupados de un usuario de espectro primario y un nodo de red DySAN pueden diferir, la determinación de la potencia de transmisión se puede basar en las densidades de potencia en la porción de traslape de los anchos de banda de red. La densidad de potencia determinada entonces se puede aplicar al ancho de banda DySAN completo para determinar la potencia de transmisión total.

La figura 12 muestra un nodo 1210 que está transmitiendo a un alto nivel de potencia. Una primera región 1220 representa el área sobre la cual puede ocurrir la interferencia cuando el nodo 1210 transmite a dicha alta potencia. Una segunda región 1230 representa el área sobre la cual puede ocurrir la interferencia cuando el nodo 1210 transmite a una potencia media o normal. Una tercera región 1240. representa el área sobre la cual puede ocurrir la interferencia cuando el nodo 1210 transmite a una potencia baja. Un nodo de usuario de espectro primario 1250 se muestra fuera de la región 1220. Si el nodo de usuario de espectro primario 1250 hubiese sido colocado más cerca del nodo 1210 entonces la interferencia entre el nodo de usuario de espectro primario 1250 y el nodo 1210 podría exceder los límites tolerables para la red en la cual opera el nodo 1210 o para la red en la cual opera el nodo de usuario de espectro primario 1250.' La figura 13 muestra un nodo 1310 que está transmitiendo a un nivel de potencia normal o medio. Una primera región 1330 representa el área sobre la cual puede ocurrir la interferencia cuando el nodo 1310 transmite a una potencia media o normal. Una segunda región 1340 representa el área sobre la cual puede ocurrir la interferencia cuando el nodo 1310 transmite a una potencia baja. Un nodo de usuario de espectro primario 1350 se muestra fuera de la primera región 1330. Si el nodo de usuario de espectro primario 1350 estuviese colocado más cerca del nodo 1310 entonces la interferencia entre los nodos de usuario de espectro primarios 1350 y el nodo 1310 podría exceder los límites tolerables para la red en la cual opera el nodo 1310 o la red en la cual opera el nodo de usuario de espectro primario 1350. Si el nodo de usuario de espectro primario 1350 necesita estar más cerca del nodo 1310, entonces el nodo 1310 necesitaría cambiar a un nivel de potencia más bajo para evitar interferencia inaceptable. Además, en algunas modalidades, la potencia puede ser seleccionada utilizando pérdida de enlace estimado y un modo de modulación seleccionado para asegurar que la señal necesaria esté por arriba de un umbral en un nodo de recepción .

La determinación del potencial de interferencia también puede depender de los métodos en los cuales se utilizan las frecuencias en diferentes redes. La interferencia puede ocurrir en frecuencias de co-canal o canal adyacente. De manera adicional, en sistemas de duplexión por división de frecuencia (FDD), se pueden utilizar diferentes frecuencias para transmisión y recepción por un solo nodo o terminal de radio. Para determinar la potencia de transmisión, el nodo DySAN puede considerar los niveles de potencia en las frecuencias de co-canal, canal adyacente, co-canal en par, y canal adyacente en par. Además, la distancia espectral entre frecuencias puede ser factorizada cuando se considera el potencial de interferencia. En general, la sintonización de agresividad de un nodo puede considerar el ajuste de una frecuencia de transmisión de un nodo para evitar la interferencia. La sintonización de agresividad también puede considerar co-canales, canales adyacentes, separación de frecuencia y similares a medida que se relacionan con el uso detectado cuando se determina el lugar en que el espectro está disponible para un nodo. Por lo tanto, cuando un nodo obtiene información espectral, la energía espectral medida puede ser analizada en forma adicional en un número de formas para identificar el espectro utilizable con base en la energía espectral existente así como otra información referente, a diversos tipos de usuarios de espectro y los requerimientos para dichos usuarios.

La figura 14 ilustra la temporización para detección de energía espectral. Una. red DySAN periódicamente puede pausar toda la actividad de radio para proporcionar un periodo de silencio (desde los nodos en la DySAN) durante el cual se puede medir otra energía espectral en un espectro de frecuencia. Esta pausa 1410 en la actividad de radio puede tener una duración de detección 1420 durante la cual todos los nodos están en silencio de forma que cada nodo puede detectar el espectro de frecuencia a fin de buscar otros usuarios de espectro. Esta pausa 1410 también puede repetirse periódicamente, tal como una vez por intervalo de detección 1430, el cual representa el tiempo transcurrido entre el inicio de las duraciones de detección secuenciales 1420. Durante la pausa 1410, todas las transmisiones por parte de los nodos pueden ser discontinuadas de manera que los nodos a su vez pueden detectar el uso de espectro de frecuencia. Durante la duración de la detección 1420, el espectro disponible basado en la energía de radiofrecuencia dentro del espectro de frecuencia es detectado. La duración de la detección 1420 y el intervalo de detección 1430 pueden ser controlados en un nodo con parámetros que representen la duración de tiempo para cada uno. Estos valores también pueden ser representados como un programa de tiempos de inicio y detención discretos, o en cualquier otra manera conveniente para almacenamiento y ejecución por parte de los nodos. En general, estos parámetros pueden ser controlados para ajustar la agresividad con la cual un nodo busca identificar y/o utilizar espectro no ocupado. La duración de la detección 1420 y el intervalo de detección 1430 se pueden comunicar a todos los nodos en una red, - o a una comunidad local tal como vecinos de un salto y/o vecinos de dos saltos de un nodo. Se puede seleccionar una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible. En algunas modalidades, se puede seleccionar un intervalo de detección 1430 con base en una función del espectro disponible y una o más características de la red ad hoc inalámbrica. En algunas modalidades, la selección del intervalo de detección incluye sintonizar la agresividad del nodo controlando la frecuencia de ocurrencia de la duración de detección, es decir, con cuánta frecuencia cada nodo vuelve a revisar el espectro disponible.

La figura 15 muestra el uso de intervalos de liberación y reconsideración para agresividad sintonizable en un espectro compartido. Al momento de la detección de la presencia de un usuario de espectro con acceso de prioridad más elevado a un espectro (indicado como un primer evento 1510) , una red DySAN puede liberar la frecuencia de ese espectro al dejar de transmitir (como se muestra en un segundo evento 1520) dentro del rango de frecuencia correspondiente. El retardo entre el momento en que se detecta el uso de espectro y la liberación del espectro de frecuencia por la red DySAN es un intervalo de liberación 1530. Una vez que se ha detectado una actividad externa en una porción de espectro, una red DySAN puede reconsiderar el uso de esa porción de espectro en cierto tiempo predeterminado (un intervalo de reconsideración 1540) después que se detectó por primera vez el uso de espectro.

Después del intervalo de reconsideración 1540, el espectro de frecuencia es considerado disponible para el uso de red DySAN (tal como lo indica un tercer evento 1550) o para evaluación de posible uso. Los valores para el intervalo de liberación 1530 y el intervalo de reconsideración 1540 pueden ser controlados por un nodo para determinar qué tan rápido el nodo intenta reutilizar el espectro que es ocupado por un usuario de prioridad más elevada.

Una red consta de múltiples nodos que tienen la capacidad para operar en forma diferente uno de otro. En una modalidad, todos los nodos en una red pueden utilizar el mismo nivel de agresividad sintonizada. Una modalidad alternativa para sintonizar la agresividad de una red es haciendo que nodos individuales operen con diversos niveles de agresividad. La agresividad individual del nodo se puede ajustar con base en las condiciones locales del nodo para la disponibilidad de espectro.

.En redes DySAN, el uso de espectro puede ser detectado por los nodos para valorar el uso de espectro a través de redes externas y la disponibilidad de espectro para uso por la red DySAN. La evaluación del posible uso de espectro por parte de una red externa se basa en observaciones parciales de uso de espectro. Un método para sintonizar la agresividad de la red incluye ajustar la frecuencia con la que ocurre la evaluación del uso de espectro. Por ejemplo, una velocidad de decaída de espectro de frecuencia puede ser ajustada para evaluar la disponibilidad del espectro de manera más o menos agresiva. Una vez que se detecta el uso de espectro de frecuencia, se puede determinar durante cuánto tiempo esperar antes de volver a evaluar el uso de espectro de frecuencia. Un espectro de frecuencia se puede considerar únicamente para reducir en forma lenta sobre el tiempo en cuyo caso se utiliza una velocidad de decaída lenta. Si se considera el uso de espectro de frecuencia para cambiar rápidamente, entonces se puede utilizar una velocidad de decaída rápida. Una vez que se espera que sea posible una cierta cantidad de reducción de espectro de frecuencia, con base en un cálculo que emplea la velocidad de decaída de espectro de frecuencia apropiada, el espectro de frecuencia puede ser evaluado para disponibilidad. Si se utiliza un espectro de frecuencia rápida, la red se puede considerar como sintonizada para que sea más agresiva.

Una red DySAN puede calcular su potencia de transmisión con base en ocasionar no más de una cantidad especificada de degradación de umbral a una red externa. La cantidad de degradación de umbral puede ser cambiada para permitir una mayor o menor potencia de interferencia en una red externa. Más sintonización de agresividad para la red DySAN se puede lograr al permitir una cantidad incrementada de degradación de umbral a una red externa. El resultado se verla reflejado en un cálculo de potencia de transmisión incrementada para la red DySAN.

Un método para determinar cómo ajustar la agresividad es proporcionar una trayectoria de comunicaciones entre redes que están compartiendo el espectro común. De esta manera, una red no DySAN puede señalizar a una red DySAN cuando en realidad se está ocasionando interferencia. Cuando asi se indica, la red DySAN puede retroceder su agresividad para reducir o eliminar la interferencia causada a la red no DySAN. Cuando1 ambas redes están conectadas a una red cableada común (por ejemplo, la Internet), esta comunicación puede ocurrir sobre esa red cableada. En algunas modalidades, la duración de la detección y la detección del espectro de frecuencia se pueden ejecutar fuera de la red y se pueden comunicar al nodo a través de una conexión cableada o inalámbrica. Una modalidad alternativa seria comunicarse directamente sobre una interfaz inalámbrica entre nodos en cada red.

La capacidad para adaptar los algoritmos de acceso de espectro dinámico puede proporcionar flexibilidad y rendimiento incrementados a la red DySAN. En situaciones donde el espectro disponible es más pequeño de lo requerido para llevar datos, la red puede ajustar sus parámetros para incrementar temporalmente la cantidad potencial de interferencia tolerada de redes vecinas. Cuando las redes circundantes son controladas por una entidad de negocios común, este método proporciona la capacidad para optimizar el rendimiento de red a través de múltiples redes desplazando de manera dinámica el ancho de banda (es decir, la capacidad) entre redes, incluso si la otra red no es espectralmente adaptable. Un nivel sintonizable de agresividad puede permitir que el operador de red ajuste las condiciones de campo del mundo real para considerar escenarios no anticipados antes del despliegue sin tener que designar un conjunto en cascada de suposiciones del peor caso. Esta modalidad, por ejemplo, puede proporcionar una eficiencia espectral general incrementada, o puede proporcionar una disponibilidad mínima garantizada a una red particular.

La figura 16 muestra un método para controlar el uso de espectro por un nodo en una red inalámbrica. En general, el método 1600 puede ser utilizado para operar un nodo en uña red ad hoc inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos con la capacidad para cambiar una frecuencia operativa y un nivel de potencia, tal como una • DySAN u otra red de frecuencia ágil, o grupo de nodos utilizando un protocolo de frecuencia ágil para comunicaciones correspondiente. La pluralidad de nodos puede constar del nodo y algún otro grupo de nodos tal como una comunidad de un salto de otros nodos, una comunidad de dos saltos de otros nodos, o alguna otra comunidad u otro grupo de nodos.

Tal como se muestra en el paso 1602, el método 1600 puede comenzar con la identificación de una duración · de detección durante la cual cada uno de la pluralidad de nodos está en silencio. Esto puede incluir la coordinación entre una pluralidad de nodos para seleccionar un tiempo y longitud para una duración de detección entre los nodos. En otro aspecto, la duración de detección puede ser especificada por una fuente externa y transmitida al nodo mediante una conexión cableada o inalámbrica. Esto puede ser, por ejemplo, un nodo maestro entre un grupo de nodos inalámbricos, el cual de manera conveniente puede ser un nodo a una alta elevación o de otra forma físicamente colocado para tener una trayectoria de señal no obstruida con nodos dentro y/o sin la red.

Tal como se muestra en el paso 1604, el método 1600 puede incluir la detección de un espectro de frecuencia durante la duración de detección. Esto puede incluir escuchar el radio del nodo, o de otra forma medir la energía de la radiofrecuencia a través del espectro de frecuencia de interés. La identificación de la duración de la detección y/o la detección del espectro de frecuencia se puede ejecutar de manera útil fuera de la pluralidad de nodos y se puede comunicar al nodo a través de una conexión sin red tal como una conexión cableada, una conexión inalámbrica a otra red, o una conexión a cualquier otra fuente remota tal como una estación base, un nodo maestro, un punto de acceso de retroceso, un enrutador de borde, una red de telefonía celular, una red de área amplia, y así sucesivamente .

Tal como se muestra en el paso 1606, el método 1600 puede incluir, determinar un espectro disponible con base en la energía de radiofrecuencia dentro del espectro de frecuencia. Esto puede incluir aplicar cualquier número de criterios y análisis al espectro medido y se puede considerar para tipos específicos de usuarios y canales de comunicación, todos analizados anteriormente en términos generales.

Tal como se muestra en el paso 1608, el método 1600 puede incluir, seleccionar una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible. La selección se puede basar en una variedad de factores. Esto puede incluir, por ejemplo, una métrica de agresividad que determina si y a qué extensión un nodo debiera .utilizar una mayor potencia dé transmisión, y si y a qué extensión un nodo debiera utilizar una1 frecuencia de transmisión, esto es ocupado de manera real o potencial por otra red. La selección de la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión también puede incluir controlar la interferencia por el nodo con una o más redes inalámbricas diferentes tal como se describió en forma general anteriormente, tal como una red de frecuencia ágil o una red de telefonía celular. De manera más general, cualquiera de las técnicas antes descritas se puede emplear de manera útil para seleccionar una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión (o frecuencias) para el nodo. La potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión se pueden almacenar en una memoria del nodo para posterior uso, la cual puede ser memoria de procesador o cualquier otro dispositivo de memoria volátil o no volátil aquí descrito. En un aspecto, los pasos precedentes pueden ser ejecutados por un nodo diferente u otro sistema y transmitidos al nodo, ya sea como información de espectro utilizada para determinar la potencia y frecuencia, o como una selección explícita de potencia y frecuencia que va a aplicar el nodo. En otro aspecto, el nodo puede ser un nodo maestro que determine una potencia de transmisión y/o frecuencia de transmisión especificas y comunica la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión a uno o más nodos diferentes de la pluralidad de nodos.

Tal como se muestra en el paso 1610, el método 1600 puede incluir transmitir datos desde el nodo a otro u otros nodos diferentes dé la pluralidad de nodos utilizando la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión. En general, esto incluye recuperar los parámetros de potencia y frecuencia y controlar un radio del nodo para transmitir datos (tal como desde una fuente de datos del nodo) utilizando el espectro correspondiente.

Tal como se muestra en el paso 1612, el método 1600 puede incluir seleccionar un intervalo de detección para determinar cuándo ocurre una siguiente duración de detección con base en una función del espectro disponible y una o más características de la red ad hoc inalámbrica. Esto también puede incluir definir una longitud para la duración de la detección y/o una longitud para el intervalo de detección que va a ser utilizado por el nodo en el siguiente intervalo de detección y comunicar esta información a uno o más de la pluralidad de nodos para uso en un nuevo intervalo de detección compartido. El intervalo de detección se puede basar por ejemplo, en un valor de agresividad o configuración para el nodo, o cualquier otro criterio o criterios tal como se analizó anteriormente en términos generales.

Se entenderá que el método 1600 antes descrito es establecido a manera de ejemplo y no de limitación. Numerosas variaciones, adiciones, omisiones y otras modificaciones serán aparentes para aquellos expertos en la técnica. Además, el orden de presentación de estos pasos en la descripción y las figuras no pretende requerir este orden de ejecución de los pasos recitados a menos que expresamente se requiera o de otra forma el contexto claramente indique un orden particular. Todas esas variaciones pretenden caer dentro del alcance de esta descripción. Además, el método 1600 se puede incorporar en un dispositivo que incluye, por ejemplo, una fuente de datos y radio tal como se describió anteriormente, asi como un procesador (el cual puede ser cualquiera de los dispositivos programables aquí descritos) programado para ejecutar cualquiera o todos los pasos antes descritos. Además, el método 1600 se puede incorporar en un código programable por computadora que cuando se ejecuta en uno o más dispositivos de computación realiza los pasos mencionados. Por lo tanto, la descripción anterior no es una limitación, y debiera ser interpretada de manera amplia para incluir todas las variaciones convenientes, asi como todas las modalidades de la materia sujeto permitidas por la ley.

Se apreciará que cualquiera de los sistemas, aparatos, dispositivos, métodos, procesos y similares anteriores se pueden ejecutar en hardware, software, o cualquier combinación de éstos conveniente para el control, adquisición de datos y procesamiento de datos aquí descrito. Esto incluye la realización en uno o más microprocesadores, microcontroladores, microcontroladores incorporados, procesadores de señal digital programables u otros dispositivos programables, junto con memoria interna y/o externa tal como memoria de solo lectura, memoria de solo lectura programable, memoria de solo lectura programable electrónicamente borrable, memoria de acceso aleatorio, memoria de acceso aleatorio dinámica, memoria de acceso aleatorio de doble velocidad de datos, memoria de acceso aleatorio directa de Rambus, memoria rápida y/o cualquier otra memoria volátil o no volátil para almacenar instrucciones de programa, datos de programa y salida de programa u otros resultados intermedios o finales. Esto también puede incluir uno o más circuitos integrados de aplicación específica, arreglos de puerta programable, componentes lógicos de arreglo programable, o cualquier otro dispositivo o dispositivos que se puedan configurar para procesar señales electrónicas. Además se apreciará que una realización de los procesos o dispositivos antes descritos puede incluir un código ejecutable por computadora creado mediante la utilización de un lenguaje de programación estructurado tal como C, un lenguaje de programación orientado al objeto tal como C++, o cualquier otro lenguaje de programación de alto nivel o bajo nivel (incluyendo lenguajes de ensamble, lenguajes de descripción de hardware, y lenguajes de programación de base de datos y tecnología) que se pueden almacenar, compilar o interpretar para correr en uno de los dispositivos anteriores, así como combinaciones heterogéneas de procesadores, arquitecturas de procesador o combinaciones de diferente hardware y software. Al mismo tiempo, el procesamiento se puede distribuir a través de dispositivos tal como una cámara y/o computadora y/o servidor u otro recurso de procesamiento remoto en un número de formas, o toda la funcionalidad se puede integrar en un dispositivo autónomo dedicado. Todas esas permutaciones y combinaciones pretenden caer dentro del alcance de la presente descripción.

En otras modalidades, se describen productos de programa de computadora que comprenden un código ejecutable por computadora o código utilizable por computadora que, cuando es ejecutado en uno o más dispositivos de computación, ejecuta cualquiera y/o todos los pasos antes descritos. El código puede ser almacenado en una memoria de computadora, puede ser almacenado en una memoria de computadora, la cual puede ser una memoria a partir de la cual se ejecuta el programa (tal como memoria de acceso aleatorio asociada con un procesador) , o un dispositivo de almacenamiento tal como una unidad de disco, memoria rápida o cualquier otro dispositivo óptico, electromagnético, magnético, infrarrojo o combinación de dispositivos. En otro aspecto, cualquiera de los procesos antes descritos se puede incorporar' en cualquier medio de transmisión o propagación conveniente que lleve el código ejecutable por computadora antes descrito y/o cualesquiera entradas o salidas del mismo.

Aunque la invención se ha descrito en relación con las modalidades preferidas que se muestran y describen a detalle, diversas modificaciones y mejoras a la misma serán fácilmente aparentes para aquellos expertos en la técnica. Por consiguiente, el espíritu y alcance de la presente invención no queda limitado por los ejemplos anteriores, sino que se entenderá en el sentido más amplio permitido por la ley.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. - Un método para operar un nodo en una red ad hoc inalámbrica en donde una pluralidad de nodos en una comunidad que incluye el nodo comparte un medio canalizado que permite comunicaciones de datos concurrentes utilizando dos o más canales, el método comprende: intercambiar metadatos con cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, proporcionando asi una vista común de metadatos para cada uno de la pluralidad de nodos 'en la comunidad; seleccionar uno solo de la pluralidad de nodos para que sea un nodo de recepción con base en los metadatos, en donde cada uno de la pluralidad de nodos aplica la vista común de los metadatos y una función de programación común para seleccionar el nodo de recepción; y ya sea transmitir datos, en caso de haberlos, al nodo de recepción cuando el nodo no es el nodo de recepción o recibir datos desde la pluralidad de nodos cuando el nodo es el nodo de recepción.

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los metadatos incluyen un identificador único para cada vecino de un salto de cada uno de la pluralidad de nodos.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los metadatos incluyen datos de calidad de enlace para un enlace de datos entre dos o más de la pluralidad de nodos.

4. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la función de programación común incluye una función hash, y en donde la selección de uno solo de la' pluralidad de nodos incluye aplicar un identificador único para el nodo a la función hash.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 4, que además comprende: evaluar la función hash para cada uno de la pluralidad de nodos en cada uno de la pluralidad de nodos para proporcionar una salida de selección; y seleccionar el nodo de recepción mediante la aplicación de un criterio predeterminado a la salida de selección .

6. - El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque se determina un orden de transmisión entre la pluralidad de nodos en la comunidad utilizando la función hash.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo es el nodo de recepción, el método además comprende recibir una transmisión de manera concurrente ' desde dos o más de la pluralidad de nodos.

8. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo no es el nodo de recepción, el método además comprende determinar si el nodo tiene cualquiera datos en fila para transmisión al nodo de recepción y entrar selectivamente a un modo dormido cuando no hay dichos datos.

9. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo no es el nodo de recepción, el método además comprende esparcir una transmisión de datos al nodo de recepción mediante uno del esparcimiento sobre una pluralidad de ranuras de tiempo y el esparcimiento utilizando una forma de onda CDMA para permitir mayor reutilización de frecuencias, reduciendo asi una potencia de transmisión promedio para la transmisión de datos.

10. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo no es el nodo de recepción, el método además comprende transmitir de manera concurrente datos al nodo de recepción y al menos otro nodo que no está entre la pluralidad de nodos en la comunidad.

11. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio canalizado incluye una interfaz de acceso múltiple canalizada de acuerdo con uno o más de tiempo, frecuencia y código.

12. - Un nodo para una red ad hoc inalámbrica que comprende : una fuente de datos; un radio para operar en la red ad hoc inalámbrica donde una pluralidad de nodos en una comunidad que incluye el nodo comparte un medio canalizado que permite las comunicaciones de datos concurrentes utilizando dos o más canales; y un procesador ' programado para intercambiar metadatos utilizando el radio con cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, proporcionando asi una vista común de los metadatos para cada uno de la pluralidad de nodos en la comunidad, el procesador además programado para seleccionar uno de la pluralidad de nodos para que sea un nodo de recepción con base en los metadatos y un algoritmo de programación, y el procesador además programado ya sea para transmitir datos, en caso de haberlos, desde la fuente de datos al nodo de recepción cuando el nodo no es el nodo de recepción o recibir datos desde la pluralidad de nodos cuando el nodo es el nodo de recepción.

13. - El nodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque los metadatos incluyen un identificador único para cada vecino de un salto de cada uno de la pluralidad de nodos.

14. - El nodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el algoritmo de programación incluye una función hash, y en donde el procesador selecciona el nodo de recepción mediante la aplicación de un identificador único para el nodo a la función hash.

15. - El nodo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el procesador además está programado para evaluar la función hash para cada uno de la pluralidad de nodos en cada uno de la pluralidad de nodos a fin de proporcionar una salida de selección y el procesador está programado para seleccionar el nodo de recepción mediante la aplicación de un criterio predeterminado a la salida de selección.

16. - El nodo de conformidad con la reivindicación 14, 'caracterizado porque el procesador está programado para determinar un orden de transmisión entre la pluralidad de nodos en la comunidad utilizando la función hash.

17. - El nodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el nodo es el nodo de recepción, el procesador además programado para recibir una transmisión desde el radio de manera concurrente desde dos o más de la pluralidad de nodos.

18. - El nodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el nodo no es el nodo de recepción, el procesador además programado para determinar si el nodo tiene cualesquiera datos en fila para transmisión al nodo de recepción y para entrar selectivamente a un modo dormido cuando no hay dichos datos .

19. - El nodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el nodo no es el nodo de recepción, el procesador además programado para esparcir una transmisión de datos desde el radio al nodo de recepción sobre una de una pluralidad de ranuras de tiempo y una forma de onda CDMA para permitir mayor reutilización de frecuencias, reduciendo asi una potencia de transmisión promedio para la transmisión de datos.

20. - El nodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el medio canalizado incluye una interfaz de acceso múltiple canalizada de acuerdo con uno o más de tiempo, frecuencia y código.

21. - Un método para operar un nodo en una red ad hoc inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos de frecuencia ágil que periódicamente cambian la f ecuencia operativa que comprende: recibir un mensaje de negociación desde un vecino en el nodo en la red ad hoc inalámbrica que tiene una frecuencia de nodo y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de nodo (FCPI de nodo), el mensaje de negociación incluye una nueva frecuencia de vecino que identifica una frecuencia a la que cambiará el vecino, un indicador de conteo descendente que identifica cuándo cambiará el vecino a la nueva frecuencia de vecino, y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de vecino (FCPI de vecino) que asigna una precedencia a la frecuencia seleccionada por el vecino; actualizar de manera condicional la frecuencia de nodo a la nueva frecuencia de vecino cuando la nueva frecuencia de vecino es diferente de la frecuencia de nodo y el FCPI de nodo es menor que el FCPI de vecino, proporcionando asi una frecuencia de nodo actualizada; y cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada .

22.- El método de conformidad con la reivindicación 21, que además comprende actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo cuando la nueva frecuencia de vecino es la misma que la frecuencia de nodo, proporcionando así un FCPI de nodo actualizado.

23. - El método de conformidad con . la reivindicación 22, que además comprende transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno, o más vecinos del nodo.

24. - El método de conformidad con la reivindicación 21, que además comprende determinar si la nueva frecuencia de vecino es aceptable para el nodo antes de cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada.

25. - El método de conformidad con la reivindicación 24, que . además comprende actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo más un incremento, proporcionando así un FCPI de nodo actualizado.

26. - El método de conformidad con la reivindicación 25, que además, comprende transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo.

27. - El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la red ad hoc inalámbrica es una red de acceso de espectro dinámico que de manera dinámica asigna uso de espectro de acuerdo con la disponibilidad.

28. - El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el cambio del nodo a la frecuencia de nodo actualizada incluye cambiar el nodo de manera concurrente con el cambio de vecino a la nueva frecuencia de vecino.

29. - El método de conformidad con la reivindicación 21, que además comprende controlar un uso de frecuencia por parte del nodo para evitar un espectro de frecuencia ocupado por una red primaria.

30. - El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la red primaria incluye una red de telefonía celular.

31. - Un nodo en una red ad hoc inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos de frecuencia ágil que periódicamente cambian la frecuencia operativa que comprende : una fuente de datos; un radio para operar el nodo dentro de la red ad hoc inalámbrica utilizando un protocolo de frecuencia ágil; una memoria que almacena una frecuencia de nodo y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de nodo (FCPI de nodo) para el nodo; y un procesador programado para recibir un mensaje de negociación desde un vecino, el mensaje de negociación incluye una nueva frecuencia de vecino que identifica una frecuencia a la que cambiará el vecino, un indicador de conteo descendente que identifica cuándo cambiará el vecino a la nueva frecuencia de vecino, y un indicador de precedencia de cambio de frecuencia de vecino (FCPI de vecino) que asigna una precedencia a la frecuencia seleccionada por el vecino, el procesador además programado para actualizar de manera condicional la frecuencia de nodo a la nueva frecuencia de vecino cuando la nueva frecuencia de vecino es diferente de la frecuencia de nodo y el FCPI de nodo es menor que el FCPI de vecino, proporcionando asi una frecuencia de nodo actualizada, y el procesador además programado para cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada.

32.- El nodo de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el procesador además está programado para actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo cuando la nueva frecuencia de vecino es la misma que la frecuencia de nodo, proporcionando asi un FCPI de nodo actualizado.

33.- El nodo de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el procesador está programado para transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo utilizando el radio.

34.- El nodo de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el procesador además está programado para determinar si la nueva frecuencia de vecino es aceptable para el nodo antes de cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada.

35. - El nodo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el procesador además está programado para actualizar el FCPI de nodo para igualar el mayor del FCPI de vecino y el FCPI de nodo más un incremento, proporcionando asi un FCPI de nodo actualizado.

36. - El nodo de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el procesador además está programado para transmitir el FCPI de nodo actualizado a uno o más vecinos del nodo" utilizando la radio.

37. - El nodo de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque la red ad hoc inalámbrica es una red de acceso de espectro dinámico que de manera dinámica asigna uso de espectro de acuerdo con la disponibilidad.

38. - El nodo de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el procesador está programado para cambiar el nodo a la frecuencia de nodo actualizada de manera concurrente con el cambio de vecino a la nueva frecuencia de vecino.

39. - El nodo de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el procesador está programado para controlar un uso de frecuencia por parte del nodo a fin de evitar un espectro de frecuencia ocupado por una red primaria .

40. - El nodo de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la red primaria incluye una red de telefonía celular.

41. - Un método para operar un nodo en una red ad hoc inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos con la capacidad para cambiar una frecuencia operativa y un nivel de potencia, el método comprende: identificar una duración de detección durante la cual cada uno de la pluralidad de nodos está en silencio; detectar un espectro de frecuencia durante la duración de la detección; determinar un espectro disponible con base en la enerqía de radiofrecuencia dentro del espectro de frecuencia; seleccionar una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible; transmitir datos desde el nodo a uno o más nodos de la pluralidad de nodos utilizando la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión; y seleccionar un intervalo de detección para determinar cuándo ocurre una siguiente · duración de detección con base en una función del espectro disponible y una o más características de la red ad hoc inalámbrica.

42. - El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la pluralidad de nodos consta del nodo y una comunidad de un salto de otros nodos.

43. - El método de conformidad con la reivindicación 41, que además comprende definir una longitud para la duración de detección y comunicar la longitud para la duración de detección a la pluralidad de nodos .

44. - El método de conformidad con la reivindicación 41, que además comprende definir una longitud para el intervalo de detección y comunicar la longitud para el intervalo de detección a la pluralidad de nodos .

45. - El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el nodo es un nodo maestro, el método además comprende comunicar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión a uno o más de la pluralidad de nodos.

46. - El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la selección de la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión incluye controlar la interferencia por el nodo con una o más redes inalámbricas diferentes.

47. - El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque una o más redes diferentes incluyen una red de frecuencia ágil.

48. - El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque una o más redes diferentes incluyen una red de telefonía celular.

49.- El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la identificación de la duración de detección y la detección del espectro de frecuencia se ejecutan fuera de la pluralidad de nodos y se comunican al nodo a través de una o más de una conexión cableada o inalámbrica.

50. - El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la selección del intervalo de detección incluye sintonizar una agresividad del nodo mediante el control de una frecuencia de ocurrencia de la duración de detección.

51. - Un nodo en una red ad hoc inalámbrica que incluye una pluralidad de nodos que cambian la frecuencia operativa y el nivel de potencia que comprende: una fuente de datos; un radio para operar el nodo dentro de la red ad hoc inalámbrica; una memoria que almacena una potencia de transmisión y una frecuencia de transmisión para el nodo; y un procesador programado para identificar una duración de detección durante la cual cada uno de la pluralidad de nodos está en silencio, detectar un espectro de frecuencia durante el intervalo de detección, determinar un espectro disponible con base en la energía de radiofrecuencia dentro del espectro de frecuencia, seleccionar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión para el nodo con base en el espectro disponible, almacenar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión en la memoria, transmitir datos desde la fuente de datos a uno o más de la pluralidad de nodos utilizando la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión, y seleccionar un intervalo de detección para determinar cuándo va a ocurrir una siguiente duración de detección con base en una función del espectro disponible y una o más características de la red ad hoc inalámbrica .

52.- El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque la pluralidad de nodos consta del nodo y una comunidad de un salto de otros nodos.

53. - El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el procesador además está programado para definir una longitud por la duración de detección y comunicar la longitud por la duración de detección a la pluralidad de nodos.

54. - El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el procesador además está programado para definir una longitud para el intervalo de detección y comunicar la longitud para el intervalo de detección a la pluralidad de nodos.

55. - El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el nodo es un nodo maestro, el procesador además programado para comunicar la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión a uno o más nodos de la pluralidad de nodos.

56. - El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque la selección de la potencia de transmisión y la frecuencia de transmisión incluye controlar la interferencia por el nodo con una o más redes inalámbricas diferentes.

57. - El nodo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque una o más redes diferentes incluyen una red de frecuencia ágil.

58. - El nodo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque una o más redes diferentes incluye una red de telefonía celular.

59.- El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el procesador está programado para identificar la duración de la detección y detectar el espectro de frecuencia al recibir datos relacionados con la duración de la detección y el espectro de frecuencia desde una fuente remota a través de uno o más de una conexión cableada o inalámbrica.

60.- El nodo de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el procesador está programado para sintonizar una agresividad del nodo mediante el control de una frecuencia de ocurrencia de la duración de detección.