MXPA02011224A

MXPA02011224A - Metodo para reservar recursos isocronos en una red inalambrica.

Info

Publication number: MXPA02011224A
Application number: MXPA02011224A
Authority: MX
Inventors: Klaus Gaedke
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2003-03-10
Also published as: JP2003533944A; DE60112919T2; WO2001089153A2; CN1429443A; US7586945B2; ES2246325T3; EP1282960A2; AU7404301A; WO2001089153A3; DE60112919D1; ATE303028T1; CN1193547C; EP1282960B1; US20030152100A1

Abstract

Metodo para reservar recursos isocronos en una red inalambrica, que comprende al menos un dispositivo inalambrico origen y un dispositivo inalambrico destino, la red inalambrica esta basada en un esquema de transmision de cuadros TDMA, el metodo comprende los pasos de: proporcionar un contacto de salida en el dispositivo inalambrico origen, el contacto de salida esta asociado con un registro de contacto de salida, en donde el registro de contacto de salida define una cantidad maxima de salida de datos por el contacto de salida durante un cuadro inalambrico; reservar una cantidad de anchura de banda correspondiente a la cantidad maxima de datos a ser enviados en un cuadro inalambrico con un administrador de recursos isocronos de la red inalambrica.

Description

MÉTODO PARA RESERVAR RECURSOS ISÓCRONOS EN UNA RED INALÁMBRICA La invención se refiere a un método para reservar recursos isócronos en una red inalámbrica. Ésta aplica en particular a una red HIPERLAN 2 en la cual los dispositivos comprenden una Capa de Convergencia IEEE1394. Las partes 1 a 5 de los documentos IEC 61883 definen una interfaz digital para dispositivos de audio y video en una red basada en la línea cableada IEEE 1394. En particular, estos documentos describen registros y formatos de paquete para ser utilizados en conjunto con el mecanismo de reservación de recursos isócronos definidos por IEEE 1394. IEC 61883-1 define un paquete isócrono ("paquete origen") el cual encapsula los datos de corriente de audio/vídeo a ser transmitidos. Un paquete origen isócrono es dividido en uno o más bloques de datos para la inserción en paquetes isócronos IEEE 1394 ("paquetes de línea") . Dependiendo de la anchura de banda disponible, uno o más bloques de datos pueden ser insertados en un paquete de línea. Un paquete de línea puede también permanecer vacío si no están disponibles bloques de datos.

Los registros para propósitos especiales ("registros de contacto") son definidos en los dispositivos de origen y destino. Un registro de control de contacto de salida (oPCR) es definido para cada contacto de salida (origen) , mientras que un registro de control de contacto de entrada (iPCR) es definido para cada contacto de entrada (destino) . Un dispositivo puede tener varios de cada uno de los contactos. En particular, cada registro de control de contacto define el número de cuadretes que pueden ser proporcionados por un origen o absorbidos por un destino, por paquete isócrono. Cuando un controlador IEEE 1394 reserva anchura de banda isócrona, éste realizará esta reservación para la anchura de banda definida por los registros de control de contacto. La anchura de banda máxima es expresada como el número máximo de cuadretes de un dispositivo de origen que puede enviar durante un ciclo de línea de 125 µs . Esta reservación es válida para cada ciclo, significando que incluso si no se envían bloques de datos durante un ciclo, esta anchura de banda es perdida debido a que no está disponible para otros dispositivos. El estándar de diseño ETSI BRAN HIPERLAN 2 propone en la definición una red de área local a alta velocidad para aplicaciones de medios múltiples. Se ha propuesto utilizar HIPERLAN 2 para interconectar líneas IEEE 1394 o dispositivos IEEE 1394. Una subcapa de convergencia específica IEEE 1394 es de este modo requerida para HIPERLA 2, con el fin de actuar como una interfaz para dispositivos IEEE 1394 y para proporcionar los servicios de una capa de enlace IEEE 1394. HIPERLAN 2 está basado en un esquema TDMA/TDD (Acceso Múltiple de División de Tiempo/Doble de División de Tiempo), en el cual el cuadro TDMA tiene una periodicidad de 2 ms . Ya que la reservación de anchura de banda de acuerdo a las reglas IEC 61883 puede únicamente ser realizada en etapas discretas (1.5, 3, 6, 12, 24, 36... Mbits/s), no importa la anchura de banda efectiva requerida, la aplicación de estas reglas al cuadro de 2 ms de HIPERLAN podría dar como resultado la pérdida de eficiencia en anchura de banda, comparada a un esquema más fino. Por ejemplo, si un flujo de transporte de MPEG II va ser transmitido a 7 Mbit/s, 12 Mbit/s tienen que ser reservados efectivamente. Ya que los recursos de la red en una red inalámbrica son particularmente escasos, se requiere un mecanismo de reservación de anchura de banda, inalámbrico más eficiente que aquél de IEC 61883. El objetivo de la invención es un método para reservar recursos isócronos en una red inalámbrica que comprende al menos un dispositivo origen y un dispositivo destino, la red inalámbrica está basada en un esquema de transmisión de cuadro TDMA, el método comprende los pasos de: proporcionar un contacto de salida en el dispositivo origen, el contacto de salida está asociado con un registro de contacto de salida, en donde el registro de contacto de salida define una cantidad máxima de salida de datos por el contacto de salida durante un cuadro; reservar una cantidad de anchura de banda correspondiente a la cantidad máxima de datos con un administrador de recursos isócrono de la red inalámbrica . La cantidad de anchura de banda a ser reservada en el enlace inalámbrico está basada en las características (por ejemplo duración) del cuadro inalámbrico, y de este modo no depende de los ciclos sobre las líneas cableadas u otros medios utilizados para proporcionar datos a ser transmitidos al dispositivo origen. En el caso del enlace inalámbrico de HIPERLAN 2, se utiliza la duración del cuadro de 2 ms, en vez del ciclo de 125 µs de IEEE 1394. El tráfico isócrono es generalmente en ráfagas: to ando el ejemplo de un flujo parcial de MPEG2, la capacidad de ráfagas del flujo parcial depende de la localización del paquete MPEG2 TS dentro del MPEG2 TS completo. IEC 61883 especifica un método de fragmentación de paquetes con el fin de aligerar la velocidad de datos, de modo que algunos datos pueden ser enviados cada 1394 ciclos. No obstante, ya que la anchura de banda reservada en una línea 1394 es expresada como un número máximo de cuadretes de datos a ser enviados en el lapso de 125 µs , las ráfagas de tráfico implican malgasto de anchura de banda debido a la duración corta del ciclo 1394. Por ejemplo, un flujo isócrono puede generar el siguiente perfil: Ciclo (N) : 1 paquete origen, Ciclo (N+l): 2 paquetes origen, Ciclo (N+2): 1 paquete origen, Ciclo (N+3) : 2 paquetes origen, En este ejemplo, la cantidad de anchura reservada sobre una línea 1394 será de 2 paquetes origen por 125 µs, lo cual da una anchura de banda a ser reservada de 2*192*8/0.125 = 25.576 Mb/s (sin el CIP y el tiempo improductivo 1394). Si incrementamos el intervalo de tiempo sobre el cual el número máximo de cuadretes de datos a ser enviado es calculado para el mismo tipo de ráfagas, entonces el número máximo de cuadretes de datos a ser enviado disminuye. Cuando el intervalo de tiempo es infinito, entonces la anchura de banda a ser reservada (número máximo de cuadretes dentro de un periodo dividido por el periodo) converge hacia la proporción promedio de bitios. Tomando el ejemplo previo, si calculamos la anchura de banda a ser reservada como el número máximo de cuadretes a ser enviado en 2 ms, obtenemos lo siguiente : 2 ms = 16 ciclos de 125 µs De este modo en 2 ms, tendremos 24 paquetes origen, lo cual da una anchura de banda a ser reservada de 24*192*8/2 = 18.432 Mb/s (no considerando el CIP y el tiempo improductivo de 1394). Por lo tanto, incrementando el intervalo de tiempo sobre el cual el número máximo de datos es calculado para un tipo dado de ráfagas, da un valor más promediado, por lo tanto un valor más pequeño. De acuerdo a una modalidad de la invención, una cantidad máxima de datos es definida en unidades más grandes que los cuadretes. En particular, estas unidades pueden ser de 48 bytes, representando la carga útil de Unidades de Datos de Servicio de capa SAR. De acuerdo a una modalidad de la invención, la red inalámbrica es una red HI PERLAN 2, y en donde el dato a ser enviado en la red inalámbrica se proporciona para el dispositivo origen sobre una línea cableada en paquetes de datos isócronos que tienen una duración más corta que aquella de un cuadro de la red inalámbrica. Otras características y ventajas de la invención aparecerán a través de la descripción de una modalidad no limitante, descrita con la ayuda de las siguientes figuras: - la figura 1 es un diagrama que representa una red inalámbrica con dos dispositivos, la figura 2 es un diagrama del apilamiento del protocolo HI PERLAN 2 de cada dispositivo, este apilamiento es, como tal, de la técnica anterior, la figura 3 representa el formato de un registro de control de contacto de salida de acuerdo a la técnica anterior, la figura 4 representa el formato de un registro de control de contacto de salida de acuerdo a la presente modalidad. La red inalámbrica de la figura 1 comprende dispositivos 1 y 2 de audio/vídeo. El dispositivo 1 tiene dos contactos de salida, respectivamente 3 y 4, y un contacto 5 de entrada. El dispositivo 2 tiene únicamente un contacto de entrada 6. Ambos dispositivos son dispositivos inalámbricos y están conectados a una red HIPERLAN 2. Un registro de control de contacto correspondiente (oPCR(x) o (iPCR(y)) está asociado con cada contacto. La figura 2 representa el apilamiento de protocolo de cada uno de los dispositivos 1 ó 2. Este apilamiento comprende una capa física, una capa de control de enlace de datos y una capa de convergencia. La capa de convergencia comprende una parte común a las capas de convergencia de todos los dispositivos HIPERLAN 2. Esta parte es denominada CPCS, Common Part Convergence Sub-layer (Subcapa de Convergencia de Parte Común. Otra parte común es la parte de segmentación y Reensamble (SAR) . La SAR segmenta los paquetes recibidos de la CPCS en unidades de datos de tamaño fijo y los pasa a la capa de control de enlace de datos . El apilamiento también comprende una Subcapa de Convergencia Específica de Servicio (SSCS) . El papel de esta capa es trazar en mapa los requerimientos específicos de las capas más grandes a los servicios ofrecidos por la capa de control de enlace de datos. En esta modalidad, esta capa es específica para IEEE 1394 y IEC 61883 (aunque la invención es aplicable también a diferentes ambientes) . Otras SSCS pueden cohabitar con las SSCS de IEEE 1394. Las capas mayores comprenden por ejemplo una aplicación de IEEE 1394. En lo que sigue, los acrónimos SDU y PDU serán utilizados. Estos acrónimos respectivamente designan Unidades de Datos de Servicio y Unidades de Datos de Protocolo. Las SDU de una capa, por ejemplo las SDU de SSCS, pueden ser descritas como el formato de paquete de dato entre la capa de SSCS y la capa anterior de la capa de SSCS, mientras que la PDU de una capa designa el formato del paquete de dato para intercambiar con una capa inferior. De acuerdo a la invención, un registro de contacto comprende un elemento que determina la cantidad máxima de dato, la cual un contacto puede sacar o absorber durante un periodo de 2 ms -por ejemplo el periodo de cuadro inalámbrico- en vez de durante el tiempo de ciclo de 125 µs de IEEE 1394. Esto hace posible para una aplicación IEEE 1394 examinar el contenido de un registro y hacer la reservación de anchura de banda apropiada en la red HIPERLAN. Un método para llevar a cabo tal reservación se describe en la solicitud de patente europea 00400220, presentada el 27 de enero del 2000 a nombre de THOMSON multimedia, y la solicitud correspondiente del PCT EP01/00941, presentada el 26 de enero del 2001. Preferentemente, con el fin de apegarse a los principios de IEC 61883, la cantidad máxima de datos en los registros de control de contacto para HIPERLA 2 es expresada en cuadretes. La figura 3 ilustra el formato de un registro de control de contacto de salida de acuerdo a IEC 61883. El significado de los diferentes campos es el siguiente: El bitio en línea indica si el contacto de salida correspondiente está en línea (valor 1) o fuera de línea (valor cero) . El contador de conexión de difusión indica si existe una conexión fuera de difusión al contacto de salida (valor 1) o no (valor cero). El contador de conexión punto a punto indica el número de conexiones de punto a punto al contacto de salida. El uso de los bitios reservados no se define por el momento. El número de canal indica el número de canal efectivo utilizado por el contacto de salida. La proporción de dato indica la proporción de dato efectiva utilizada para el contacto de salida (por ejemplo SlOO, S200 o S400 de acuerdo a la terminología de IEEE 1394) . La carga útil indica el número máximo de cuadretes de carga útil que el contacto de salida transmitirá en un paquete isócrono. El ID de tiempo improductivo indica el número máximo de cuadretes de tiempo improductivo que el contacto de salida transmitirá en un paquete isócrono. Como se puede observar en la figura 3, este último punto es codificado en 10 bitios por IEC 61883. Mientras que esto es suficiente para un ciclo de 125 µs, esto no es el caso para un cuadro de 2 ms . De acuerdo a la presente modalidad, son utilizados otros bitios provenientes del registro oPCR, además de los 10 bitios de campo de carga útil, para extender las posibilidades de codificación del número de cuadretes. Ya que la proporción de dato indicada en el contacto oPCR está relacionada solamente a una línea cableada IEEE 1394, esta información no es significativa en el contexto de HIPERLAN 2. Por esta razón, estos 2 bitios pueden ser utilizados para el mismo propósito que los bitios de campo de carga útil. Esto es cierto en una red puramente inalámbrica (donde los dispositivos no están conectados a una línea cableada) , pero también en el caso donde se utilice una red inalámbrica co o un puente entre 2 -o más- líneas cableadas. Por supuesto, la velocidad de transmisión de cada línea cableada puede ser diferente de aquella sobre las otras líneas cableadas. Los dispositivos 1 y 2 de la figura 1 pueden ser utilizados como los dos portales de un puente. En este caso, los dispositivos respectivos estarían conectados a las líneas 1394 cableadas respectivas. Los dos bitios reservados son también útiles para fines de codificación de carga útil. De este modo, el número máximo de cuadretes en un cuadro de 2 ms puede ser codificado utilizando 14 bitios . La figura 4 ilustra el formato del nuevo registro oPCR. Por supuesto, el campo de carga útil puede indicar la salida de dato máximo requerida del contacto en unidades diferentes de cuadretes. De acuerdo a la presente modalidad de la invención, el campo ID de tiempo improductivo del registro oPCR es utilizado como se define por IEC 61883. En este caso, el campo de carga útil representa la cantidad máxima total de datos que pueden ser sacados durante un cuadro de 2 ms . Esto incluye la unidad de datos de servicio SSCS 1394 (SSCS SDU), la unidad de datos de protocolo SSCS 1394 (SSCS PDU) el tiempo improductivo agregado por la capa SSCS, y el tiempo improductivo agregado por la capa CPCS/SAR. Por convención, esto no incluye el tiempo improductivo de la capa de Control de Enlace de Datos. En este caso, no existe restricción en cuanto al número de paquetes CPCS dentro de un tiempo improductivo de cuadro inalámbrico (pueden existir más de uno) , con la condición de que el tiempo improductivo debido a encabezamientos de paquetes CPCS se refleje en el campo de carga útil. Ya que la parte de Segmentación y Reensamble de la capa de convergencia segmenta cargas útiles en Unidades de Datos de Servicio de 48 bytes ("SAR SDus"), el nuevo campo de carga útil utiliza el tamaño de un SAR SDU como unidad en vez de cuadretes, como una variante de la modalidad principal de la invención. De acuerdo a una modalidad variante, el campo ID de Tiempo Improductivo del uso del registro oPCR es redefinido para corresponder a la transmisión inalámbrica. El ID de Tiempo Improductivo definirá la cantidad de tiempo improductivo agregado por el paquete HIPERLAN 2 basado en la capa de convergencia dentro de un cuadro de 2 ms (por ejemplo el tiempo improductivo de SSCS PDU y el tiempo improductivo de CPCS/SAR) . Nuevamente, por convención, el tiempo improductivo de DLC no se incluye. En este caso, el campo de carga útil contendrá el número máximo de cuadretes de dato de usuario dentro de un cuadro de 2 ms, por ejemplo la cantidad total de datos SSCS SDU, sin el tiempo improductivo de 1394 SSCS PDU o el tiempo improductivo de CPCS/SAR. La invención tiene la ventaja de permitir una reservación de anchura de banda eficiente en una red inalámbrica, sin estar restringida por los constreñimientos impuestos por el ciclo de 125 µs de IEEE 1394. Esto también permite la reservación de la anchura de banda máxima sin el uso de un número limitado de valores discretos de anchura de banda, predeterminados, tales como aquellos definidos por IEC 61883.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para reservar recursos isócronos en una red inalámbrica que comprende al menos un dispositivo inalámbrico origen y un dispositivo inalámbrico destino, la red inalámbrica está basada en un esquema de transmisión de cuadros TDMA, el método comprende los pasos de: proporcionar un contacto de salida en el dispositivo inalámbrico origen, el contacto de salida está asociado con un registro de contacto de salida, en donde el registro de contacto de salida define una cantidad máxima de salida de datos por el contacto de salida durante un cuadro inalámbrico; reservar una cantidad de anchura de banda correspondiente a la cantidad máxima de datos a ser enviados en un cuadro inalámbrico con un administrador de recursos isócronos de una red inalámbrica.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la cantidad máxima de datos es definida en unidades más grandes que cuadretes.

3. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde la red inalámbrica es una red HIPERLAN 2.

4. Método de conformidad con la reivindicación 3, en donde la cantidad máxima de anchura de banda comprende datos de tiempo improductivo agregados por las capas SSCS y CPCS del dispositivo origen.

5. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el dato a ser enviado sobre la red inalámbrica se proporciona al dispositivo origen sobre una línea cableada en paquetes de datos isócronos, en donde los ciclos de la línea cableada son más cortos que el cuadro inalámbrico.

6. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el registro de contacto de salida tiene el formato definido por IEC 61883, pero en el cual al menos un campo indica la cantidad máxima de datos a ser originados durante un cuadro de HIPERLAN 2.