ES2325407T3 - Procedimiento para transmision de señales en un sistema de comunicacion por radio. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la transmisión de señales en un sistema de comunicación por radio sin entidad central, que proporciona al menos dos canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...) para una transmisión de comunicación (d) entre al menos dos estaciones de funcionamiento asíncrono (S1, S2) sin entidad central, caracterizado porque la disponibilidad de emisión y/o recepción entre al menos dos estaciones (S1, S2) se sintoniza en uno (fcc) de al menos dos canales de frecuencia (fcc, f, f2, f3,...), antes de que se produzca la transmisión de comunicación (d) entre al menos dos estaciones (S1, S2) en otro (f1, f2, f3,...) de al menos dos canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...).
Description
Procedimiento para transmisión de señales en un
sistema de comunicación por radio.
La invención se refiere a un procedimiento para
transmisión de señales en un sistema de comunicación por radio, en
especial en un sistema de comunicación por radio organizado de forma
descentralizada.
Los sistemas de radio futuros funcionarán con
velocidades de transmisión de datos muy elevadas, para poder
manejar por ejemplo aplicaciones multimedia con una calidad de
servicio requerida. Además de esto cabe esperar un número de
abonados en continuo ascenso, de tal modo que puedan habilitarse
bandas de frecuencia adicionales para ser utilizadas por sistemas
de radio. Para un uso eficiente de estas bandas de frecuencia, sin
embargo, es necesario que los sistemas de radio operen en un margen
de frecuencias grande.
En los sistemas de radio se utilizan diferentes
procedimientos para dividir los recursos y para multiplexados.
Aparte del multiplexado por división de de tiempos (Time Division
Multiplex, TDM) y por división de código (Code Division Multiplex,
CDM), se materializan diferentes canales de frecuencia mediante el
procedimiento FDM (Frecuency Division Multiplex). En el
procedimiento FDM se divide un espectro de frecuencias ancho en
muchos canales de frecuencia separados en el margen de frecuencias
en cada caso con una anchura de banda estrecha, con lo que se
obtiene un entramado de canales de frecuencia definido por las
distancias entre las frecuencias portadoras. Por medio de esto es
posible atender de forma ventajosa simultáneamente a varios abonados
en diferentes canales de frecuencia y adaptar mejor los recursos a
las necesidades individuales de los abonados. A este respecto, una
distancia suficiente entre los canales de frecuencia garantiza que
puedan reducirse y controlarse perturbaciones entre los
canales.
Asimismo pueden ofrecerse, mediante la
separación en varios canales de frecuencia, servicios con diferentes
requisitos de calidad de servicio (QoS - Quality of Service). Los
servicios con mayor prioridad no compiten en este caso con
servicios con menor prioridad, con lo que pueden garantizarse
ventajosamente requisitos de calidad de servicio mediante una
distribución de recursos en márgenes de frecuencias.
Para el uso de canales de frecuencia en banda
estrecha por parte de un procedimiento de acceso correspondiente,
llamado FDMA (Frecuency Division Multiple Access), los emisores y
los receptores tienen que seleccionar de forma coordinada, en cada
caso, una frecuencia portadora correspondiente. Antes de un uso del
recurso correspondiente, es decir, del canal de frecuencias o de
radio, es necesario comprobar asimismo si el recurso seleccionado
no está siendo utilizado ya por otras estaciones. A continuación, se
reserva el recurso y la reserva se comunica dado el caso a otras
estaciones potenciales, de tal modo que estas estaciones a
continuación no accedan al mismo tiempo al recurso y provoquen
colisiones. A este respecto existe el reto de configurar el uso de
estas frecuencias de la forma más eficiente posible, con poca
complejidad y en lo posible sólo un emisor y receptor (transceptor)
por estación. A esto hay que añadir, dado el caso, la condición
marginal de que todas las estaciones tengan el mismo derecho, es
decir, que ninguna estación asuma funciones de control sobre varias
estaciones para la adjudicación de los canales de
frecuencia.
frecuencia.
En especial en redes
auto-organizativas y redes sin infraestructura, las
llamadas redes ad-hoc, existen con frecuencia
estaciones con el mismo derecho que llevan a cabo los mismos
algoritmos y protocolos. Un ejemplo conocido de este tipo de redes
es la red local inalámbrica (Wireless LAN) según el estándar IEEE
802.11.
Si en estas redes las estaciones no están
informadas sobre el uso de los canales de frecuencia por parte de
otras estaciones, ya que las informaciones correspondientes no son
reunidas y distribuidas por una estación central, una estación no
puede decidir qué canal de frecuencia debe proponer o seleccionar
para una comunicación con otra estación. Además de esto una
estación no sabe cuándo otra estación está lista para recibir y a
qué frecuencia. De este modo una estación no podría normalmente
establecer un enlace con otra estación, si se seleccionaran a
voluntad los canales de frecuencia de ambas. Además de esto, un
servicio de distribución (Broadcast) a una frecuencia sólo
alcanzaría una parte de las estaciones, que estén casualmente listas
para recibir a esta frecuencia.
Por ello es necesario coordinar el uso de estos
recursos ortogonales. Si con este fin se quiere usar una frecuencia
determinada en tiempos prefijados fijamente, es decir, que todas las
estaciones estén listas para recibir a esta frecuencia, no pueden
usarse las frecuencias disponibles en paralelo a ello. En este caso,
estos recursos no serían aprovechables ni estarían disponibles para
estas estaciones.
En los sistemas de telefonía móvil celulares
existentes se adjudican las frecuencias a través de una estación
central, la estación base (BS - Base Station), las estaciones
móviles (MS - Mobile Station) situadas en la celda de radio de la
estación base. En GSM (Global System for Mobile Communication) se
utiliza por ejemplo un canal de frecuencia central por celda de
radio para emitir informaciones generales, que es usado por las
estaciones móviles para ser informadas acerca de un canal de
frecuencia para la solicitud y demanda de recursos. Si una
estación, en especial una estación móvil, quisiera transmitir datos,
demanda estos en el canal de frecuencia conocido por ella a la
estación base. La estación base comunica después a la estación móvil
la frecuencia portadora correspondiente, a la que quiere
comunicarse con la estación base. La adjudicación y la gestión de
los recursos disponibles se controlan centralmente en un controlador
de estación base (BSC - Base Station Controller) de orden superior
respecto a la estación base y se señalizan desde la estación base.
Lo mismo es aplicable a sistemas de la tercera generación UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System), que también señalizan
la asignación de frecuencias según el procedimiento centralizado con
ayuda de una estación base. A causa del control central, este
procedimiento no puede aplicarse en un sistema organizado de forma
descentralizada sin entidad central.
Otros sistemas, como p.ej. los sistemas WLAN
(Wireless Local Area Network) según el estándar HIPERLAN tipo 2,
conocido por ejemplo del documento ETSI/BRAN ``Broadband Radio
Access Networks (BRAN); HIPERLAN tipo 2 Functional Specification
Data Link Control (DLC) Layer; Part 4 - Extension for Home
Environments, Draft
DTR/BRAN-0020004-4, ETSI, Sophia
Antipolis, Francia, abril de 2000, o según el estándar IEEE 802.11,
utilizan para la comunicación entre dos o más estaciones sólo una
única frecuencia portadora. Un cambio a otra frecuencia sirve para
desviar perturbaciones, a causa por ejemplo de un uso ya existente
de la frecuencia seleccionada por parte de otras estaciones. Si se
encuentra una nueva frecuencia portadora aprovechable, todas las
estaciones que anteriormente se comunicaban entre ellas cambian a
esta frecuencia, para emitir y recibir a esta frecuencia. En
HIPERLAN/2 se conoce este procedimiento con el término Dynamic
Frecuency Selection (DFS). Sin embargo, no está previsto un uso
simultáneo en función de la necesidad de varias frecuencias por
parte de cualquier estación, para aumentar la posible capacidad
total del sistema o de un enlace individual. La velocidad de
transmisión de datos máxima está limitada de este modo a un canal
de frecuencia.
De forma similar al procedimiento DFS según el
estándar HIPERLAN/2, se conoce un sistema en el que vehículos
forman grupos que utilizan diferentes frecuencias. Los vehículos
contiguos comparten a este respecto la misma frecuencia portadora.
Mediante la medición de los canales de frecuencia activos es posible
participar al mismo tiempo en varios grupos y cambiar grupos, para
tener en cuenta las topologías variables de la red. A este respecto
se parte de la base de que una estación normalmente sólo usa una
frecuencia para el intercambio de datos, mientras que en las otras
frecuencias sólo se recibe, para preparar la ocupación y un posible
cambio de frecuencia. Para poder recibir simultáneamente en otras
frecuencias, se propone para esto utilizar dos transceptores, uno
para el intercambio de datos y el segundo para la medición de otras
frecuencias potencialmente utilizables. Sin embargo, un uso de
varias frecuencias disponibles para la comunicación con estaciones
contiguas para el intercambio de datos tampoco se describe
aquí.
En el estándar telefónico inalámbrico DECT
(Digital Enhanced Cordless Telephone) se especifica un uso flexible
de los recursos, incluyendo diferentes canales de frecuencia. El
procedimiento para usar los recursos se llama Dynamic Channel
Selection (DCS). En el sistema, una estación base controla en el
llamado "Basic Mode" exclusivamente la adjudicación de
recursos, apoyándose la transmisión (en inglés relaying) de paquetes
de datos. Para esto se prueba y confirma la disponibilidad de los
recursos, de forma similar a un sistema distribuido
descentralizado.
A causa del papel especial de la estación base,
los mecanismos del sistema DECT no pueden aplicarse a sistemas
organizados de forma descentralizada. Además de esto, en el DECT no
está prevista una comunicación directa entre las estaciones y
tampoco el establecimiento de varios enlaces paralelos en diferentes
canales de frecuencia. Por lo contrario, una estación busca un
canal de frecuencia y reduce o aumenta la velocidad de transmisión
de datos mediante la selección de un número de segmentos de
tiempo.
De M. Lott, M. Meincke, R. Halfmann,
"Exploitation of Multiple Frecuency Channels in WLAN", en Proc.
of WIT (Int. Workshop on Intelligent Transportation), Hamburgo,
Alemania, marzo de 2004, se conoce un procedimiento en el que para
transmitir señales en un sistema de comunicación por radio con al
menos dos canales de frecuencia, una estación accede según un
patrón de tiempo constante a uno de los canales de frecuencia para
emitir y/o recibir señales o datos. En un sistema de comunicación
por radio asíncrono de este tipo, cada estación selecciona un mismo
tamaño de trama o duración de una trama virtual y periodo para la
transmisión de mensajes de alta prioridad a través de un canal de
frecuencia de alta prioridad. El punto inicial en el tiempo de una
trama virtual así puede definirse independientemente desde cada
estación. Este procedimiento garantiza que todos los mensajes
importantes se reciben a una frecuencia de coordinación en todas las
estaciones a más tardar después de una trama virtual y, al mismo
tiempo, las diferentes estaciones pueden usar para comunicarse entre
ellas cualquier otra frecuencia. Cada estación sólo tiene que
presentar ventajosamente un único dispositivo de emisión/recepción
para acceder a un único canal de frecuencia, lo que hace que las
estaciones puedan producirse económicamente.
En este procedimiento existe el inconveniente de
la pérdida de eficiencia a causa de la asincronía de los abonados.
Conforme a este procedimiento cada estación tiene que cambiar,
durante un tiempo de ausencia asíncrono, de un canal de frecuencia
usado momentáneamente al canal de frecuencia de coordinación. La
duración de la ausencia de la estación, es decir, durante cuánto
tiempo una estación escucha a la frecuencia de coordinación, tiene
importancia para la eficiencia.
La figura 4 representa una estación con diez
estaciones S1 - S10 que se comunican, las cuales durante el 20% de
la trama virtual cambian a la frecuencia de coordinación. La figura
5 muestra la pérdida correspondiente de la máxima velocidad de
transmisión de datos posible, es decir el rendimiento resultante,
con el tiempo de ausencia aclarado como parámetro de las diferentes
curvas. De este modo se ha representado el rendimiento respecto a
la oferta de datos a emitir que se ofrecen realmente en el canal de
radio transmitida en un canal físico. El valor 1 se corresponde a
este respecto con el 100%. Puede verse que con un tiempo de ausencia
de 10 ms (0,1) en una trama virtual de 100 ms, que se corresponde
con el 10% de tiempo de ausencia, se obtiene una pérdida de aprox.
el 25% de rendimiento en comparación con un funcionamiento de
referencia sin cambio de frecuencia. La pérdida aumenta en otro 10%
o 40% si se aumentan los tiempos de ausencia al 20% o al 50% (0,2 ó
0,5).
\newpage
En este caso no se ha contestado por cálculo en
un 10% de los casos, suponiendo un handshake de 4 vías con una
solicitud de emisión o una señal de listo para emitir
(Request-To-Send/RTS) por parte de
una estación que desea enviar datos, y una señal de listo para
recibir (Clear-To-Send/CTS) de una
estación, que ha recibido la señal y está lista para la recepción.
Esto conduce a una duplicación de la ventana de contenidos para
determinar un backoff, es decir, un tiempo pasivo, y repetidos
intentos de transmisión de la estación emisora después de un
time-out correspondiente (español: proceso de
vigilancia de tiempo). En el peor de los casos la estación de
destino está ausente durante los siguientes 10 ms, lo que conduce a
que una estación con necesidad de emisión realiza muchos nuevos
intentos de transmisión y aumenta innecesariamente la ventana de
backoff. Un mecanismo de este tipo se conoce de la IEEE082.11, para
evitar un atasco y reducir la tasa de intentos de acceso en
condiciones de carga elevada y reducir al mismo tiempo la
probabilidad de colisión de paquetes de control RTS. En el
escenario de conmutación asíncrono, las respuestas ausentes se
interpretan erróneamente como atasco. Aparte de esto las
transmisiones RTS sin éxito e inútiles aumentan la carga en el
sistema y en consecuencia reducen el rendimiento alcanzable.
El objetivo de la invención consiste por lo
tanto en permitir en un sistema organizado de forma descentralizada,
un uso lo más eficiente posible de varios canales de frecuencia
disponibles. Este objetivo se consigue mediante las características
de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones
subordinadas se indican respectivamente variantes de la
invención.
Conforme al procedimiento es especialmente
ventajoso un procedimiento para la transmisión de señales en un
sistema de comunicación por radio asíncrono, que proporciona al
menos dos canales de frecuencia y está diseñado para una
transmisión de comunicación entre al menos dos estaciones que
funcionan asíncronamente a través de los canales de frecuencia, y
en el que para las dos estaciones para la transmisión de
comunicación se define un dominio de tiempo común para la
disponibilidad de emisión y/o recepción para un intercambio de datos
asíncrono.
Conforme a una configuración autónoma y a un
aspecto autónomo de la invención es ventajoso en especial un
procedimiento, en el que una de las estaciones antes de la
transmisión de comunicación, para sintonizar la disponibilidad de
emisión o recepción, emite una señal de listo para emitir
enintervalos variables que disminuyen o aumentan en el tiempo. Un
procedimiento de este tipo es también autónomo e independiente del
procedimiento descrito anteriormente.
Es especialmente ventajoso un procedimiento de
este tipo si la estación emisora, después de obtener una respuesta
de la otra estación, señaliza su trama de tiempo para adaptarse a la
trama de tiempo de la otra estación, y/o adapta su propia trama de
tiempo a la trama de tiempo de la estación receptora. En un
procedimiento de este tipo, conforme a una primera variante, la
estación emisora o la estación que desea señalizar o enviar datos
se adapta de forma ventajosa, en cuanto a su propia trama de tiempo
a la trama de tiempo de la estación receptora. Conforme a una
segunda variante, la estación receptora adapta su trama de tiempo a
la de la estación emisora. Conforme a una tercera variante también
es posible una adaptación mutua. A este respecto se adaptan
mutuamente los puntos de inicio de las tramas de tiempo, en especial
sólo aproximadamente con relación a tiempos de emisión y recepción
comunes sintonizados, manteniendo la verdadera asincronía.
Es especialmente ventajoso un procedimiento así
cuando los máximos intervalos que aumentan o disminuyen en el
tiempo son más cortos y/o igual de largos que la duración de la
recepción. La duración de la recepción se corresponde con el tiempo
durante el cual las estaciones están listas para recibir a una
frecuencia prefijada, para recibir con preferencia paquetes de
broadcast de alta prioridad.
Conforme a una configuración autónoma de la
invención es especialmente ventajoso un procedimiento en el que,
para sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción, una de las
estaciones señala a otra de las estaciones antes de la transmisión
de comunicación un momento de inicio de la transmisión de
comunicación o una disponibilidad de recepción en un canal de
frecuencia correspondiente.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que, para sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción,
una de las estaciones señala a otra de las estaciones antes de una
transmisión de comunicación de este tipo un cambio a un canal de
frecuencia, que se utiliza a continuación, de los canales de
frecuencia.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que, para sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción,
una de las estaciones señala a otra de las estaciones un momento de
la transmisión de comunicación y/o un momento de un cambio del
canal de frecuencia.
Es especialmente ventajoso un procedimiento de
este tipo si el momento se determina con relación al momento de
emisión de la señalización.
Es especialmente ventajoso un procedimiento de
este tipo con una señalización, si la señalización se transmite a
través de un paquete de radiodifusión, a través de un paquete de
datos, a través de una señal de listo para emitir y/o a través de
una señal de listo para recibir.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que se transmiten señales para sintonizar la disponibilidad de
emisión o recepción de la transmisión de comunicación a través de un
primer canal de frecuencia de los canales de frecuencia, y en el
que la transmisión de comunicación se lleva a cabo a través de otro
canal de frecuencia de los canales de frecuencia.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que se transmiten señales para sintonizar la disponibilidad de
emisión o recepción de la transmisión de comunicación a través de un
canal de frecuencia de coordinación de los canales de frecuencia, y
en el que la transmisión de comunicación se lleva a cabo a través de
otro canal de frecuencia de los canales de frecuencia.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que las estaciones se sintonizan sólo mientras dura la
transmisión de comunicación y/o mientras dura una secuencia de
transmisiones de comunicación entre estas estaciones.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que las estaciones, durante la preparación y/o durante la
transmisión de comunicación, tienen en cuenta que la otra estación,
respectivamente, tiene un desplazamiento de sintonización
restante.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que otra estación, que no se comunica con las estaciones que se
comunican, lleva a cabo un cambio del canal de frecuencia utilizado
y/o un cambio de tiempos de recepción y/o emisión de forma
asíncrona y desplazada respecto a las estaciones que se comunican
entre sí con una transmisión de comunicación.
Es especialmente ventajoso un procedimiento
según una reivindicación anterior, en el que todas las estaciones
acceden según un patrón de tiempo al menos a uno de los canales de
frecuencia.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que una de las estaciones y al menos otra estación usan patrones
de tiempo individuales de la estación para acceder a los canales de
frecuencia.
Es especialmente ventajoso un procedimiento en
el que como sistema de comunicación por radio se utiliza un sistema
de comunicación por radio organizado de forma descentralizada.
Conforme al dispositivo es especialmente
ventajosa una estación para un sistema de comunicación por radio
asíncrono, estando equipada la estación al menos con un dispositivo
de emisión/recepción para acceder a voluntad en cada caso a un
canal de frecuencia de al menos dos canales de frecuencia del
sistema de comunicación por radio, para emitir y/o recibir señales,
estando configurada la estación de forma sintonizable para una
transmisión de comunicación provisionalmente con otra estación, que
se comunica para la transmisión de comunicación. Una estación así
es especialmente ventajosa si ésta puede usarse para realizar uno de
los procedimientos descritos.
Especialmente ventajosa es según esto una
estación que presenta un temporizador para emitir una señal de listo
para emitir en intervalos variables, que disminuyen o aumentan en
el tiempo.
Además de esto es especialmente ventajosa según
esto una estación, con un temporizador para sintonizar la
disponibilidad de emisión o recepción de la transmisión de
comunicación y/o de un cambio del canal de frecuencia, y para
señalizar el momento del cambio a las otras estaciones.
Mediante el procedimiento conforme a la
invención se permite de forma ventajosa el uso de varios canales de
frecuencia con sólo un dispositivo de emisión/recepción, en un
sistema asíncrono sin entidad central.
Las estaciones en sí mismas son en sentido
estricto todavía asíncronas, si bien se han sincronizado
aproximadamente, es decir, se han aproximado en el tiempo. No se
trata de una sincronización, que es necesaria para poder
intercambiar datos entre sí, como sería el caso p.ej. para una
sincronización de una trama o segmento de tiempo, que sería
necesaria en sistemas sincrónicos, p.ej. GSM. Aquí se trata por lo
contrario de una sintonización o coordinación de tiempos de
disponibilidad de emisión o recepción y con ello sólo de forma
limitada de una verdadera "sincronización". Para simplificar y
facilitar la comprensión, sin embargo, se utiliza también el término
sincronización.
A continuación se explica la invención con más
detalle con ayuda de ejemplos de realización. A este respecto
muestran
la figura 1 un acceso opcional a modo de ejemplo
de estaciones de radio a dos canales de frecuencia,
la figura 2 dos tramas a modo de ejemplo para
una señal de listo para emitir o una señal de listo para
recibir,
la figura 3 un modelo de acceso a modo de
ejemplo de dos estaciones a dos diferentes canales de frecuencia,
conforme a una segunda forma de realización autónoma,
la figura 4 un esquema de acceso de un gran
número de estaciones a un canal de frecuencia, que sirve para
coordinar el acceso, conforme al estado de la técnica,
la figura 5 un diagrama para visualizar el
rendimiento en un procedimiento de este tipo conforme al estado de
la técnica,
la figura 6 un esquema de acceso al canal de
frecuencia para coordinación, de forma correspondiente a la segunda
forma de realización conforme a la figura 3 y
la figura 7 un diagrama para visualizar el
rendimiento en un procedimiento de este tipo.
Bajo el término estación se entiende en el
ámbito de la invención un terminal de abonado móvil o estacionario,
que puede comunicarse a través de radio, y también una estación de
radio asociada por ejemplo a una máquina. Los ejemplos siguientes
se basan en las siguientes condiciones marginales, pero sin estar
limitados a las mismas. De este modo, para llevar a cabo el
procedimiento conforme a la invención en cada estación sólo se
necesita una unidad de emisión/recepción (transceptor), lo que
reduce ventajosamente costes. Asimismo se produce un acceso a
medios de transmisión, es decir canales de frecuencia, según un
protocolo de acceso opcional conocido por el término Random Access.
Además de esto no existe una entidad central para un control central
del uso de recursos, y el acceso mediante varias estaciones se
produce asincrónicamente, es decir las estaciones no están
sincronizadas entre ellas.
Después de un acceso aleatorio a un canal de
frecuencia de varios canales de frecuencia disponibles, la estación
emite por ejemplo uno o varios paquetes de datos. Después de la
emisión la estación lleva a cabo un cambio de frecuencia y recibe
en otro canal de frecuencia uno o varios paquetes de datos de otra
estación. Después de esta recepción la estación accede a su vez,
p.ej. mediante un acceso aleatorio, a un tercer canal de frecuencia
y emite uno o varios paquetes de datos. El acceso se realiza según
esto opcionalmente. A causa de la condición marginal de sólo un
dispositivo de emisión/recepción, la estación puede emitir o recibir
en los canales de frecuencia. El cambio de frecuencia y la
conmutación entre emisión y recepción están ligados generalmente a
un cierto retardo temporal.
Para evitar un derroche de la capacidad o
anchura de banda, se proponen a continuación mejoras con ayuda de
dos formas de realización, pudiendo aplicarse las mismas de forma
especialmente ventajosa en una forma de realización mixta y en
unión a un sistema FDMA descentralizado.
Conforme a la primera forma de realización, una
primera estación S1 emite una señal de listo para emitir R, en
especial en forma de un paquete de disponibilidad de emisión
(Request-To-Send, RTS) conocido de
por sí en un canal de frecuencia. A este respecto se trata con
preferencia de un canal de frecuencia de coordinación fcc, cuya
ocupación puede verse en la figura 1. Cada estación accede conforme
a una trama de acceso virtual y unitaria del sistema en intervalos
de tiempo prefijados a este canal de frecuencia fcc.
El tiempo restante, la estación respectiva puede
acceder a cualquier otro canal de frecuencia disponible, por lo que
el tiempo de acceso al canal de frecuencia de coordinación fcc se
designa a continuación también como tiempo de ausencia X. Este
tiempo de ausencia X es una porción menor que un periodo de tiempo Y
de la trama. En el ejemplo de realización representado en la figura
1, el tiempo de ausencia X conforme a las variantes c) - e) es la
mitad del periodo de tiempo Y/2 de la duración Y de la trama.
Si después de la emisión de una señal de listo
para emitir R desde la primera estación S1 no se recibe ninguna
señal de listo para recibir C
(Clear-To-Send, CTS) de una segunda
estación S2 adicional, la primera estación S1 pasa a una
transmisión repetida de la señal de listo para emitir R, para
señalizar que desea enviar datos o comunicarse de otro modo.
La transmisión repetida de la señal de listo
para emitir R no se realiza a este respecto en intervalos discretos
y fijados con la misma separación en el tiempo, como se ilustra
conforme a la variante a) y se conoce de la Exploitation of
Multiple Frecuency Channels in WLAN, M. Lott, M. Meincke, R.
Halfmann, in Proc. of WIT (International Workshop on Intelligent
Transportation), Hamburgo, Alemania, marzo de 2004.
La transmisión repetida de la señal de listo
para emitir R tampoco se realiza según un principio puramente
aleatorio, como se ilustra conforme a la variante b) y se conoce
tomado de por sí del estándar IEEE 802.11.
Para mejorar el rendimiento se utiliza frente a
esto un esquema de transmisión, en el que no se llevan a cabo
momentos ni aleatorios ni igual distanciados para la transmisión
repetida de la señal de listo para emitir R, sino intentos de
transmisión repetidos en el tiempo en intervalos crecientes o
decrecientes, como se ha ilustrado en las variantes c) - e) en la
figura 1. A este respecto se parte de un tiempo de ausencia X, que
se corresponde a modo de ejemplo con la mitad del periodo de tiempo
Y de la trama virtual.
Después de una primera transmisión de una señal
de listo para emitir R y la ausencia de una señal de listo para
recibir C se realiza una transmisión repetida de la señal de listo
para emitir R con un intervalo temporal prefijado. Este intervalo
temporal prefijado se corresponde a modo de ejemplo con la mitad del
tiempo de ausencia esperado, es decir X/2 ms. En las variantes c) -
e) la duración se corresponde, hasta una primera transmisión
repetida, solamente con una sexta parte del tiempo de ausencia, es
decir x/6. Si después de esto tampoco se recibe una señal de listo
para recibir C, se produce una transmisión nuevamente repetida de la
señal de listo para emitir, y precisamente esta vez después de un
periodo de tiempo mayor, p.ej. una quinta parte del tiempo de
ausencia, es decir x/5 ms. Se producen otras transmisiones repetidas
por ejemplo después de una cuarta parte del tiempo de ausencia, es
decir x/4 ms, después de la mitad del tiempo de ausencia, es decir
X/2 ms, y después de la duración de todo el tiempo de ausencia X.
Gracias a ello, durante el periodo de tiempo Y de una trama
completa la primera estación S1 emite como máximo seis veces una
señal de listo de emitir R. Como muy tarde después de la emisión de
la sexta señal de listo para emitir R la segunda estación S2
debería, en la constelación representada, haber recibido la señal
de listo para emitir R de la primera estación y, en el caso de la
disponibilidad de recepción, emitir por su parte una señal de listo
para recibir C.
En cuanto la primera estación S1 después de la
emisión de una señal de listo para emitir R detecta energía, en
especial detecta energía por encima de un umbral definido, se lleva
a cabo una transmisión o repetición de transmisión, como se
especifica p.ej. conforme al estándar IEEE 802.11, y no se espera
ningún otro periodo de tiempo hasta una transmisión repetida
retardada de este modo. Después de la recepción de la señal de listo
para recibir C, la estación S1 inicia de este modo los pasos
necesarios para transmitir datos a través del enlace de
comunicación, de tal modo que se produce una transmisión de
comunicación d desde la primera estación S1 a la segunda estación
S2. Esta transmisión de comunicación d se lleva a cabo con
preferencia en otro canal de frecuencia f1, para mantener libre un
canal de frecuencia especial como canal de frecuencia de
coordinación fcc con fines de coordinación.
Conforme a la variante c) el tiempo de ausencia
X de la segunda estación S2, es decir el periodo de tiempo durante
el cual la segunda estación S2 emite o recibe en el canal de
frecuencia de coordinación fcc, está situado en la segunda mitad de
la trama de la segunda estación S1. De esta forma, la segunda
estación S2 recibe sólo la quinta señal de listo para emitir R
emitida desde la primera estación S1. Después de su recepción, la
segunda estación S2 emite una señal de listo para recibir C a la
primera estación S1, para lo que la segunda estación S2 utiliza
también el canal de frecuencia de coordinación fcc. La primera
estación S1 se conmuta después de cada emisión de una señal de
listo para emitir R al estado de recepción, de tal modo que puede
recibir estas señales de listo para recibir C de otra estación en el
canal de frecuencia de coordinación fcc.
Naturalmente la primera estación S1 puede
cambiar entretanto también a otro canal de frecuencia, para recibir
o emitir en otro de los canales de frecuencia f1, ... disponibles el
periodo de tiempo entre la posible recepción de una señal de listo
para recibir C ausente, como respuesta a una señal de listo para
emitir R, y la emisión de la siguiente señal de listo para emitir
R.
Conforme a la variante d), el tiempo de ausencia
X de la segunda estación S2 ya se encuentra al principio del
periodo de tiempo Y de la trama virtual de la primera estación S1.
En consecuencia la segunda estación S2 emite una señal de listo
para recibir C ya después de la primera emisión de una señal de
listo para emitir R desde la primera estación S1, de tal modo que a
continuación puede realizarse la transmisión de comunicación d de
datos.
La variante e) muestra un caso en el que el
tiempo de ausencia X de la segunda estación S2, es decir el tiempo
de recepción de la segunda estación S2 en el canal de frecuencia de
coordinación fcc, empieza de forma desplazada en el tiempo después
del inicio del periodo de tiempo Y de la trama virtual de la primera
estación S1. Para esto ambas estaciones cambian a su vez juntas a
otro canal de frecuencia, por ejemplo al primer canal de frecuencia
f1 representado. Por un cambio simultáneo debe entenderse a este
respecto, con relación a la configuración asíncrona del sistema,
opcionalmente también un cambio desplazado en el tiempo del canal de
frecuencia, en donde se tiene en cuenta de forma correspondiente un
desplazamiento en el tiempo de este tipo de las dos estaciones S1,
S2 afectadas y que se comunican entre sí.
La variante e) muestra un caso en el que el
tiempo de ausencia X de la segunda estación S2 comienza claramente
desplazado con relación al inicio del periodo de tiempo Y de la
trama de la primera estación S1. De forma correspondiente la
segunda estación S2 recibe sólo la tercera repetición de la señal de
listo para emitir R, tras lo cual la segunda estación S2 reenvía
una señal de listo para recibir C a la primera estación S1. Las dos
estaciones cambian a su vez después de esto, según un principio de
cambio prefijado, al primer canal de frecuencia f1 para llevar a
cabo la transmisión de comunicación d de datos.
Aparte de los intervalos crecientes en el tiempo
de la emisión de la señal de listo para emitir R, también pueden
usarse intervalos que se reducen en el tiempo a partir de grandes
intervalos.
Aparte de la posibilidad del inicio inmediato de
una transmisión de comunicación d en el mismo o con preferencia
otro canal de frecuencia, existe naturalmente también la posibilidad
de una transmisión de comunicación desplazada en el tiempo, de tal
modo que la transmisión de comunicación entre dentro de la trama
siguiente o de la que viene después, o bien en una todavía
posterior. En especial en el caso de una transmisión de comunicación
d desplazada en el tiempo de este tipo es muy ventajosa una
coordinación en el tiempo de la transmisión y, dado el caso, de un
cambio de frecuencia correspondiente entre las estaciones S1 y S2
que se comunican. Para una coordinación de este tipo se
intercambian o señalizan los momentos tw de un cambio o inicio de
transmisión y/o las frecuencias o los números de canal de un canal
de frecuencia fj, al que se cambia, entre las estaciones S1 y S2.
Una señalización de este tipo del momento y/o del canal de
frecuencia, en el que una estación está lista para transmitir o
cambia otra frecuencia, es objeto de la segunda forma de realización
preferida.
Conforme a esta segunda forma de realización,
una estación Si, i = 1, 2, 3, ...señaliza a otra estación Si datos,
que se utilizan para una sincronización provisional de estas
estaciones que se comunican entre sí momentánea o
subsiguientemente. Estos datos señalizados pueden referirse al
momento de una transmisión de comunicación. Adicional o
alternativamente estos datos pueden referirse a una frecuencia o a
un canal de referencia fj, que se utilizan para una transmisión de
comunicación d de datos. Aparte de la transmisión de momentos en los
que empieza o se realiza la verdadera transmisión de comunicación d
de datos, se transmiten con preferencia momentos en el tiempo en
los que se lleva a cabo un cambio de frecuencia desde la estación
que señaliza.
La transmisión de estas informaciones puede
realizarse en especial de dos modos preferidos. Conforme a la
primera variante se señala la información Huckepack (Piggyback). La
transmisión de esta información o estos datos puede señalizarse con
preferencia como parte de una señal de listo para emitir R, de una
señal de listo para emitir C o de un verdadero paquete de datos de
una transmisión de comunicación d.
La figura 2 representa un ejemplo de paquetes de
datos configurados de forma correspondiente. Una señal de listo
para emitir R comprende por ejemplo, aparte de los habituales datos
de identificación ID y una identificación como señal de listo para
emitir R, opcionalmente también una información que indica a qué
otra estación Si debe enviarse este paquete de datos o esta señal
de listo para emitir R. Aparte de esto se comunica el momento tw de
una acción, en especial el momento tw del inicio de la transmisión
de comunicación d de los verdaderos datos y/o de un cambio a un
canal de frecuencia fj determinado. Si se permanece en el canal de
frecuencia determinado se transmite también convenientemente esta
información del canal de frecuencia momentáneo. De forma
correspondiente en una señal de listo para recibir C se incluye,
aparte de una información de identificación ID habitual y de la
marcación como señal de listo para recibir C, opcionalmente una
estación Si a la que está dirigida la señal de listo para recibir C
así como, en caso necesario, un momento tw de un cambio o de una
disponibilidad de recepción así como una información de un canal de
frecuencia fj utilizado a continuación.
Los momentos tw se codifican con preferencia con
relación al momento de emisión del paquete RC correspondiente. Con
una granularidad de sólo un bit pueden colocarse, en una trama
virtual con una duración Y de 100 ms, por ejemplo intervalos de 0,4
ms.
Conforme a una segunda variante se comunican los
momentos tw, en los que una estación cambia a una frecuencia
determinada o a un canal de frecuencia fj determinado, en especial a
la frecuencia de coordinación o al canal de frecuencia de
coordinación fcc, a una frecuencia apropiada para ello, p.ej. la
frecuencia de coordinación fcc, mediante un paquete de señalización
a modo de una comunicación de radiodifución (Broadcast).
De forma ventajosa las dos formas de realización
alternativas pueden utilizarse de modo independiente entre ellas o
combinadas. El beneficio potencial de la segunda forma de
realización con la señalización de momentos de conmutación de
frecuencia tw es igual a una coordinación de los momentos de
conmutación de frecuencia, es decir, los momentos tw de un cambio
de frecuencia o de una conmutación de frecuencia se sincronizan en
el sistema asíncrono entre las estaciones implicadas. Conforme a una
variante preferida cambian grupos de estaciones Si, que se
comunican entre sí o desean comunicarse, en los mismos momentos tw
la frecuencia. Por momentos tw iguales deben entenderse a este
respecto también ventanas de tiempo, que pueden ser necesarias con
relación a la asincronía del sistema.
De forma ventajosa cambian las estaciones Si, i
= 1, 2, ..., que no desean comunicarse con las estaciones que se
comunican entre sí, la frecuencia en otros momentos, es decir de
forma intencionadamente asíncrona, para evitar el riesgo de
colisiones.
La figura 3 muestra un desarrollo de
procedimiento para ilustrar a modo de ejemplo una variante de la
segunda forma de realización. El sistema de comunicación por radio
presenta un canal de frecuencia de coordinación fcc como un canal
de frecuencia fj para coordinar las diferentes estaciones Si, i = 1,
2, ..., y un gran número de canales de frecuencia f1, f2, f3 para
una verdadera transmisión de comunicación d de datos.
Las diferentes estaciones S1 - S4 asíncronas
acceden en cada caso durante un tiempo X, de forma correspondiente
al tiempo de ausencia X de la primera forma de realización dentro
del periodo de tiempo Y de una trama, al canal de frecuencia de
coordinación fcc en el modo de recepción. El acceso se produce
ventajosamente de tal modo que cada una de las estaciones tiene un
solape, al menos parcial, del tiempo de recepción con posibles
tiempos de emisión de las otras estaciones. Se ha representado un
desarrollo de emisión y recepción a modo de ejemplo durante el
tiempo t.
En un primer momento una cuarta estación S4
envía una señal de listo para emitir R, que contiene informaciones
correspondientes al paquete de datos representado en la figura 2.
Estas informaciones contienen que la información de listo para
emitir R de la cuarta estación S4 está dirigida a la primera
estación S1 y que comunica a ésta que la cuarta estación S4,
después de una unidad de tiempo, va a llevar a cabo una transmisión
de comunicación d en el primer canal de frecuencia f1. Como
respuesta la primera estación S1 envía una señal de listo para
recibir C con informaciones correspondientes al paquete de datos
representado en la figura 2. Estas informaciones están dirigidas de
forma correspondiente a la cuarta estación S4 e informan a la misma
sobre la disponibilidad de recepción de la primera estación S1, en
cero unidades de tiempo en el primer canal de frecuencia f1. A
continuación, las dos estaciones S1, S4 cambian al primer canal de
frecuencia f1, en el que la cuarta estación S4 inicia la
transmisión de comunicación d para transmitir datos a la primera
estación S1.
En un momento desplazado en el tiempo con
relación a las estaciones primera y cuarta S1, S4, tiene lugar una
señalización correspondiente en el canal de frecuencia de
comunicación fcc entre una tercera y una segunda estación S3, S2
con el intercambio de señal de listo para emitir R y señal de listo
para recibir C y la subsiguiente transmisión de comunicación d en
el tercer canal de frecuencia f3 entre estas estaciones S3, S2.
Naturalmente puede prescindirse alternativamente de la emisión de
una señal de listo para recibir C de este tipo, conforme a otras
variantes, también parcialmente o por completo.
Conforme a la forma de realización más
preferida, las estaciones que se comunican entre sí cambian como muy
tarde después de transcurrir el periodo de tiempo Y de la trama
virtual, de aquella estación cuyo periodo de tiempo Y de la trama
virtual transcurre en primer lugar, para recibir de vuelta al canal
de frecuencia de coordinación fcc. Esto garantiza que a cada
estación individual puede llegar cualquier otra estación a través
del canal de frecuencia de coordinación fcc dentro del periodo de
tiempo Y de una trama virtual, de tal modo que pueden transmitirse
lo más rápidamente posible señales de emergencia o datos de alta
prioridad. Conforme a formas de realización alternativas, sin
embargo, es en principio posible y ventajoso también un cambio a
otra frecuencia fj para una transmisión de comunicación d con una
duración mayor que el periodo de tiempo Y de una trama de
tiempo.
En el desarrollo de procedimiento a modo de
ejemplo se supone que, después de las dos transmisiones de
comunicación d en el primer o tercer canal de frecuencia f1, f3, no
se produce ninguna transmisión de datos directamente subsiguiente.
Con un desplazamiento en el tiempo la primera estación S1 desearía
enviar datos a la segunda estación S2. De forma correspondiente
envía la primera estación S1, mientras dura su permanencia en el
canal de frecuencia de coordinación FCC, una señal de listo para
emitir R a la segunda estación S2. Aparte de esto se comunica que
la primera estación S1 después de once unidades de tiempo tw
pretende realizar una transmisión de comunicación s en el primer
canal de frecuencia f1. La segunda estación S2 envía una señal de
listo para recibir C correspondiente a la primera estación S1 y
confirma la disponibilidad de recepción después de diez unidades de
tiempo en el primer canal de frecuencia f1. Debido a que el momento
tw se ha aplicado en este ejemplo más tarde que el periodo de
tiempo Y de una trama, ambas estaciones S1, S2 pasan antes de nuevo
al canal de frecuencia de coordinación fcc. Después de haber tenido
lugar, dado el caso, una nueva señalización, las dos estaciones S1,
S2 cambian al primer canal de frecuencia f1 para la transmisión de
comunicación d.
Debido a que la trama de tiempo virtual de la
segunda estación S2 empieza claramente más tarde que la trama de
tiempo virtual de la primera estación S1, interrumpe la segunda
estación S2 el tiempo de ausencia X después de un tiempo de
ausencia X* menor, es decir después de una disposición de recepción
más corta en el canal de frecuencia de coordinación fcc, y cambia
prematuramente al primer canal de frecuencia s1. La segunda estación
S2 adapta con preferencia a este respecto su propia trama de tiempo
virtual, con relación a su momento de inicio, a la trama de tiempo
virtual de la primera estación S1, de tal modo que estas dos
estaciones S1, S2 están sincronizadas relativamente entre sí desde
este momento.
Dado el caso permanece a este respecto un
desplazamiento residual con relación a la sincronización. Conforme
a otras variantes esta sincronización adaptada puede mantenerse sin
embargo también hasta una adaptación posterior.
Se prefieren formas de realización, en las que
durante una transmisión de comunicación d entre dos o más estaciones
S1, S2, p.ej. la cuarta estación S4, que no participan en esta
transmisión de comunicación d, llevan a cabo otra banda de
frecuencia f2 y/o una sincronización desplazada en el tiempo de su
trama de tiempo virtual. En la variante de realización representada
la cuarta estación S4 cambia, a causa de la transmisión de
comunicación d prevista de la primera y de la segunda estación S1,
S2, provisionalmente a la segunda banda de frecuencia f2 libre.
Aparte de esto la cuarta estación S4, que estaba sincronizada
mediante la anterior transmisión de comunicación d con la primera
estación S1, reconoce que es conveniente una nueva sincronización de
su trama de tiempo virtual. De forma correspondiente cambia la
cuarta estación S4, en un momento anterior después de un periodo de
tiempo Z* menor, de vuelta al canal de frecuencia de coordinación
fcc y adapta además de nuevo, de forma correspondiente, el inicio
del periodo de tiempo Y de su propia trama de tiempo virtual.
Gracias a ello, la cuarta estación S4 se hace asíncrona con
relación a su trama de tiempo virtual, con respecto a las tramas de
tiempo virtuales de las estaciones primera y segunda S1, S2.
La figura 6 muestra una variante con una
combinación de las dos formas de realización. En total diez
estaciones
S1 - S10 se comunican en un sistema de comunicación por radio asíncrono con un canal de frecuencia de coordinación fcc y una pluralidad de canales de frecuencia fj, que sirven para verdaderas transmisiones de comunicación de datos. En la variante representada se ha esquematizado el desarrollo a lo largo del tiempo t para el periodo de tiempo Y de una longitud de trama virtual. Se ha representado en cada caso el tiempo de ausencia X como cuadro punteado para las diez estaciones. Por tiempo de ausencia X debe entenderse de nuevo el tiempo durante el cual las diferentes estaciones S1 - S10 no se encuentran para emitir o recibir en uno de los canales de frecuencia, sino en el canal de frecuencia de coordinación fcc. El tiempo de ausencia X es por ejemplo el 50% del periodo de tiempo Y de la trama virtual. Las diferentes tramas virtuales de las diferentes estaciones S1 - S10 son ventajosamente asíncronas unas con otras, estando sincronizadas entre ellas en cada caso las estaciones que se comunican entre sí S1, S2; S3, S4; S5, S6; S7, S8; S9, S10.
S1 - S10 se comunican en un sistema de comunicación por radio asíncrono con un canal de frecuencia de coordinación fcc y una pluralidad de canales de frecuencia fj, que sirven para verdaderas transmisiones de comunicación de datos. En la variante representada se ha esquematizado el desarrollo a lo largo del tiempo t para el periodo de tiempo Y de una longitud de trama virtual. Se ha representado en cada caso el tiempo de ausencia X como cuadro punteado para las diez estaciones. Por tiempo de ausencia X debe entenderse de nuevo el tiempo durante el cual las diferentes estaciones S1 - S10 no se encuentran para emitir o recibir en uno de los canales de frecuencia, sino en el canal de frecuencia de coordinación fcc. El tiempo de ausencia X es por ejemplo el 50% del periodo de tiempo Y de la trama virtual. Las diferentes tramas virtuales de las diferentes estaciones S1 - S10 son ventajosamente asíncronas unas con otras, estando sincronizadas entre ellas en cada caso las estaciones que se comunican entre sí S1, S2; S3, S4; S5, S6; S7, S8; S9, S10.
El rendimiento alcanzable con un procedimiento
FDMA descentralizado asíncrono de este tipo, con sincronización
provisional de estaciones que se comunican entre sí, se ilustra en
la figura 7. Las diferentes curvas esquematizan a este respecto el
rendimiento dependiente de la duración del respectivo tiempo de
ausencia X. Puede verse que el rendimiento alcanzable es casi
independiente de la duración del tiempo de ausencia X. Aparte de
esto es sólo mínima la pérdida con respecto al caso representado
como curva de referencia, en el que no se realiza ningún cambio de
frecuencia. Las ganancias del rendimiento en comparación con el
funcionamiento asíncrono y descoordinado conforme a la figura 5
pueden reconocerse claramente de forma comparativa.
Conforme a esto es ventajoso en especial un
sistema de comunicación por radio descentralizado asíncrono o un
procedimiento para hacer funcionar estaciones en uno de este tipo,
si se prefija un patrón de conmutación de frecuencia con cambios
definidos de la frecuencia, en donde las estaciones del sistema
asíncrono cambian entre las frecuencias disponibles. Aparte de esto
se señalizan los momentos tw, en los que una estación Si cambia la
frecuencia fj, de tal modo que en último término se lleva a cabo una
señalización del patrón de conmutación de frecuencia. Las
estaciones que desean comunicarse entre ellas seleccionan
ventajosamente los mismos momentos tw para un cambio de frecuencia.
Las estaciones que no desean comunicarse entre ellas seleccionan
ventajosamente diferentes momentos, para usar lo más uniformemente
posible los recursos de transmisión disponibles. Los intervalos
para la recepción y la emisión se prefijan a este respecto
ventajosamente en todo el sistema, pero también pueden variar unos
con relación a otros. En especial pueden adaptarse los puntos
iniciales de nombres de transmisión virtuales con relación al
tiempo de inicio, con relación a las tramas de transmisión
virtuales de otras estaciones.
Un sistema de este tipo ofrece muchas ventajas.
En un sistema asíncrono se permite el uso de varios canales de
frecuencia fcc, fj, j = 1, 2,..., con un solo transceptor, sin
suponer la existencia de una entidad central. Mediante el
procedimiento utilizado se permiten la recepción y la emisión en
canales con diferente prioridad. Aparte de esto, puede garantizarse
que determinadas señales o informaciones pueden recibirse en todas
las estaciones dentro de un tiempo definido. En los espacios de
tiempo en los que las estaciones no tienen que trabajar en canales
de alta prioridad y/o en un canal de frecuencia de coordinación,
pueden utilizarse los canales restantes. En el ejemplo de
realización representado actualmente el canal de frecuencia de
coordinación fcc es por ejemplo una especie de canal de alta
prioridad, mientras que los restantes canales de frecuencia fi, i =
1, 2, 3 representan canales no priorizados. Sin embargo, también
pueden usarse otros canales priorizados.
La asincronía del sistema no influye
negativamente en la funcionalidad del procedimiento. Por el
contrario no se produce ninguna fase, en la que tengan que
permanecer sin utilizar canales aislados, ya que cada estación
puede elegir libremente la posición temporal de sus fases de trabajo
en los canales priorizados, dentro del espacio de tiempo
contemplado del periodo de tiempo Y más de la trama de tiempo
virtual.
Mediante la coordinación de los puntos de
conmutación o del cambio entre diferentes canales de frecuencia
fcc, fi, puede aumentarse claramente la eficiencia con respecto a un
funcionamiento asíncrono sin la aplicación de un procedimiento de
este tipo. Pueden usarse al mismo tiempo varias frecuencias, sin que
se produzcan pérdidas importantes del rendimiento, en comparación
con un sistema que haga necesarios varios transceptores por
estación, para poder trabajar con varios canales de frecuencia.
La influencia del tiempo de ausencia X es casi
despreciable para la eficiencia del procedimiento. Mediante la
asincronía de diferentes grupos formados por estaciones que se
comunican entre sí puede usarse, mediante un multiplexado
estadístico, todos los canales de frecuencia fj. En los tiempos, en
los que un grupo está ausente de un canal de frecuencia fj, puede
utilizar otra estación u otro grupo el canal de frecuencia
correspondiente.
La sincronización de las diferentes estaciones
entre sí se realiza, no necesariamente pero ventajosamente,
conforme a un patrón y teniendo en cuenta una trama virtual unitaria
del sistema. El patrón determina de este modo para una estación,
cuándo y con qué frecuencia la estación tiene que recibir, dentro de
la trama virtual, en canales de frecuencia con datos o señales de
alta prioridad, y cuándo y durante cuánto tiempo tiene que emitir
datos o señales priorizados de forma correspondiente. Los intervalos
de tiempo entre emisión y recepción están prefijados por ejemplo en
todo el sistema, pero pueden variar unos con relación a otros.
El procedimiento conforme a la invención puede
materializarse ventajosamente en el sistema DSRC (Dedicated Short
Range Communication) situado actualmente en el proceso de
estandarización. El sistema DSRC debe hacer posible una
comunicación digital entre vehículos y margen de la vía de
circulación, así como entre vehículos entre sí. A este respecto
sirve para aplicaciones tanto de técnica de seguridad, por ejemplo
transmisión de mensajes de peligro, como privadas o públicas, como
por ejemplo detección de peajes, acceso a internet en el vehículo,
etc.
Como base para el acceso radio del sistema DSRC
está previsto el estándar IEEE 802.11, que sin embargo se pretende
ampliar en la trama de la estandarización a un llamado Road Acces
Standard 802.11aR/A. El sistema pone a disposición, como se ha
representado en la figura 5, siete canales de frecuencia en el
espectro de frecuencias de 5.850 a 5.925 MHz. Uno de los canales de
frecuencia se define a este respecto como un canal de control, que
pretende utilizarse predominantemente para transmitir informaciones
importantes para la seguridad como por ejemplo mensajes de peligro.
Los otros canales de frecuencia sirven de canales de servicio para
la transmisión de datos adicionales, por ejemplo para controlar el
flujo de tráfico, comunicación entre vehículos o detección de
peajes. El canal de control debe utilizarse también para anunciar la
hora, clase y el alcance de estas informaciones. Característico de
las informaciones importantes para la seguridad es una emisión que
se repite periódicamente, para garantizar su recepción por parte de
los vehículos.
El acceso al medio, es decir el llamado Medium
Access Control (MAC), dentro de los canales, se realiza controlado
aleatoriamente según el conocido procedimiento CSMA/CA (Carrieer
Sense Multiple Access/Collision Avoidance) del estándar
IEEE-802.11. Esto significa que el acceso es
asíncrono y descentralizado, sin control por parte de una entidad
central.
El procedimiento conforme a la invención puede
materializarse en un sistema DSRC, que con preferencia prevé un
funcionamiento FDMA para sistemas basados en IEEE 802.11a. El canal
de frecuencia con la máxima prioridad sería según esto el canal de
control fcc del sistema DSRC, y el canal de frecuencia f1 con la
siguiente prioridad más baja el canal para aplicaciones públicas de
seguridad. Todos los otros canales no están priorizados y de este
modo se corresponden con el segundo o tercer canal de frecuencia f2,
f3 de los ejemplos anteriores.
Claims (20)
1. Procedimiento para la transmisión de señales
en un sistema de comunicación por radio sin entidad central, que
proporciona al menos dos canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...)
para una transmisión de comunicación (d) entre al menos dos
estaciones de funcionamiento asíncrono (S1, S2) sin entidad central,
caracterizado porque la disponibilidad de emisión y/o
recepción entre al menos dos estaciones (S1, S2) se sintoniza en uno
(fcc) de al menos dos canales de frecuencia (fcc, f, f2, f3,...),
antes de que se produzca la transmisión de comunicación (d) entre
al menos dos estaciones (S1, S2) en otro (f1, f2, f3,...) de al
menos dos canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque una primera estación (S1) de al menos
dos estaciones, antes de la transmisión de comunicación (d), para
sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción, emite una
señal de listo para emitir (R, RTS) en intervalos variables que
disminuyen o aumentan en el tiempo.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la primera estación (S1), después de
obtener una respuesta de una segunda estación (S2) de al menos dos
estaciones señaliza una trama de tiempo para adaptar la trama de
tiempo de la segunda estación (S2), y/o adapta su trama de tiempo a
la trama de tiempo de la segunda estación
(S2).
(S2).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 o 3,
caracterizado porque los máximos intervalos que aumentan o
disminuyen en el tiempo son más cortos y/o igual de largos que un
tiempo de ausencia (X).
5. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que para sintonizar la disponibilidad de emisión o
recepción, la primera estación (S1) señala a la segunda estación
(S2) antes de la transmisión de comunicación (d) un momento (tw) de
inicio de la transmisión de comunicación (d) o una disponibilidad de
recepción.
6. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que para sintonizar la disponibilidad de emisión o
recepción, la primera estación (S1) señala a la segunda estación
(S2) antes de la transmisión de comunicación (d) un canal de
frecuencia (f1) a utilizar para la transmisión de comunicación (d)
de los canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3, ...).
7. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que para sintonizar la disponibilidad de emisión o
recepción, la primera estación (S1) señala a la segunda estación
(S2) antes de la transmisión de comunicación (d) un cambio a un
canal de frecuencia (f1) a utilizar a continuación de los canales de
frecuencia (fcc, f1, f2, f3, ...).
8. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que para sintonizar la disponibilidad de emisión o
recepción, la primera estación (S1) señala a la segunda estación
(S2) un momento de la transmisión de comunicación (d) y/o un
momento de un cambio del canal de frecuencia.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que se elige el momento relativo al momento de emisión de la
señalización.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 5 a 9, en el que la señalización se transmite a
través de un paquete de radiodifusión, a través de un paquete de
datos (d), a través de una señal de listo para emitir (R, RTS) y/o
a través de una señal de listo para recibir (C, CTS).
11. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que se transmiten señales (R, RTS, C, CTS) para
sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción de la
transmisión de comunicación (d) a través de un primer canal de
frecuencia (fcc) de los canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...),
y la transmisión de comunicación (d) se lleva a cabo a través de
otro canal de frecuencia (f1) de los canales de frecuencia.
12. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que se transmiten señales (R, RTS, C, CTS) para
sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción de la
transmisión de comunicación (d) a través de un canal de frecuencia
de coordinación (fcc) de los canales de frecuencia (fcc, f1, f2,
f3,...), y la transmisión de comunicación (d) se lleva a cabo a
través de otro canal de frecuencia (f1) de los canales de
frecuencia.
13. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que las estaciones (S1, S2) se sintonizan sólo
mientras dura la transmisión de comunicación (d) y/o mientras dura
una secuencia de transmisiones de comunicación (d) entre las
estaciones (S1, S2).
14. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que las estaciones (S1, S2), durante la preparación
y/o durante la transmisión de comunicación (d), tienen en cuenta que
la en cada caso otra estación (S1, S2) tiene un desplazamiento de
sintonización restante.
15. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que otra estación, que no se comunica con las
estaciones primera y segunda (S1, S2), lleva a cabo un cambio del
canal de frecuencia utilizado y/o un cambio de tiempos de recepción
y/o emisión de forma asíncrona y desplazada respecto a las
estaciones que se comunican entre sí con una transmisión de
comunicación (d).
16. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que las estaciones (S1, S2, S3,...) acceden según
un patrón de tiempo (X, Y) al menos a uno de los canales de
frecuencia (fcc).
17. Procedimiento según una reivindicación
anterior, en el que la primera estación (S1) y al menos la segunda
estación (S2) usan patrones de tiempo individuales de la estación
para acceder a los canales de frecuencia.
18. Estación (S1) que funciona asíncronamente
para un sistema de comunicación por radio sin entidad central, con
al menos un dispositivo de emisión/recepción para acceder a uno de
al menos dos canales de frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...) del
sistema de comunicación por radio, para emitir y/o recibir señales,
caracterizada por medios para sintonizar la disponibilidad
de emisión y/o recepción respecto a al menos otra estación (S2) en
un canal de frecuencia (fcc) de al menos dos canales de frecuencia
(fcc, f1, f2, f3,...), antes de que se produzca una transmisión de
comunicación (d) entre ella y al menos otra estación (S2) en otro
canal de frecuencia (f1, f2, f3,...) de los al menos dos canales de
frecuencia (fcc, f1, f2, f3,...).
19. Estación según la reivindicación 18,
caracterizada porque antes de la transmisión de comunicación
(d), para sintonizar la disponibilidad de emisión o recepción,
emite una señal de listo para emitir (R, RTS) a intervalos
variables que disminuyen o aumentan en el tiempo.
20. Estación según la reivindicación 18 ó 19,
con medios para controlar un cambio del canal de frecuencia y para
controlar una señalización del momento del cambio a la otra estación
(S2).
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