ES2314454T3 - Procedimiento de regulacion de la potencia de transmision en el seno de una red de comunicacion. - Google Patents
Procedimiento de regulacion de la potencia de transmision en el seno de una red de comunicacion. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento de regulación de la potencia de transmisión de una entidad emisora (e) inalámbrica en una red de entidades comunicantes inalámbrica, que comprende la etapa que consiste en identificar las entidades vecinas (e i) de la entidad emisora (e), es decir las entidades de la red distintas de la entidad emisora, de las cuales la entidad emisora (e) está apta para recibir los mensajes, ese procedimiento está caracterizado porque comprende además las etapas que consisten en: - entre las entidades vecinas (ei), identificar una constelación mínima asociada a la entidad emisora (e), es decir, el conjunto más pequeño de entidades vecinas (e i) de la entidad emisora (e) incluidas en un círculo centrado sobre ésta, y donde al menos tres de ellas (e i) forman un polígono convexo que circunscribe a la entidad emisora (e); y - ajustar la potencia de transmisión de la entidad emisora (e) a un valor suficiente para que los mensajes emitidos por la entidad emisora (e) lleguen a todas las entidades de la constelación mínima asociada a la entidad emisora (e).
Description
Procedimiento de regulación de la potencia de
transmisión en el seno de una red de comunicación.
La invención trata sobre el dominio de las redes
inalámbricas, compuestas de una pluralidad de entidades que se
comunican entre sí, por ejemplo por vía hertziana.
Más precisamente, la invención concierne a un
procedimiento de regulación de la potencia de emisión - igualmente
denominada potencia de transmisión - de las entidades de redes. La
misma concierne igualmente a una unidad de comunicación inalámbrica
destinada a formar una entidad de tal red.
La invención se aplica particularmente a las
redes ad hoc, es decir, a las redes que no contienen ninguna
infraestructura preexistente necesaria para la emisión de los datos
de una entidad hacia otra.
Recordemos que, en el dominio de las ondas
hertzianas, toda señal transmitida por una entidad emisora hacia
una entidad destinataria es sometida a una atenuación proporcional a
una potencia de la distancia que separa esas entidades (en la
práctica, esa potencia está comprendida entre 2 y 6).
Es por esto que la potencia de transmisión de la
entidad emisora debe ser suficiente para que la señal llegue
efectivamente a la entidad destinataria.
No es siempre necesario que la señal llegue
directamente a la entidad destinataria (en este caso se habla de
emisión directa): la misma puede en efecto transitar por una tercera
entidad de la red, denominada "nodo intermediario" o "nodo
router" (se habla entonces de emisión indirecta).
Debe notarse que, en una red ad hoc, cada
entidad puede alternativamente jugar el rol de entidad emisora, de
entidad destinataria o de nodo intermediario.
A fin de asegurar la conectividad de la red, es
decir garantizar que, cualesquiera que sean las entidades emisoras
y destinatarias, exista siempre un camino que permita la entrega a
la entidad receptora del mensaje proveniente de la entidad emisora,
se hace necesario que cada entidad emisora de la red tenga
conocimiento de la localización de sus entidades vecinas, y
recíprocamente.
Se denomina entidad vecina de una entidad
emisora a toda entidad de la que la entidad emisora está lo
suficientemente cerca para recibir una señal directa.
A cada entidad emisora de la red le corresponde
una zona de emisión, en la que el radio es función de la potencia
de transmisión de esa entidad.
Numerosos protocolos de comunicación, poco
preocupados por economizar energía, preveen que la potencia de
transmisión de toda entidad emisora sea sistemáticamente ajustada a
su valor máximo.
Si bien tales protocolos aseguran en general la
conectividad de la red, estos implican sin embargo un consumo de
energía importante, que se efectúa en detrimento de la autonomía de
cada entidad de la red.
En un intento por economizar energía apuntando a
aumentar la autonomía de las entidades, se desea por lo tanto
reducir tanto como sea posible la potencia de transmisión de las
entidades de la red asegurando completamente la conectividad de esta
última.
Ya existen protocolos de comunicación que
proponen modular la potencia de transmisión de una entidad dada en
función de la topología de su vecindad (ver por ejemplo la solicitud
internacional publicada bajo el número WO 02/03567).
El documento WO 02/03567 describe una técnica de
comunicación que permite modular la potencia de transmisión de una
entidad dada para la transmisión de un mensaje en función de aquella
potencia de transmisión de las entidades vecinas de la entidad
dada, a la cual esta última entidad envía el mensaje.
El documento US2003/0060168 presenta una técnica
para seleccionar ciertos terminales muy próximos a un primer
terminal, a fin de crear un grupo ad hoc constituido por esos
terminales muy próximos y por el primer terminal. Para eso, se
reduce primero la potencia de transmisión del primer terminal y se
envía desde el primer terminal una señal de invitación. Las
direcciones de los terminales próximos inmediatos que hayan
respondido a la señal de invitación son suministradas al usuario
del primer terminal, que dispone así de un extracto de la lista de
los terminales activos correspondiente a aquellos presentes en la
sala de reunión. El usuario puede así seleccionar en ese extracto
los terminales para crear el grupo ad hoc. Después la
potencia de transmisión es restaurada a un nivel normal para
soportar la comunicación entre los terminales del grupo ad
hoc creado.
Pero el protocolo empleado es relativamente
complejo y requiere de memorias así como de algoritmos
considerables que gravan los costos e impiden el buen funcionamiento
de la red.
La invención apunta específicamente a resolver
los inconvenientes citados proponiendo, entre otras cosas, un
procedimiento de regulación de la potencia de transmisión de una
entidad emisora en el seno de una red de comunicación inalámbrica
que permite, de manera simple y eficaz, limitar el consumo de
energía en el seno de la red garantizando completamente la
conectividad de la misma.
A estos efectos, la invención propone, según un
primer objeto, un procedimiento de regulación de la potencia de una
unidad emisora en una red de entidades comunicantes inalámbricas tal
como el definido en la reivindicación 1. Las formas de realización
preferentes se enuncian en las reivindicaciones 2 a 11.
Este procedimiento, aplicado a cada una de las
entidades de una red inalámbrica, permite garantizar la
conectividad limitando completamente la potencia consumida.
Según un segundo objeto, la invención propone
igualmente una unidad de comunicación inalámbrica tal como la
definida en la reivindicación 12, una red tal como la definida en la
reivindicación 16 y un producto programa de ordenador tal como el
definido en la reivindicación 17.
Otros objetos y ventajas de la invención
aparecerán a la luz de la descripción que sigue, haciendo
referencia a los dibujos anexados en los cuales:
- la figura 1 es un esquema que representa al
menos parcialmente una red que incluye un número relativamente
restringido de entidades comunicantes inalámbricas;
- la figura 2 es un esquema que ilustra la
topología de la red de la figura 1, en la que las entidades son
representadas bajo la forma de nodos;
- las figuras 3a y 3b constituyen en conjunto un
diagrama que ilustra las diferentes etapas del procedimiento de
regulación de la potencia de transmisión de una entidad comunicante
de la red; y
- la figura 4 es un esquema que representa al
menos parcialmente una red que incluye un gran número de entidades
comunicantes inalámbricas.
En la figura 1 está parcialmente representada
una red 1 local inalámbrica interconectada. Se trata por ejemplo de
una red hertziana de tipo ad hoc conforme a la norma de
comunicación radioeléctrica IEEE 802.11b, conocida como
WI-FI (Wireless Fidelity).
La red 1 comprende una pluralidad de entidades
en las que se representaron tres teléfonos móviles 2, 3, 4, tres
ordenadores 5, 6, 7 equipados con módems Wi-Fi así
como un telecontrol hertziano 8.
La figura 2 ilustra la topología de la red 1,
las entidades 2 a 7 estando allí representadas bajo la forma de
nodos a los cuales son atribuidos respectivamente las letras e, B,
D, A, E, F, C.
En ese ejemplo, el orden alfabético según el
cual los nodos A al F son clasificados corresponde a un alejamiento
creciente del nodo emisor e.
Cada entidad 2 a 8 está equipada con un sistema
de comunicación inalámbrica en el que la potencia de emisión
(igualmente llamada potencia de transmisión) es ajustable.
La zona de emisión o de transmisión del nodo e
está definida como la parte del espacio donde un nodo receptor está
(o estaría) apto para recibir las señales emitidas desde el nodo
e.
En teoría, la zona de transmisión es una esfera
centrada sobre la entidad emisora, en la que el radio varía en
función de la potencia de transmisión. De hecho, la red 1 al ser
sensiblemente plana, se puede comparar la zona de transmisión a un
disco centrado sobre la entidad emisora.
Toda entidad de la red está apta para transmitir
directamente una señal hacia una entidad destinataria ya que ésta
última se encuentra en el seno de la zona de emisión de la entidad
emisora (se trata entonces de emisión directa).
Cuando una entidad destinataria no se encuentra
en la zona de emisión de la entidad emisora, la señal puede
transitar por un nodo router o por una cascada de nodos routers
situados cada uno en la zona de transmisión del precedente, lo
esencial está en que la señal llegue, finalmente, a la entidad
destinataria (se trata entonces de emisión indirecta).
Se han representado igualmente en las figuras 1
y 2 varias zonas de transmisión ZT1, ZT2, ZT3 de radio creciente
que, centradas sobre el teléfono 2 emisor (respectivamente sobre la
entidad emisora e), corresponden a potencias de transmisión
crecientes de su sistema de comunicación.
Por otra parte, al teléfono 2 (respectivamente a
cada entidad emisora e) le corresponde un conjunto de entidades
vecinas, que son las entidades en las que el teléfono está apto para
recibir una señal.
Así, en el ejemplo representado, el conjunto de
entidades vecinas del teléfono 2 comprende los teléfonos 3 y 4, los
ordenadores 5, 6 y 7 y el telecontrol 8 (respectivamente, desde un
punto de vista topológico, el conjunto de nodos vecinos del nodo e
comprende los nodos A a F).
La red 1 ilustrada en la figura 1 siendo título
puramente informativo, se razona, en lo que sigue, de manera
esencialmente topológica.
Como es visible en la figura 2, la primera zona
de transmisión ZT1, del radio más pequeño, engloba las entidades A,
B, y C que forman en conjunto un triángulo en el que la entidad
emisora e está excluida.
La zona de transmisión ZT2, del radio
intermedio, engloba a las entidades A, B, C y D que forman en
conjunto un cuadrilátero en el que la entidad e está igualmente
excluida.
Por el contrario, la zona de transmisión ZT3, de
radio superior, engloba a las entidades A a la F que, en conjunto,
forman una constelación (en otros términos, una nube de puntos) que
circunscribe la entidad emisora e, es decir una constelación en el
seno de la cual es posible trazar un polígono convexo (al menos un
triángulo) que circunscribe la entidad emisora e.
Así, en el seno de la constelación ABCDEF, el
triángulo AEC circunscribe la entidad emisora e.
Entre el conjunto de constelaciones ABC, ABCD,
ABCDE y ABCDEF, sólo las constelaciones ABCDE y ABCDEF
circunscriben la entidad emisora e, siendo la constelación ABCDE la
que contiene el número más pequeño de entidades o, dicho de otro
modo, siendo la constelación ABCDE la constelación en la que el
círculo, centrado sobre la entidad emisora, que la contiene
estrictamente, presenta el radio más pequeño (se trata en este caso
del círculo CO de centro e y de radio [eE])
Por convenio, se denomina una tal constelación
mínima asociada con la entidad emisora e.
De manera general, se define a la constelación
mínima asociada a una entidad emisora e como estando, entre el
conjunto de constelaciones que están incluidas en un círculo
centrado sobre la entidad emisora e y que circunscriben ésta última
(es decir en la que tres al menos de las entidades forman un
polígono convexo que circunscribe la entidad emisora e), la
constelación que contiene el número más pequeño de entidades.
Se desea asegurar la conectividad permanente de
una red compuesta por una pluralidad de entidades e_{i} (donde i
es un número entero natural), de manera de garantizar la entrega de
las señales cualesquiera que sean las entidades emisoras e y
receptoras e_{i}. Concretamente, se desea controlar la potencia de
transmisión de una entidad emisora dada de tal manera que su zona
de transmisión englobe al menos a su constelación mínima.
A estos efectos, se define un criterio de
conectividad, aplicable a cada entidad de la red y en el que se
verá la utilidad después.
Ese criterio es definido como sigue:
- Toda entidad e_{i} verifica el criterio de conectividad si el radio de su zona de transmisión está ajustado de tal manera que esa zona de transmisión engloba como máximo solo la constelación mínima asociada a la entidad e_{i}.
Se describe a continuación el procedimiento de
control de la potencia de transmisión permitiendo, para cada
entidad, proceder con ese ajuste antes de la emisión por esa entidad
de un mensaje que comprende un cierto número de informaciones
mencionadas debajo.
Aunque ese procedimiento sea aplicable a cada
una de las entidades e_{i} de la red, por simple comodidad, se
describe ese procedimiento para una entidad emisora e dada de la
red.
Se comienza por identificar la vecindad de la
entidad emisora e, es decir el conjunto de las N entidades
e_{i}(i = 1 hasta N), llamadas vecinas, en la que la
entidad emisora e está apta para captar los mensajes.
A estos efectos, se inscribe en una primera
tabla L, para cada entidad e_{i}(i = 1 hasta N):
- -
- su identificador e_{i},
- -
- la posición pos_{i} de la entidad e_{i}, caracterizada por ejemplo por las coordenadas cartesianas bidimensionales (x_{i}, y_{i}) de la entidad e_{i} en un plano referenciado en relación al cual son posicionadas todas las entidades de la red, y
- -
- la distancia mínima de emisión de la entidad e_{i}, es decir la distancia que separa la entidad e_{i} de la más alejada de las entidades pertenecientes a su constelación mínima asociada.
Esos datos, comunicados por cada entidad e_{i}
y recibidos por la entidad emisora e, son memorizados en el seno de
esta última. Por ejemplo, la tabla L está almacenada en una memoria
la cual es suministrada a la entidad emisora e.
Esos datos relativos a la vecindad de la entidad
emisora e son inscritos en la tabla L en orden creciente del índice
i en función de la distancia que separa la entidad emisora e de las
entidades e_{i}. Dicho de otro modo, se asigna el índice i = 1 a
la entidad más cercana a la entidad emisora e, e i = N a la entidad
más alejada. Ese ordenamiento puede ser efectuado por medio de un
simple comparador, la distancia que separa la entidad emisora e de
cada una de las entidades vecinas e_{i} puede ser deducida de sus
coordenadas respectivas.
En efecto, si las entidades son referenciadas
por sus coordenadas cartesianas (las coordenadas de la entidad
emisora son denotadas por x, y las coordenadas de las entidades
vecinas x_{i}, y_{i}, i-1 hasta N), la distancia
que separa la entidad emisora de la entidad vecina e_{i} es
suministrada por la fórmula clásica siguiente:
Así la tabla L se presenta bajo la forma de una
matriz de 4 columnas y N filas:
La etapa siguiente consiste en identificar,
entre las entidades vecinas e_{i}, las entidades pertenecientes a
la constelación mínima asociada a la entidad emisora e.
A estos efectos, se constituye una segunda tabla
K (de cuatro columnas y un número de filas aún indefinido) a partir
de la primera tabla L, de la manera siguiente.
Se comienza por asignar al índice i el valor
1.
Los datos concernientes a e_{1} son
transferidos a la tabla K, es decir que estos son inscritos en la
tabla K y borrados de la tabla L.
Se repite esta operación incrementando en cada
repetición el índice i en una unidad, mientras las entidades de la
tabla K así constituidas no permitan la conformidad con el criterio
de conectividad para la entidad emisora e.
Se verifica en cada iteración si el criterio de
conectividad es satisfecho. Por consiguiente el criterio de
conectividad es satisfecho, se termina el incremento.
La tabla K contiene entonces las P entidades
e_{i} (i = 1 hasta P, donde P \leq N) que forman la
constelación mínima asociada a la entidad emisora e.
La tabla K permite el cálculo de la distancia
mínima de emisión, denotada p, de la entidad emisora e. Esta
distancia mínima de emisión p es igual a la distancia que separa la
entidad e de la entidad más alejada de la constelación mínima, es
decir, en la tabla K, la más alejada de la entidad emisora e.
Considerando la clasificación ya efectuada, se trata de la entidad
e_{p} situada en la última fila de la tabla K.
Si la misma no fue memorizada precedentemente,
se recalcula la distancia d_{p} entre la entidad emisora e y la
entidad e_{p} más alejada de la entidad emisora e, en la
constelación mínima.
A modo de ejemplo, en el caso de la red
ilustrada en la figura 2, si se considera como entidad emisora a la
entidad emisora e, su distancia mínima de emisión es la distancia
que separa la entidad e de la entidad E.
Debe notarse que si P = N, entonces la tabla L
está vacía, y la tabla K es igual a la tabla L original.
Concretamente, eso significa que la constelación
mínima de la entidad emisora e comprende a toda su vecindad, es
decir, la totalidad de las entidades vecinas e_{i}, para i = 1
hasta N.
\newpage
En ese caso, la etapa siguiente consiste en
ajustar la potencia de transmisión de la entidad e de tal forma que
el radio R de su zona de transmisión ZT sea (en teoría) igual a su
distancia mínima de emisión p. En la práctica, la potencia de
transmisión es ajustada al valor mínimo que permita sin embargo a un
mensaje emitido por la entidad emisora llegar a todas las entidades
de la constelación mínima asociada a la entidad emisora.
La etapa siguiente consiste, para la entidad e,
en emitir un mensaje incluyendo sus datos propios, a saber su
identificador e, su posición (x, y) y su distancia mínima de emisión
p.
Esos datos son recibidos por las entidades
e_{i} incluidas en la zona de transmisión ZT, en este caso por
las entidades e_{i} que constituyen la constelación mínima de la
entidad emisora e.
Si P < N, entonces la tabla L no estaba
completamente vacía durante la constitución de la tabla K, y
contiene los datos e_{i}, x_{i}, y_{i} y p_{i} relativos a
las N-P entidades restantes luego de la
constitución de la tabla K, esas entidades siendo a la vez vecinas
de la entidad emisora e y situadas en el exterior de su
constelación mínima.
Entre esas entidades, se desea identificar, si
las mismas existen, aquellas en las que la constelación mínima
contiene la entidad emisora e.
Se desea en efecto que los datos (identificador
e, posición (x, y), distancia mínima de emisión p) de la entidad
emisora e lleguen a cada una de esas entidades periféricas, dado
que, como se acaba de ver, esos datos son indispensables para el
cálculo de la distancia mínima de emisión asociada a cada una de
esas entidades periféricas.
Así, la etapa siguiente consiste en asignar al
índice i el valor P + 1.
Si el mismo no puede ser memorizado
precedentemente, se recalcula la distancia d_{i} entre la entidad
emisora e y cada entidad e_{i} restante en la tabla L (es decir
cada entidad situada en el exterior de la constelación mínima).
Después se compara esa distancia d_{i} con la
distancia mínima de emisión p_{i} de la entidad e_{i}
correspondiente. En otros términos, se verifica si la entidad
emisora e está contenida en la constelación mínima asociada a esa
entidad e_{i}.
Si d_{i} > p_{i}, entonces la entidad
emisora e está situada en el exterior de la constelación mínima
asociada a la entidad e_{i}. No es por tanto necesario que los
datos relativos a la entidad emisora e lleguen a la entidad
e_{i}.
Mientras i es inferior a N, se incrementa por
tanto el índice i en una unidad y se repite esta operación para la
entidad siguiente.
Si por el contrario d_{i} \leq p_{i},
entonces la entidad emisora está efectivamente comprendida en la
constelación mínima asociada a la entidad e_{i}. Será necesario
por tanto vigilar que la señal emitida por la entidad emisora e
llegue (de manera directa) a la entidad e_{i}.
Se inscriben por tanto los datos relativos a la
entidad e_{i}, para saber el identificador e_{i}, su posición
x_{i}, y_{i} y su distancia mínima de emisión p_{i} en una
tercera tabla J, que, como la tabla K, es una matriz de cuatro
columnas y un número de filas aún indefinido.
Mientras i es estrictamente inferior a N, se
incrementa el índice i en una unidad y se repiten las operaciones
que acaban de ser descritas, para las entidades siguientes.
Estas operaciones son detenidas en cuanto i = N,
es decir cuando todas las distancias que separan la entidad emisora
e de las entidades e_{i} (i = P + 1 hasta N) han sido calculadas y
comparadas con las distancias mínimas de emisión p_{i} asociadas
a las entidades e_{i}.
Dos hipótesis se presentan entonces, dependiendo
de si la tabla J está vacía o si la misma contiene al menos una
entidad.
Si la tercera tabla J está vacía, entonces no
existe ninguna entidad periférica. En otros términos, no existe, en
la vecindad de la entidad emisora e, fuera de su constelación mínima
asociada, ninguna entidad en la que la propia constelación mínima
contiene a la entidad emisora e.
En ese caso, la etapa siguiente consiste en
ajustar la potencia de transmisión de la entidad e de tal manera
que el radio R de su zona de transmisión ZT sea (en teoría) igual a
su distancia mínima de emisión p. En la práctica, la potencia de
transmisión es ajustada al valor mínimo que permite a un mensaje
emitido por la entidad emisora e llegar a todas las entidades de la
constelación mínima asociada a la entidad emisora.
La etapa siguiente consiste, para la entidad e,
en emitir sus datos, para saber su identificador e, su posición x,
y y su distancia mínima de emisión p.
Esos datos son recibidos por las entidades
e_{i} incluidas en la zona de transmisión ZT, en este caso las
entidades e_{i} constituyen la constelación mínima de la entidad
emisora e.
Si la tercera tabla J no está vacía, entonces
las etapas siguientes consisten en identificar, entre las
entidades e_{i} periféricas, enumeradas en la tercera tabla J, la
entidad e_{i} más alejada de la entidad emisora e.
Considerando la clasificación ya efectuada, se
trata de la entidad e_{j} situada en la última fila de la tercera
tabla J, y después (re)calcular la distancia d_{j} que
separa a la entidad emisora e de esta entidad más alejada e_{j},
si esta distancia d_{j} no fue memorizada antes o durante la
constitución de la primera tabla L.
La etapa siguiente consiste en ajustar la
potencia de transmisión de la entidad e de tal forma que el radio R
de su zona de transmisión ZT sea (en teoría) igual a la distancia
d_{j}.
En la práctica, la potencia de transmisión es
ajustada al valor mínimo que permite a un mensaje emitido por la
entidad emisora e llegar a todas las entidades periféricas
identificadas por la entidad emisora e.
La etapa siguiente consiste entonces, para la
entidad e, en emitir sus datos, para saber su identificador e, su
posición x, y y su distancia mínima de emisión p.
Esos datos son recibidos por las entidades
e_{i} incluidas en la zona de transmisión ZT, comprendidas allí
las entidades periféricas e_{i} que, fuera de la constelación
mínima, necesitan los datos relativos a la entidad emisora e para
efectuar su propio cálculo de sus distancias mínimas de emisión
p_{i}, el cual es calculado siguiendo el modo operatorio descrito
arriba, el procedimiento que acaba de ser descrito siendo en efecto
aplicable, como ya se ha indicado, para cada entidad e_{i} de la
red.
Una vez que la entidad emisora e emitió sus
datos; las tablas no vacías son vaciadas para la posterior
repetición del procedimiento.
Por supuesto, la periodicidad de la repetición
del procedimiento puede ser ajustada para cada entidad,
específicamente en función de su propia movilidad, o más
generalmente para el conjunto de la red.
Concretamente, en una red geográficamente
restringida que comprende un gran número de entidades móviles (por
ejemplo teléfonos móviles) con relación al número total de
entidades, la periodicidad de las entidades móviles puede ser
ajustada a algunos segundos.
Por el contrario, en una red geográficamente
extensa y que no comprende más que un pequeño número de entidades
móviles, esta periodicidad puede alcanzar varias decenas de
segundos, incluso sobrepasar el minuto.
El procedimiento que acaba de ser descrito, que
es aplicado de manera simultánea y en paralelo con este
procedimiento a todas las entidades de la red, permite asegurar la
conectividad de ésta, porque la potencia de transmisión de cada
entidad emisora está ajustada de manera tal que englobe al menos la
constelación mínima asociada a esa entidad (lo que significa que se
aseguró que las entidades más cercanas que rodean a la entidad
emisora puedan recibir, y eventualmente retransmitir, la señal
proveniente de la entidad emisora), y, cuando las mismas existan,
las entidades periféricas cuya señal proveniente de la entidad
emisora es necesaria para el funcionamiento del procedimiento.
Puede ocurrir que una entidad emisora e se
sitúe, al menos momentáneamente, en el límite de una red, es decir
que ninguna constelación mínima pueda, topológicamente, estarle
asociada.
En ese caso, a fin de asegurar el funcionamiento
de la red, la potencia de transmisión de esa entidad e es ajustada
al máximo antes de la emisión de sus datos, la distancia mínima de
emisión p siendo ajustada para que sea igual al radio de la zona de
transmisión correspondiente.
Por supuesto, toda unidad de comunicación
inalámbrica (como un teléfono móvil o un ordenador) destinada a
poner en práctica el procedimiento que acaba de ser descrito será
provista de los medios previos A estos efectos, propios para poner
en práctica cada una de las etapas del procedimiento.
Concretamente, esos medios pueden presentarse
bajo la forma de un programa informático inscrito en un procesador
equipando esa unidad.
Se presentan a continuación dos ejemplos de
aplicación del procedimiento que acaba de ser descrito a una misma
red, ilustrada en la figura 4, comprendiendo 20 entidades
referenciadas de la A hasta la T y posicionadas en una referencia
XY, ortogonal, plana.
En este ejemplo, se selecciona como entidad
emisora a la entidad A, en la que se supone que la misma está a
punto de transmitir sus datos.
Como es visible en la figura 4, a la entidad A
le corresponde la vecindad VA que incluye a las entidades B, C, D,
E, F, G, H, O, P, T.
Se presenta a continuación, cada entidad A, B,
C, D, E, F, G, H, O, P, T, bajo la forma de un conjunto de tres
valores (expresados por ejemplo en metros), sus coordenadas en la
referencia XY (los dos primeros valores), así como su distancia
mínima de emisión (el tercer valor):
A (47, 58, 18)
B (64, 65, 18)
C (43, 70, 22)
D (37, 60, 22)
E (41, 45, 15)
F (64, 44, 20)
G (72, 59, 28)
H (59, 84, 22)
O (37, 85, 14)
P (22, 45, 19)
T (40, 31, 20)
La entidad emisora A recibe los datos de las
entidades B, C, D, E, F, G, H, O, P, T de su vecindad V_{A}.
Se comienza por asignar a cada una de las
entidades D, C, E, B, F, H, O, P, T, G (clasificadas en el orden
del alejamiento de la entidad emisora A) los índices 1 al 10.
Después se constituye la tabla L a partir de los
datos recibidos de la vecindad de la entidad A. Resulta de los
valores dados arriba que la tabla L se establece como sigue:
A partir de la tabla L, se construye la tabla K,
a fin de determinar la distancia mínima de emisión p de la entidad
A.
Iteraciones sucesivas muestran (lo que aparece
geométricamente en la figura 4) que la constelación mínima de la
entidad A está constituida por las entidades e_{1}, e_{2},
e_{3} y e_{4}, es decir, las entidades B, C, D, E.
La tabla K se establece por tanto como
sigue:
mientras que la tabla L se
establece como
sigue:
Se deduce de la tabla K que la entidad más
alejada de la entidad emisora A es la entidad e_{4} (B), la
distancia d_{4} que separa las entidades A y B es igual a 18
m.
Resulta que la distancia mínima de emisión p de
la entidad A, igual a d_{4}, es de 18 m.
Se identifican a continuación las posibles
entidades periféricas.
Los cálculos sucesivos proveen las distancias
que separan la entidad A de las entidades e_{5}(F) a la
e_{10}(T), esas distancias son sistemáticamente comparadas
con los valores p_{5} al p_{10} de las distancias mínimas de
emisión de las entidades correspondientes. Los valores d_{5} al
d_{10} son los siguientes:
d_{5} = 22 m
d_{6} = 28 m
d_{7} = 28 m
d_{8} = 29 m
d_{9} = 29 m
d_{10} = 30 m
\vskip1.000000\baselineskip
Ahora surge de la tabla L que los valores de las
distancias mínimas de emisión p_{5} al p_{10} son los
siguientes:
p_{5} = 20 m
p_{6} = 22 m
p_{7} = 24 m
p_{8} = 19 m
p_{9} = 20 m
p_{10} = 27 m
\vskip1.000000\baselineskip
Así, cualquiera que sea i (i = 5 hasta 10),
d_{i} es estrictamente superior a P_{i}, lo que significa que
ninguna de las constelaciones mínimas de las entidades e_{5} (F) a
la e_{10} (G) contiene a la entidad emisora A. No es constituida
por tanto ninguna tabla J.
Entonces la etapa siguiente consiste en ajustar
la potencia de transmisión de la entidad A de manera tal que el
radio de su zona de transmisión ZT_{A} sea igual a su distancia
mínima de emisión, es decir a la distancia d_{4}, que separa las
entidades A y B.
La etapa siguiente consiste, para la entidad A,
en emitir sus datos, a saber su identificador A, su posición,
referenciada por los valores cartesianos 47 y 58, así como su
distancia mínima de emisión, cuyo valor es igual a 18.
Esos datos son recibidos por las entidades
incluidas en la zona de transmisión de la entidad A, a saber las
entidades B, C, D y E.
En este ejemplo, se selecciona como entidad
emisora a la entidad F, en la que se supone que está a punto de
transmitir sus datos.
Como es visible en la figura 4, a la entidad F
le corresponde una vecindad V_{F} que incluye a las entidades A,
B, C, D, E, G, L, M, N, T.
Se presenta a continuación, cada entidad A, B,
C, D, E, F, G, L, M, N, T, bajo la forma de un conjunto de tres
valores (expresados por ejemplo en metros), sus coordenadas en la
referencia XY (los dos primeros valores), así como su distancia
mínima de emisión (el tercer valor):
A (47, 58, 18)
B (64, 65, 18)
C (43, 70, 22)
D (37, 60, 22)
E (41, 45, 15)
F (64, 44, 20)
G (72, 59, 28)
L (59, 22, 33)
M (89, 40, 38)
N (77, 76, 22)
T (40, 31, 20)
\vskip1.000000\baselineskip
La entidad emisora F recibe los datos de las
entidades A, B, C, D, E, G, L, M, N, T, situados en su vecindad
V_{F}.
Se comienza por asignar a cada una de las
entidades G, L, B, A, E, M, T, D, C, N (ordenadas según su
alejamiento de la entidad emisora F) los índices 1 a 10.
Después se constituye la tabla L a partir de los
datos recibidos de la vecindad de la entidad F. Resulta de los
valores dados arriba que la tabla L se establece como sigue:
A partir de la tabla L, se construye la tabla K,
a fin de determinar la distancia mínima de emisión p de la entidad
F.
Iteraciones sucesivas muestran (lo que aparece
geométricamente en la figura 4) que la constelación mínima asociada
a la entidad A está constituida por las entidades e_{1}, e_{2} y
e_{3}, es decir G, L y B (figura 4).
La tabla K se establece por tanto como sigue,
los índices están asignados a las entidades B, G y L a partir de
1:
mientras que la tabla L se
establece como
sigue:
Resulta de la tabla K que la entidad más alejada
de la entidad emisora F es la entidad e_{3} (B), la distancia
d_{3} que separa las entidades F y B es de 20 m.
Se deduce que la distancia mínima de emisión p
de la entidad F, igual a d_{3}, es de 20 m.
Se identifican a continuación las posibles
entidades periféricas.
Los cálculos sucesivos proveen las distancias
que separan la entidad F de las entidades, identificadas en la
tabla L arriba e_{4} (A) a e_{10} (N), esas distancias son
sistemáticamente comparadas con los valores p_{4} a p_{10} de
las distancias mínimas de emisión de las entidades correspondientes.
Los valores d_{1} al d_{7} son los siguientes:
d_{4} = 22 m
d_{5} = 23 m
d_{6} = 25 m
d_{7} = 23 m
d_{8} = 31 m
d_{9} = 33 m
d_{10} = 34 m
\vskip1.000000\baselineskip
Surge de la tabla L que los valores de las
distancias mínimas de emisión p_{1} a p_{7} son los
siguientes:
p_{4} = 18 m
p_{5} = 15 m
p_{6} = 38 m
p_{7} = 20 m
p_{8} = 22 m
p_{9} = 22 m
p_{10} = 22 m
Como se pudo constatar, d_{6} es inferior a
p_{6}, lo que significa que la entidad emisora F está contenida
en la constelación mínima de la entidad e_{6} (M).
Por consecuencia, la entidad e_{5} está
inscrita en la matriz J asociada a la entidad F.
Esa propiedad no verificándose para ninguna otra
entidad inscrita en la matriz L, la matriz J no comprende más que
los datos asociados a la entidad M.
Por consiguiente, la potencia de transmisión de
la entidad F es ajustada de manera que el radio R de su zona de
transmisión ZT_{F} sea igual a la distancia d_{6}, es decir 25
m.
La etapa siguiente consiste, para la entidad F,
en emitir sus datos, a saber su identificador F, su posición (los
valores 64 y 44), así como su distancia mínima de emisión, igual a
20.
Esos datos son recibidos por las entidades
incluidas en la zona de transmisión ZT_{F} de la entidad F, a
saber las entidades A, B, E, G, L y M.
Claims (17)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Procedimiento de regulación de la potencia de transmisión de una entidad emisora (e) inalámbrica en una red de entidades comunicantes inalámbrica, que comprende la etapa que consiste en identificar las entidades vecinas (e_{i}) de la entidad emisora (e), es decir las entidades de la red distintas de la entidad emisora, de las cuales la entidad emisora (e) está apta para recibir los mensajes, ese procedimiento está caracterizado porque comprende además las etapas que consisten en:- -
- entre las entidades vecinas (e_{i}), identificar una constelación mínima asociada a la entidad emisora (e), es decir, el conjunto más pequeño de entidades vecinas (e_{i}) de la entidad emisora (e) incluidas en un círculo centrado sobre ésta, y donde al menos tres de ellas (e_{i}) forman un polígono convexo que circunscribe a la entidad emisora (e); y
- -
- ajustar la potencia de transmisión de la entidad emisora (e) a un valor suficiente para que los mensajes emitidos por la entidad emisora (e) lleguen a todas las entidades de la constelación mínima asociada a la entidad emisora (e).
\vskip1.000000\baselineskip
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además una etapa suplementaria según la cual, luego de haber ajustado la potencia de transmisión, la entidad emisora comunica a cada una de las entidades vecinas (e_{i}) un mensaje que comprende:
- -
- un identificador (e) asociado a dicha entidad emisora (e)
- -
- la posición de la entidad emisora (e) y
- -
- la distancia mínima de emisión (p) de la entidad emisora (e), es decir el radio del círculo más pequeño, centrado sobre la entidad emisora (e), incluyendo a la constelación mínima asociada a la entidad emisora (e).
\vskip1.000000\baselineskip
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el cual la identificación de las entidades vecinas (e_{i}) consiste en memorizar en una primera tabla (L), para cada entidad vecina (e_{i}):
- -
- un identificador (e_{i}) asociado a esa entidad vecina (e_{i}),
- -
- la posición (pos_{i}) de esa entidad vecina (e_{i}) así como
- -
- la distancia mínima de emisión (p_{i}) de esta entidad vecina (e_{i}), es decir, el radio del círculo más pequeño, centrado sobre esta entidad vecina (e_{i}), que incluye a la constelación mínima asociada a esa entidad vecina (e_{i}).
\vskip1.000000\baselineskip
- 4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el cual cada entidad vecina (e_{i}) comunica a la entidad emisora (e) un mensaje que comprende:
- -
- el identificador asociado a la entidad vecina (e_{i}),
- -
- la posición (pos_{i}) de la entidad vecina (e_{i}) y
- -
- la distancia mínima de emisión (p_{i}) de la entidad vecina (e_{i}).
\vskip1.000000\baselineskip
- 5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4, en el cual la identificación de las entidades pertenecientes a la constelación mínima asociada a la entidad emisora (e) comprende una etapa que consistente en memorizar en una segunda tabla (K), para cada entidad vecina (e_{i}) perteneciente a la constelación mínima:
- -
- el identificador asociado a esa entidad vecina (e_{i}),
- -
- la posición (pos_{i}) de esa entidad vecina (e_{i}) y
- -
- la distancia mínima de emisión (p_{i}) de esa entidad vecina (e_{i}).
\vskip1.000000\baselineskip
- 6. Procedimiento según la reivindicación 5, que incluye además las etapas siguientes:
- -
- identificación, entre las entidades vecinas (e_{i}) que no pertenecen a las constelación mínima, de entidades periféricas donde la propia constelación mínima incluye a la entidad emisora (e); y
\global\parskip1.000000\baselineskip
- -
- memorización, en una tercera tabla (J), para cada una de estas entidades periféricas:
- -
- del identificador asociado a esa entidad periférica,
- -
- de la posición de esa entidad periférica y
- -
- de la distancia mínima de emisión de esa entidad periférica.
\vskip1.000000\baselineskip
- 7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el cual el ajuste de la potencia de transmisión comprende una etapa que consiste en seleccionar ya sea la mayor de las distancias que separa la entidad emisora (e) de las entidades de la tercera tabla (J), ya sea, cuando esta tercera tabla (J) está vacía, la mayor distancia que separa la entidad emisora (e) de las entidades de la segunda tabla (K), el ajuste de la potencia es efectuado de manera tal de adaptar la portadora de la transmisión a la distancia seleccionada.
- 8. Procedimiento según la reivindicación 7, que comprende además etapas suplementarias según las cuales, luego de haber ajustado la potencia de transmisión:
- -
- la entidad emisora (e) comunica a cada una de las entidades vecinas (e_{i}) un mensaje que incluye su identificador (e), su posición y su distancia mínima de emisión (p),
- -
- las tablas (J, K, L) están vacías.
\vskip1.000000\baselineskip
- 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la etapa siguiente:
- -
- identificación, entre las entidades vecinas (e_{i}) que no pertenecen a la constelación mínima, de entidades periféricas donde la propia constelación mínima incluye la entidad emisora (e).
\vskip1.000000\baselineskip
- 10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el cual el valor de la potencia de transmisión es ajustado de forma que los mensajes enviados por la entidad emisora (e) lleguen también a las entidades periféricas identificadas.
- 11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el cual el valor de la potencia de transmisión es ajustado correspondiendo a un valor de potencia mínima tal que los mensajes enviados por la entidad emisora (e) lleguen también a las entidades periféricas identificadas.
- 12. Unidad de comunicación inalámbrica destinada a formar una entidad emisora (e) de una red de entidades comunicantes inalámbrica, esta unidad comprendiendo:
- -
- los medios para identificar a las entidades vecinas (e_{i}) de dicha unidad, es decir, las entidades de la red, distintas de dicha unidad de comunicación donde esta última está apta para recibir los mensajes;
- -
- los medios para identificar una constelación mínima asociada a dicha unidad de comunicación, es decir, el conjunto más pequeño de entidades vecinas (e_{i}) de dicha unidad de comunicación incluidas en un círculo centrado sobre esta, y donde al menos tres de ellas (e_{i}) forman un polígono convexo que circunscribe dicha unidad de comunicación;
- -
- los medios de ajuste de la potencia de transmisión de dicha unidad de comunicación a un valor suficiente para que los mensajes emitidos por la unidad de comunicación lleguen a todas las entidades de la constelación mínima asociada a dicha unidad de comunicación.
\vskip1.000000\baselineskip
- 13. Unidad de comunicación inalámbrica según la reivindicación 12, que comprende además los medios para identificar si se da el caso, entre las entidades vecinas (e_{i}) que no pertenecen a la constelación mínima, las entidades, llamadas periféricas, donde la propia constelación mínima incluye dicha unidad.
- 14. Unidad de comunicación inalámbrica según la reivindicación 13, en la cual el valor de la potencia de transmisión es ajustado de forma que los mensajes enviados por la entidad emisora (e) lleguen también a toda entidad periférica identificada.
- 15. Unidad de comunicación inalámbrica según la reivindicación 14, en la cual el valor de la potencia de transmisión es ajustado correspondiendo a un valor de potencia mínima tal que los mensajes enviados por la entidad emisora (e) lleguen a cada entidad de la constelación mínima asociada a dicha unidad de comunicación y a cada entidad periférica identificada.
\newpage
- 16. Red (1) de entidades comunicantes (e_{i}) inalámbrica, en las cuales cada entidad (e) comprende:
- -
- medios para identificar las entidades vecinas (e_{i}) de dicha entidad (e), es decir, las entidades de la red, distintas de dicha entidad (e), donde esta última está apta para recibir los mensajes;
- -
- medios para identificar una constelación mínima asociada a dicha entidad (e), es decir, el conjunto más pequeño de entidades vecinas (e_{i}) de dicha entidad (e) incluidas en un círculo centrado sobre esta, y donde al menos tres de ellas (e_{i}) forman un polígono convexo que circunscribe dicha entidad (e);
- -
- los medios de ajuste de la potencia de transmisión de dicha entidad (e) a un valor suficiente para que los mensajes emitidos por esa entidad (e) lleguen a todas las entidades de la constelación mínima asociada a la entidad (e).
- 17. Producto programa de ordenador, que comprende las instrucciones para poner en práctica el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el momento de una ejecución por los medios de tratamiento integrados en la entidad emisora.
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