ES2317909T3 - Dispositivo para comunicacion de banda estrecha en un sistema de multiportadoras. - Google Patents

Dispositivo para comunicacion de banda estrecha en un sistema de multiportadoras. Download PDF

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Abstract

Unidad central (AP) para un sistema de multiportadoras, que comprende equipo para la recepción de una señal formada por una pluralidad de ondas portadoras, que comprende adicionalmente equipo para la recepción de una señal desde el equipo que transmite en una onda portadora, esto es, un equipo de portadora única (MT), cuya onda portadora es una onda portadora que está comprendida en el sistema de multiportadoras para el que está diseñada la unidad central (AP), estando la unidad central (AP) también equipada con medios para planificar la transmisión desde el equipo de portadora única (MT) en interacción con el equipo de portadora única (MT), en el que el marco (MAC) existente que es usado para la planificación de la comunicación dentro del sistema de multiportadoras en el que está comprendida la unidad central (AP), es modificado para recibir peticiones (RACH2) para transmisiones de datos desde el equipo de portadora única para planificar las transmisiones desde el equipo de portadora única (MT) para dicha interacción con el equipo de portadora única (MT).

Description

Dispositivo para comunicación de banda estrecha en un sistema de multiportadoras.
Campo técnico
Esta invención se refiere a un dispositivo que permite a un dispositivo de banda estrecha, por ejemplo un ordenador personal de mano, comunicarse con una unidad central en un sistema de multiportadoras de una forma que use eficientemente la energía.
Tecnología actual
Una técnica que es usada a menudo en los sistemas modernos de telecomunicaciones digitales son los llamados sistemas de multiportadoras, en otras palabras, sistemas en los que son usadas varias ondas portadoras a diferentes frecuencias para la transmisión de información dentro de una y la misma ranura de tiempo. Un sistema de multiportadoras típico comprende una unidad central que maneja la comunicación con y entre varios suscriptores dentro de una zona particular. Tales sistemas pueden ser usados también, por ejemplo, en entornos de oficinas, en los llamados sistemas de red de área local (LAN: Local Area Network).
En el documento EP-A-1005190 están descritos un sistema de multiportadoras COMA y otro OFDM.
La técnica de multiportadoras es una técnica que requiere un suministro de energía relativamente alto para la transmisión, entre otras cosas porque los amplificadores que son usados en tales sistemas tienen una tasa de eficacia relativamente baja. Muchos tipos de equipo usados para la comunicación sin cable en los entornos de oficina, por ejemplo ordenadores portátiles y PDAs (Personal Digital Assistant, Asistente digital personal) tienen fuentes de energía con capacidad extremadamente limitada, lo que significa que es difícil usar tal equipo en sistemas de multiportadoras. A pesar de esto, es desde luego deseable poder usar por ejemplo ordenadores portátiles y PDAs para la comunicación sin cable también en sistemas en los que es usada la técnica de multiportadoras.
Descripción de la invención
El problema que se resuelve por la presente invención es, por tanto, hacer posible que un equipo con un suministro de energía limitado sea incorporado en un sistema de multiportadoras. La invención resuelve este problema por los rasgos técnicos de las reivindicaciones independientes 1 y 2.
Descripción de las figuras
En lo que sigue, la invención se describirá con mayor detalle utilizando ejemplos de realizaciones preferidas y con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
Fig. 1, muestra la construcción de diferentes ondas portadoras en un sistema de multiportadoras, y
Fig. 2 muestra un marco MAC en un sistema de multiportadoras conocido, y
Fig. 3, muestra la comunicación entre diferentes ondas portadoras en un dispositivo según la invención, y
Fig. 4, muestra un marco MAC en un sistema según la invención, y
Fig. 5, muestra un marco MAC en un sistema alternativo según la invención.
Realizaciones
La invención puede ser usada en un gran número de tipos distintos de sistema que usan diferentes tipos de modulación de multiportadoras. En lo que sigue la invención será ilustrada usando uno de tales sistemas, el llamado sistema Hiperlan/2, que usa la modulación llamada OFDM, (Orthogonal Frequency Division Multiplex: Multiplexado por división de frecuencias ortogonales).
OFDM en Hiperlan/2 e IEEE 802.11 a usa 48 ondas portadoras diferentes para la transmisión de datos, como se muestra en la Fig. 1. Además de las 48 ondas portadoras para la transmisión de datos, el sistema usa cuatro tonos piloto, que se muestran en la Fig. 1 por líneas de trazos y se indican con flechas. Los tonos piloto pueden, por ejemplo, ser usados para la sincronización y medición de la fuerza de la señal. Como también se muestra en la Fig. 1, las 48 ondas portadoras están distribuidas uniformemente a través del espectro de frecuencias, excepto en la frecuencia central donde no hay onda portadora.
Dentro del sistema Hiperlan/2 hay una o más unidades centrales, llamadas puntos de acceso (AP), manejando cada una de ellas la comunicación con y entre varios suscriptores, terminales móviles (MT), dentro de una zona particular. Las AP de la zona le dicen a cada MT cuándo puede recibir datos de AP y cuándo puede transmitir datos a AP. Toda la comunicación en el sistema Hiperlan/2 está estructurada usando los marcos llamados MAC (Medium Access Control: Control de acceso al medio).
La Fig. 2 muestra la construcción básica de un marco MAC dentro del sistema Hiperlan/2. Cuando un MT quiere transmitir datos a AP se realiza del siguiente modo:
1.
MT envía una petición a AP referente a que puede transmitir datos. Esto tiene lugar en RACH, (Random Access Channel; Canal de acceso aleatorio)
2.
AP envía una señal que le dice a MT que su petición referente a que puede trasmitir datos ha sido recibida por AP. Esto se realiza en RFCH (Random Access Feedback Channel: Canal de retroalimentación de acceso aleatorio), en otro marco posterior.
3.
Si la petición es aceptada por AP, AP le dice a MT cuándo MT puede transmitir datos a AP. Esta información relativa a la ranura de transmisión asignada es enviada en FCCH (Frame Control Channel: Canal de control de marco), en otro marco posterior.
4.
MT transmite datos a AP en el tiempo asignado. Esto es llevado a cabo en DU (Data Uplink: Enlace ascendente de datos).
Además de las partes descritas antes, el marco MAC comprende también DD (Data Downlink: Enlace descendente de datos), en otras palabras datos de AP a MT, y BCCH (Broadcast Control Channel: Canal de control de difusión).
La Fig. 3 muestra esquemáticamente uno de los principios detrás de la invención. El sistema comprende un número,1-N, de ondas portadoras. Un número de éstas (en el sistema Hiperlan/2 el número es cuatro) son llamados tonos piloto, que están destinados por ejemplo para la sincronización de frecuencias.
Además de los tonos piloto, hay también un "hueco" sin onda portadora, en la frecuencia central del sistema, la "frecuencia cero". Cuando la frecuencia central en el sistema no es usada, y los tonos piloto son no usados o son usados en una medida mínima, según la invención estas frecuencias son usadas por una o más unidades de portadora única para la transmisión a la unidad central en el sistema.
Para conseguir la función según la invención, tanto la unidad central como la unidad de portadora única (s) deberían estar provistas de medios para planificar las transmisiones desde la unidad de portadora única a la unidad central en interacción entre sí. Esto se realiza según la invención haciendo que la unidad central tenga parcialmente funcionabilidad completa para poderse comunicar con las unidades "ordinarias" en el sistema de multiportadoras por medio de los marcos MAC del sistema, y por estar dotados de la capacidad de comunicar con las unidades de portadora única usando marcos MAC modificados, como se describirá más adelante.
A las unidades de portadora única (MT) según la invención se les ha dado la capacidad de comunicar con la unidad central (AP) usando marcos MAC modificados, como se tratará más adelante.
La Fig. 4 muestra un ejemplo de un marco MAC modificado según la invención. La modificación comprende la introducción de la capacidad también para los MTs de portadora única de enviar una petición referente a la capacidad de transmitir datos, llamada RACH 2, donde RACH 1 es el RACH "ordinario" que ha sido descrito antes en relación con la Fig. 2. Además, el marco MAC ha sido modificado de manera que AP puede también decir a los MT de portadora única que su petición referente a ser capaz de transmitir datos (RACH 2) ha sido recibida por AP, que es llevada a cabo en RFCH 2, donde RFCH es el RFCH "ordinario" que ha sido descrito antes en relación con la Fig. 2.
Las unidades de portadora única envían adecuadamente su petición referente a la transmisión (RACH 2) en la frecuencia central, la "onda portadora cero" pero transmiten sus datos en uno de los tonos piloto. Esto significa que las unidades de portadora única desde AP pueden transmitir a AP y recibir de AP en el mismo tiempo que las unidades "ordinarias", las unidades de multiportadoras, en el sistema están comunicando con AP. Para que las unidades de portadora única puedan transmitir datos a AP en los tonos piloto, las unidades de multiportadoras deberían no intentar usar los mismos tonos piloto al mismo tiempo. Esto puede ser dispuesto de dos maneras, o bien cambiando el estándar o bien haciendo que la AP en el sistema lo resuelva por su planificación de la transmisión de las unidades respectivas.
El sistema está dispuesto adecuadamente de tal modo que no todas las unidades de portadora única en el sistema envíen peticiones en cuanto a la transmisión al inicio del RACH 2. Esto puede conseguirse por diversas técnicas que extienden las peticiones de transmisión en el tiempo, por ejemplo el llamado "ALOHA ranurado", siendo dichas técnicas familiares para los expertos en el campo.
Para que las unidades de portadora única en el sistema sepan cuando pueden transmitir sus peticiones referentes a la transmisión, deben saber cuándo comienza RACH 2 en el marco MAC relevante. Esta información es introducida adecuadamente en cada FCCH de marco, pero también puede ser introducida en el BCCH del marco.
Cada unidad en el sistema tiene su "MAC id" que la unidad central en el sistema usa para poder identificar la información a y desde las diferentes unidades. Si la información relativa al tiempo de inicio para RACH 2 es introducida en FCCH, la información puede ser introducida adecuadamente como un MAC-id separado. El MAC-id no corresponde a ninguna entidad física, sino que es un MAC id lo que perciben las unidades de portadora única para obtener información de la unidad central, por ejemplo relativa a los tiempos de inicio y parada para RACH 2.
En cuanto al tiempo de parada para RACH 2, que coincide con el tiempo de parada para RACH 1, éste puede ser también calculado por las unidades de portadora única, en base al tiempo de inicio del marco actual, ya que todos los marcos MAC tienen una y la misma duración.
Como se muestra en la Fig. 4, el tiempo de inicio para RACH 2 debería coincidir con el tiempo de inicio para DU, ya que éste es el tiempo cuando la unidad central empieza a percibir datos de las unidades del sistema.
Como se mencionó antes, hay una pluralidad de frecuencias diferentes en las que las unidades de portadora única en un sistema según la invención pueden transmitir datos a la unidad central en el sistema. En FCCH, por ejemplo, la unidad central debería, por tanto, enviar información a cada unidad de portadora única referente a en qué frecuencia va a transmitir datos dicha unidad particular en el tiempo que tiene permiso concedido para transmitir, la llamada "concesión de recurso". La información en cuanto a qué frecuencia de transmisión ha sido asignada a una unidad particular puede ser enviada de varias formas en FCCH, por ejemplo utilizando los bits no usados en FCCH para tratar esto explícitamente con las unidades, o tomando los MAC-id módulo N, donde N es un número predeterminado, por ejemplo el número de frecuencias libres que están disponibles para la transmisión, en cuyo caso N será igual al número 4 en el sistema Hiperlan/2.
La Fig. 5 muestra un marco MAC alternativo que puede ser usado en una variante de la invención. Como se muestra en la Fig. 5, el marco MAC alternativo es idéntico al que ha sido descrito en relación con la Fig. 4, pero con la diferencia de que RFCH 2 no está incluido. En esta variante de la invención, la información correspondiente es enviada en su lugar a las unidades de portadora única en FCCH, en otras palabras, la información en cuanto al tiempo de inicio para RACH 2y la información en cuanto a si la petición referente a la transmisión ha sido recibida por la AP. Esta información es enviada usando un MAC-id especial que es conocido por las unidades de portadora individuales, siendo reservado dicho MAC-id para esta información. Toda la información acerca de la retroalimentación RA de todas las unidades de banda estrecha está bajo uno y el mismo MAC-id, como un llamado mapa de bits.
Para que la unidad central en el sistema pueda recibir tanto señales de multiportadoras como señales de portadora única al mismo tiempo, las unidades centrales según la invención son modificadas en comparación a las unidades centrales tradicionales en los sistemas de multiportadoras. Una forma adecuada de llevar a cabo esta modificación es que el receptor que existe en la unidad central, es decir la(s) parte(s) que maneja(n) la conversión de la señal, no se cambia, sin embargo es introducida una función de procesamiento de señal suplementaria, cuya misión es separar las señales que llegan de las unidades de portadora única de las señales que llegan de las unidades de multiportadoras. Esta función de procesamiento de señal suplementaria puede ser implementada de un gran número de formas familiares para los expertos en la técnica y no es una parte esencial de la presente invención, por lo que no se va a describir aquí con más detalle.
Esta invención no está limitada a las realizaciones descritas antes, sino que puede ser variada libremente dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (3)

1. Unidad central (AP) para un sistema de multiportadoras, que comprende equipo para la recepción de una señal formada por una pluralidad de ondas portadoras, que comprende adicionalmente equipo para la recepción de una señal desde el equipo que transmite en una onda portadora, esto es, un equipo de portadora única (MT), cuya onda portadora es una onda portadora que está comprendida en el sistema de multiportadoras para el que está diseñada la unidad central (AP), estando la unidad central (AP) también equipada con medios para planificar la transmisión desde el equipo de portadora única (MT) en interacción con el equipo de portadora única (MT), en el que el marco (MAC) existente que es usado para la planificación de la comunicación dentro del sistema de multiportadoras en el que está comprendida la unidad central (AP), es modificado para recibir peticiones (RACH2) para transmisiones de datos desde el equipo de portadora única para planificar las transmisiones desde el equipo de portadora única (MT) para dicha interacción con el equipo de portadora única (MT).
2. Equipo de portadora única (MT) dispuesto para transmitir en una onda portadora, dotado de medios para recibir transmisiones en una técnica de sistema de multiportadoras, que está equipado además con medios para, en interacción con una unidad central (AP) en un sistema de multiportadoras, preferiblemente una unidad central (AP) según la reivindicación 1, planificar sus propias transmisiones a la unidad central (AP), en el que uno de los marcos existentes (MAC), siendo usados los marcos (MAC) para planificar la comunicación dentro del sistema de multiportadoras en el está comprendida la unidad central (AP), es modificado para recibir peticiones (RACH2) para transmisiones de datos desde el equipo de portadora única (MT) para planificar las transmisiones desde el equipo de portadora única (MT) para dicha interacción con la unidad central (AP).
3. Equipo de portadora única (MT) según la reivindicación 2, el cual está dotado con medios para enviar peticiones para la transmisión de datos a la unidad central (AP).
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