ES2972040T3 - Método para operar un sistema de comunicación - Google Patents

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ES2972040T3 ES20707194T ES20707194T ES2972040T3 ES 2972040 T3 ES2972040 T3 ES 2972040T3 ES 20707194 T ES20707194 T ES 20707194T ES 20707194 T ES20707194 T ES 20707194T ES 2972040 T3 ES2972040 T3 ES 2972040T3
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Abstract

Una realización de la invención se refiere a un método para operar un sistema de comunicación que comprende un nodo maestro (MN) y al menos dos nodos esclavos (SN1-SN4) y se opera en una técnica de multiplexación por división de tiempo. Una subtrama de transmisión (TSF) comprende al menos una ranura de enlace descendente (DS) para la transmisión de paquetes de datos de enlace descendente (DDP) desde el nodo maestro (MN) a los nodos esclavos (SN1-SN4), y al menos una ranura de enlace ascendente (US1- US4) para la transmisión de paquetes de datos de enlace ascendente (UDP) desde cada uno de los nodos esclavos (SN1-SN4) al nodo maestro (MN). El nodo maestro (MN) evalúa los paquetes de datos de enlace ascendente (UDP) y genera un programa de retransmisión (RTS) que define una retransmisión de paquetes de datos de enlace ascendente y/o descendente (UDP, DDP) en la subtrama auxiliar (ASF). . Antes de la retransmisión de paquetes de datos de enlace ascendente y/o descendente (UDP, DDP) en la subtrama auxiliar (ASF), el nodo maestro (MN) transmite el programa de retransmisión (RTS) a los nodos esclavos (SN1-SN4).). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para operar un sistema de comunicación
La invención se refiere a métodos para operar un sistema de comunicación en una técnica de multiplexación por división de tiempo, así como a nodos de comunicación que están configurados para funcionar en consecuencia.
Antecedentes de la invención
Para los sistemas de comunicación que necesitan proporcionar transmisiones de datos fiables, emplear una solicitud de repetición automática (denominada ARQ) de datos transmitidos es un enfoque estándar. La implementación típica asegura aquí que después de la transmisión original, el receptor reconoce la correcta recepción del paquete. Si este reconocimiento no es recibido por el transmisor inicial dentro de un intervalo de tiempo determinado, el transmisor repite la transmisión del paquete de datos suponiendo que el receptor no ha decodificado correctamente el paquete. Esto implica también el uso de un temporizador en el transmisor, que al expirar activa la retransmisión. Una versión simplificada de este mecanismo es la expectativa en el transmisor para recibir una confirmación correcta y, de lo contrario, repetir los datos transmitidos hasta una cierta cantidad de veces (recuento máximo de retransmisión).
En el contexto de una transmisión de datos ultrafiable, en particular en sistemas inalámbricos, el enfoque principal para realizar grados muy altos de fiabilidad es explotar la diversidad, es decir, el hecho de que a pesar de las variaciones aleatorias del canal inalámbrico, este estado aleatorio es estadísticamente independiente en diferentes dimensiones del canal (tiempo, frecuencia, espacio, múltiples terminales) y, por lo tanto, la transmisión a través de múltiples instancias del canal inalámbrico de los mismos datos aumenta drásticamente la fiabilidad de la recepción. Además, el ARQ será una parte esencial de las futuras implementaciones del sistema debido a la incertidumbre de las calidades de canal inalámbrico en general, y el alto grado de diferentes entornos de transmisión que se desplegarán en tales sistemas inalámbricos ultraconfiables. Sin embargo, una pregunta clave se refiere a la implementación eficiente de ARQ.
La solicitud de patente internacional WO 2017/157663 A1 describe un método para operar un sistema de comunicación que comprende al menos cuatro nodos de comunicación. El sistema de comunicación se opera en una técnica de multiplexación por división de tiempo en donde la comunicación se lleva a cabo en tramas de tiempo consecutivas que se dividen en ranuras. Al menos una ranura se asigna a cada uno de los nodos de comunicación. Cada una de las ranuras comprende, o preferentemente consiste en, al menos dos subranuras consecutivas. Señales de eco son transmitidas durante las subranuras de eco.
La solicitud de patente US-2014/010175 A1 describe un método para realizar solicitudes de repetición automática híbrida.
La solicitud de patente internacional WO 2011/106931 A1 describe un método según el preámbulo de la reivindicación 1.
Objetivo de la presente invención
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método muy fiable para operar un sistema de comunicación.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un nodo de comunicación mejorado con respecto a una comunicación fiable.
Breve resumen de la invención
Una realización de la presente invención se refiere a un método según la reivindicación 1
El nodo maestro preferiblemente difunde el programa de retransmisión en un paquete de control entre la subtrama de transmisión y la subtrama auxiliar.
El programa de retransmisión puede definir al menos un nodo esclavo que se solicita para retransmitir el paquete de control antes del comienzo de o durante la subtrama auxiliar.
En caso de una recepción exitosa de paquetes de datos desde el nodo maestro en la ranura de enlace descendente, cada nodo esclavo confirma preferiblemente esta recepción exitosa en su ranura de enlace ascendente consecutiva.
En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente con respecto a cualquiera de los nodos esclavos, el programa de retransmisión puede indicar que el nodo maestro en sí mismo retransmite el paquete de datos de enlace descendente respectivo al nodo esclavo afectado.
Cada uno de los nodos esclavos almacena preferiblemente todos los paquetes de datos de enlace ascendente y enlace descendente que reciben durante la subtrama de transmisión, incluyendo esos paquetes de datos que están asignados a otros nodos esclavos o enviados desde otros nodos esclavos al nodo maestro.
En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente con respecto a cualquiera de los nodos esclavos, el programa de retransmisión puede solicitar que uno o más de los otros nodos esclavos retransmitan el paquete de datos de enlace descendente almacenado respectivo.
En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace ascendente con respecto a cualquiera de los nodos esclavos, el programa de retransmisión puede solicitar que uno o más de los otros nodos esclavos retransmitan el paquete de datos de enlace ascendente almacenado respectivo.
La selección de dicho uno o más de los otros nodos esclavos que se solicitan para retransmitir paquetes de datos almacenados, puede ser arbitraria o llevada a cabo según un esquema de selección dado que es independiente de los datos de calidad del canal.
Sin embargo, según una realización preferida, el nodo maestro selecciona preferiblemente dicho uno o más de los otros nodos esclavos que se solicitan para retransmitir sus paquetes de datos almacenados, dependiendo de los datos de calidad del canal.
Cada uno de los nodos esclavos puede determinar los datos de calidad del canal con respecto a los paquetes de datos recibidos de cada uno de los otros nodos esclavos, así como del nodo maestro, y transmitir los datos de calidad al nodo maestro durante su ranura de enlace ascendente.
En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace ascendente durante una ranura de enlace ascendente de uno de los nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de enlace ascendente afectado, el nodo maestro puede solicitar a al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de retransmisión de enlace ascendente, volver a transmitir su paquete de datos de enlace ascendente almacenado respectivo, en donde el nodo maestro puede seleccionar el nodo esclavo que tiene los mejores datos de calidad del canal con respecto a la recepción de paquetes de datos del nodo maestro, como el o uno de los nodos esclavos de retransmisión de enlace ascendente.
En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente durante la ranura de enlace descendente con respecto a uno de los nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de enlace descendente afectado, el nodo maestro puede solicitar a al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de retransmisión de enlace descendente, volver a transmitir su paquete de datos almacenado de la ranura de enlace descendente respectiva, en donde el nodo maestro puede seleccionar al menos el nodo esclavo que tiene los mejores datos de calidad del canal con respecto a la recepción de paquetes de datos del nodo afectado, como el, o uno del, nodo esclavo de retransmisión de enlace descendente.
Basado en una o más tramas de tiempo anteriores, el nodo maestro vuelve a disponer preferiblemente la asignación de nodos esclavos a las ranuras de enlace ascendente en la subtrama de transmisión, en donde los nodos esclavos que tienen mejores datos de calidad del canal con respecto a la recepción de paquetes de datos desde el nodo maestro se programan después de los nodos esclavos con peores datos de calidad del canal.
En caso de una recepción no satisfactoria durante la ranura de enlace ascendente y enlace descendente con respecto a uno de los nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo afectado, el nodo maestro puede determinar al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo elegido, que ha recibido y almacenado los paquetes de datos tanto de la ranura de enlace descendente como de la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo afectado, y puede solicitar que el nodo esclavo elegido dentro del programa de retransmisión retransmita los paquetes de datos almacenados de la ranura de enlace descendente respectiva y la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo afectado. Después de la recepción del programa de retransmisión, el nodo esclavo elegido puede generar un paquete de datos codificado por red basado en los paquetes de datos del enlace descendente y la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo afectado. La codificación de red se lleva a cabo preferiblemente basándose en un esquema de codificación que permite decodificar los datos codificados basándose en el paquete de datos o paquetes de la ranura de enlace ascendente, así como en base al paquete de datos o paquetes de la ranura de enlace descendente. El nodo esclavo elegido puede difundir los datos codificados por red de acuerdo con el programa de retransmisión.
El nodo esclavo elegido genera preferiblemente los datos codificados por red aplicando una operación XOR a los paquetes de datos del enlace descendente y la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo afectado.
Basado en una o más tramas de tiempo previas, el nodo maestro puede predecir el número de ranuras que necesitan ser retransmitidas en una trama de tiempo próxima, p. ej., en la siguiente trama de tiempo, adaptar la longitud de la subtrama auxiliar de dicha trama de tiempo próxima según esta predicción, e informar a los nodos esclavos sobre la longitud adaptada de la subtrama auxiliar al menos antes del comienzo de la subtrama auxiliar de la trama de tiempo respectiva.
Alternativamente o adicionalmente, el nodo maestro puede predecir el número de ranuras que deben ser retransmitidas en la subtrama auxiliar consecutiva, durante la subtrama de transmisión en curso, adaptar la longitud de la subtrama auxiliar según esta predicción e informar a los nodos esclavos sobre la longitud adaptada de la subtrama auxiliar al menos antes del comienzo de la subtrama auxiliar de la trama de tiempo respectiva.
Las ranuras de la trama de tiempo auxiliar que no se usan para una retransmisión se llenan preferiblemente con datos de mejor esfuerzo.
Una realización adicional de la invención se refiere a un nodo de comunicación configurado para formar parte de un sistema de comunicación que comprende un nodo maestro y al menos dos nodos esclavos. El nodo de comunicación está configurado preferentemente para operar como nodo maestro o como nodo esclavo como se describió anteriormente.
El nodo de comunicación comprende preferiblemente un procesador y una memoria. La memoria almacena un módulo de software. El módulo de software está configurado de tal manera que el nodo de comunicación opera como nodo maestro o esclavo cuando el procesador ejecuta el módulo de software.
Aspectos de las realizaciones anteriores de la presente invención se basan en la evaluación de que se puede esperar que los sistemas inalámbricos ultrafiables operen todas sus transmisiones de carga útil a niveles de fiabilidad relativamente altos (diversidad de explotación), de manera que fuera de N intentos de transmisión para N estaciones diferentes, solo una pequeña fracción de estaciones tendrá que ser retransmitida.
Sin embargo, en una implementación tradicional estas retransmisiones serían tratadas una por una, y en particular en una trama TDMA, sería necesario tener en cuenta la retransmisión para cada paquete de carga útil transmitido individualmente (es decir, para cada ranura de transmisión, por lo menos una ranura de retransmisión debe planificarse). Sin embargo, en un sistema inalámbrico ultrafiable, la mayoría de estas retransmisiones preasignadas no son necesarias, ya que la transmisión inicial es típicamente bastante fiable.
Las realizaciones ilustrativas de la presente invención como se ha descrito anteriormente se refieren a formas de aumentar la eficiencia de dichos sistemas de comunicación inalámbrica ultrafiables. La idea principal aquí es considerar las re-transmisiones no individualmente, sino sobre un grupo de nodos que están todos asignados con sus transmisiones (enlace descendente así como de enlace ascendente) en una trama de tiempo TDM, por ejemplo TDMA. Luego, la ultra fiabilidad aún puede conservarse si solo para un subconjunto de estos nodos se reservan ranuras de retransmisión, que sin embargo se asignan dinámicamente hacia el final de una subtrama de transmisión. Para dar un ejemplo, supóngase N = 10, y las transmisiones de paquetes ocurren con un PER de 10-3 mientras que una transmisión de un solo paquete requeriría 50 microsegundos. Solo nos centramos en la dirección del enlace ascendente con fines ilustrativos. Si las retransmisiones deben tenerse en cuenta individualmente, esto significa que en un sistema TDMA programado, después de cada ranura de transmisión inicial debe planificarse una ranura de retransmisión, de modo que las transmisiones N=10 requieren al menos 1 ms (no contabiliza para el procesamiento de paquetes y las tramas de ACK) que para cada paquete de carga útil se deben planificar dos intentos de transmisión. Sin embargo, debido a la baja probabilidad de error de paquete, la mayoría de estas ranuras de retransmisión no se requerirán.
Esto es diferente si las retransmisiones se consideran en todo el conjunto de nodos N. En este caso, con N intentos de transmisión inicial solo en promedio se requerirán N * 10-3 retransmisiones, que es igual en un ejemplo anterior a solo una retransmisión cada 100 tramas TDMA. Así, reservando al final de la trama 2 ó 3 ranuras de retransmisión, se pueden conseguir fiabilidades muy elevadas si un nodo central (el punto de acceso o maestro) organiza dinámicamente las retransmisiones. Por lo tanto, tal diseño de trama conduce a una mayor capacidad que se puede lograr como las 7 ranuras guardadas para las retransmisiones (en comparación con el enfoque donde se organizan individualmente las retransmisiones) a siete nodos nuevos para realizar transmisiones iniciales (es decir, expandir N de 10 a 17 sin una pérdida significativa en la fiabilidad general).
Una organización dinámica de ese tipo de las retransmisiones de paquetes por un maestro tiene ventajas adicionales. Por ejemplo, esta organización permite aprovechar la información instantánea de estado del canal en la organización de las retransmisiones. Para ver esto, suponga en el ejemplo anterior que durante cada transmisión de enlace ascendente todos los N nodos intentan decodificar el paquete transmitido, independientemente del hecho de que el paquete transmitido esté destinado al maestro. Además, cada estación rastrea el estado del canal desde la estación de transmisión a sí misma, lo que también es realizado por el maestro (es decir, rastrea el estado del canal de la estación de transmisión). Cuando es la vez de algún nodo n para transmitir la carga útil al maestro, esta estación agrega entonces la recepción exitosa de todas las transmisiones n-1 anteriores al paquete de carga útil, mientras que también anexa los estados medidos del canal n-1. Dada esta información, la eficiencia de la fase de retransmisión dinámica se puede aumentar a medida que el maestro sabe hasta cierto punto que otras estaciones recibieron correctamente algunos de los paquetes de carga útil transmitidos, y cuán buenos son los estados de canal inalámbrico (entre sí, así como en relación al maestro). Por lo tanto, en lugar de programar dinámicamente la retransmisión desde el nodo original de la carga útil correspondiente, el maestro puede programar la retransmisión para ser realizada por un nodo intermedio que recibió la carga útil correctamente, y que tiene un mejor estado de canal hacia el maestro. En muchos casos, esto puede aumentar drásticamente la fiabilidad del sistema, en comparación con las retransmisiones que se realizan por los nodos originales, de manera que incluso se deben reservar ranuras de transmisión menos al final de la trama TDMA.
Breve descripción de los dibujos
Para que la manera en la que se obtienen las ventajas mencionadas anteriormente y otras de la invención se entienda fácilmente, una descripción más particular de la invención descrita brevemente anteriormente se hará como referencia a realizaciones específicas de esta que se ilustran en los dibujos adjuntos. Comprendiendo que estos dibujos representan solo realizaciones típicas de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse limitantes de su alcance, la invención se describirá y explicará con especificidad y detalle adicionales mediante el uso de los dibujos adjuntos en los que:
la Figura 1 ilustra un sistema de comunicación según la presente invención;
la Figura 2 ilustra tramas de tiempo para operar el sistema de la Figura 1;
la Figura 3 muestra un diagrama de flujo que ilustra un método para operar el sistema de la Figura 1 basado en las tramas de tiempo de la Figura 2;
la Figura 4 ilustra una realización de tramas de tiempo para operar el sistema de la Figura 1;
la Figura 5 muestra un diagrama de flujo que ilustra la realización ilustrativa de un método para operar el sistema de la Figura 1 basado en las tramas de tiempo de la Figura 4; y
Fig. 6 muestra una realización ilustrativa del nodo de comunicación según la presente invención.
Las figuras que son las más pertinentes para describir las realizaciones de la invención son las 4 y 5 junto con los pasajes relacionados de la descripción.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Las realizaciones preferidas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a los dibujos. Se entenderá fácilmente que la presente invención, como se describe e ilustra generalmente en las figuras de la presente memoria, podría variar en un amplio intervalo. Por lo tanto, la siguiente descripción más detallada de las realizaciones ejemplares de la presente invención, como se representa en las figuras, no pretende limitar el alcance de la invención, como se reivindica, sino que es meramente representativa de las realizaciones actualmente preferidas de la invención.
La Figura 1 muestra una realización ilustrativa de un sistema de comunicación 10 según la presente invención. El sistema de comunicación 10 comprende un nodo maestro MN y una pluralidad de nodos esclavos SN1-SN4, por ejemplo cuatro nodos esclavos SN1-SN4 como se muestra en la Figura 1. El nodo maestro MN se comunica con los nodos esclavos SN1-SN4 preferiblemente a través de señales de radio RS.
El sistema de comunicación se opera en una técnica de multiplexación por división de tiempo en donde la comunicación se lleva a cabo en tramas de tiempo consecutivas F. Una primera realización ilustrativa de una trama de tiempo F se representa en la Figura 2.
La trama de tiempo F comprende una subtrama de transmisión TSF, una subtrama auxiliar ASF y una ranura de control Sjsp para transmitir un paquete de control JSP. La subtrama auxiliar ASF comprende dos ranuras de retransmisión RT y se programa después de la subtrama de transmisión TSF. La ranura de control Sjsp se programa entre la subtrama de transmisión TSF y la ASF de subtrama auxiliar.
La subtrama de transmisión TSF de la Figura 2 comprende una ranura de enlace descendente DS para la transmisión de paquetes de datos de enlace descendente DDP (véase la etapa 100 en la Figura 3) del nodo maestro MN a los nodos esclavos SN1-SN4, y las ranuras de enlace ascendente US1-US4 para la transmisión de paquetes de datos de enlace ascendente UDP (véase la etapa 110 en la Figura 3) de cada uno de los nodos esclavos SN1-SN4 al nodo maestro MN. En la Figura 2, la ranura de enlace ascendente US1 se asigna al nodo esclavo SN1, la ranura de enlace ascendente US2 se asigna al nodo esclavo SN2, la ranura de enlace ascendente US3 se asigna al nodo esclavo SN3, y las ranuras de enlace ascendente US4 se asignan al nodo esclavo SN4.
El sistema de comunicación de la Figura 1 puede operarse como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 3:
Durante la ranura de enlace descendente DS, el nodo maestro MN envía paquetes de datos de enlace descendente DDP a todos o al menos un subconjunto de los nodos esclavos SN1-SN4 (véase la etapa 100 en la Figura 3).
Posteriormente, cada nodo esclavo SN1-SN4 envía al menos un paquete de datos de enlace ascendente UDP al nodo maestro MN durante su respectiva ranura de enlace ascendente US1-US4 (véase la etapa 110 en la Figura 3).
En caso de una recepción satisfactoria de paquetes de datos de enlace descendente DDP desde el nodo maestro MN en la ranura DS de enlace descendente anterior, los paquetes de datos de enlace ascendente UDP enviados por los nodos esclavos confirman esta recepción exitosa. En caso de que no haya recepción en absoluto o una recepción no satisfactoria (por ejemplo, si los paquetes de datos recibidos no podrían decodificarse), los nodos esclavos SN1-SN4 informan la transmisión ausente o fallida en sus respectivos paquetes de datos de enlace ascendente UDP.
Los nodos esclavos SN1-SN4 almacenan preferiblemente todos los paquetes de datos de enlace descendente DDP así como todos los paquetes de datos de enlace ascendente UDP que reciben durante la subtrama de transmisión TSF, incluyendo esos paquetes de datos que están asignados a otros nodos esclavos o son enviados desde otros nodos esclavos al nodo maestro MN.
En la etapa 110, los nodos esclavos SN1-SN4 informan preferiblemente al nodo maestro MN sobre todos los paquetes de datos recibidos y almacenados. Como se explicará más adelante, la información con respecto a los paquetes de datos almacenados permite que el nodo maestro programe una retransmisión indirecta de paquetes de datos a través de nodos esclavos intermedios.
Además, los nodos esclavos SN1-SN4 determinan preferiblemente los datos de calidad del canal con respecto al paquete de datos UDP y DDP recibidos desde los otros nodos. En la etapa 110, los nodos esclavos transmiten preferentemente los datos de calidad al nodo maestro MN. Como se explicará más adelante, la información con respecto a los datos de calidad del canal permite que el nodo maestro determine los nodos esclavos intermedios más adecuados para una retransmisión indirecta de paquetes de datos.
El nodo maestro MN evalúa los paquetes de datos de enlace ascendente UDP recibidos en la etapa 120.
En caso de una recepción no satisfactoria de los paquetes de datos de enlace ascendente UDP de los nodos esclavos SN1-SN4 en la ranura de enlace ascendente respectiva US1-US4 o en caso de que los paquetes de datos de enlace ascendente UDP indiquen una recepción no satisfactoria de paquetes de datos de enlace descendente DDP durante la ranura de enlace descendente DS anterior, el nodo maestro MN genera un programa de retransmisión RTS que define una retransmisión de paquetes de datos de enlace ascendente UDP y/o paquetes de datos de enlace descendente DDP en la siguiente subtrama auxiliar.
En la etapa 130, el nodo maestro MN transmite el programa de retransmisión RTS a los nodos esclavos SN1-SN4. El programa de retransmisión RTS se incorpora en el paquete de control JSP y se envía durante la ranura de control Sjsp.
El programa de retransmisión se genera preferiblemente en función de los datos de calidad del canal que los nodos esclavos han transmitido al nodo maestro. Más específicamente, el programa de retransmisión se genera preferentemente de la siguiente manera:
a) En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace ascendente UDP durante una ranura de enlace ascendente US1-US4 de uno de los nodos esclavos SN1-SN4, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de enlace ascendente afectado, el nodo maestro MN puede determinar al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de retransmisión de enlace ascendente, para volver a transmitir su paquete de datos de enlace ascendente respectivo UDP del nodo esclavo de enlace ascendente afectado. El nodo maestro MN selecciona preferiblemente el nodo esclavo que tiene los mejores datos de calidad de canal con respecto a la recepción de los paquetes de datos de enlace ascendente afectados por el nodo maestro MN, como el o uno de los nodos esclavos de retransmisión de enlace ascendente.
b) En caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente DDP durante el intervalo de enlace descendente DS con respecto a uno de los nodos esclavos SN1-SN4, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de enlace descendente afectado, el nodo maestro MN puede determinar al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de retransmisión de enlace descendente, para retransmitir su paquete de datos almacenado de la ranura de enlace descendente DS respectiva con respecto a los paquetes de datos de enlace descendente afectados. El nodo maestro MN selecciona preferiblemente al menos el nodo esclavo que tiene los mejores datos de calidad de canal con respecto a la recepción de los paquetes de datos de enlace descendente afectados por el nodo afectado, como el o uno del nodo esclavo de retransmisión de enlace descendente.
c) En caso de una recepción no satisfactoria durante la ranura de enlace ascendente y enlace descendente con respecto a uno de los nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo doblemente afectado, el nodo maestro MN determina preferentemente al menos uno de los otros nodos esclavos SN1-SN4, en lo sucesivo denominado nodo esclavo elegido, que ha recibido y almacenado los paquetes de datos tanto de la ranura de enlace descendente DS como de la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo doblemente afectado. El nodo maestro MN puede determinar fácilmente un nodo esclavo adecuado porque los nodos esclavos informan los paquetes de datos almacenados - como se discutió anteriormente - durante las ranuras de enlace ascendente.
d) Adicionalmente o alternativamente, una retransmisión también puede llevarse a cabo por el propio nodo maestro MN o directamente por el nodo esclavo afectado, por ejemplo, si los datos de calidad del canal recomiendan una retransmisión directa de paquetes de datos sin implicación de nodos esclavos intermedios.
En la etapa 140 los nodos esclavos que han sido designados para una retransmisión, retransmiten paquetes de datos de enlace descendente y enlace ascendente en las ranuras de retransmisión RT según el programa de retransmisión como se define en el paquete de control JSP.
En caso de un nodo esclavo doblemente afectado, el nodo esclavo elegido genera preferiblemente un paquete de datos codificados por red basado en los paquetes de datos tanto de la ranura de enlace descendente DS como de la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo afectado. La codificación de red se lleva a cabo preferiblemente basándose en un esquema de codificación que permite decodificar los datos codificados basándose en el paquete de datos o paquetes de la ranura de enlace ascendente, así como en base al paquete de datos o paquetes de la ranura DS de enlace descendente. El nodo esclavo elegido puede generar los datos codificados por red aplicando una operación XOR a los paquetes de datos de la ranura de enlace descendente y la ranura de enlace ascendente del nodo esclavo afectado. El nodo esclavo elegido transmite entonces los datos codificados por red de acuerdo con el programa de retransmisión.
La longitud de la trama de tiempo F, la longitud de la subtrama de transmisión TSF, la longitud de la subtrama auxiliar ASF (por ejemplo, el número de ranuras de retransmisión RT) y la longitud de la ranura de control Sjsp es preferiblemente constante para permitir que los nodos sincronicen su transmisión entre sí y transmitan sus datos durante las ranuras apropiadas y en el momento apropiado en el tiempo.
En la realización ilustrativa de las Figuras 2 y 3, la subtrama auxiliar ASF comprende dos ranuras de retransmisión RT. En caso de que el nodo maestro MN reconozca que solo una ranura de retransmisión RT sería suficiente o más de dos ranuras de retransmisión RT son necesarias, el nodo maestro puede modificar la longitud de la subtrama auxiliar ASF y el número de ranuras de retransmisión RT.
Para este fin, el nodo maestro MN puede evaluar una o más tramas de tiempo F anteriores y ajustar el número de ranuras de retransmisión. Por ejemplo, el nodo maestro MN puede predecir el número de ranuras que deben transmitirse a retransmitirse en una trama de tiempo ascendente F, por ejemplo en la siguiente trama de tiempo F, adaptar la longitud de la subtrama auxiliar ASF de dicha trama de tiempo ascendente F de acuerdo con esta predicción, e informar a los nodos esclavos SN1-SN4 alrededor de la longitud adaptada de la subtrama auxiliar ASF. La información se transmite preferentemente al menos antes del comienzo de la siguiente trama de tiempo F.
Alternativamente o adicionalmente, el nodo maestro MN puede predecir el número de ranuras que necesitan ser retransmitidas durante la subtrama de transmisión en curso TSF. En este caso, la información con respecto a la longitud de la subtrama auxiliar ASF debe transmitirse al menos antes del comienzo de la subtrama auxiliar ASF de la trama F de tiempo respectivo.
Además, el nodo maestro MN puede reorganizar la asignación de nodos esclavos SN1-SN4 a las ranuras de enlace ascendente US1-US4 en la subtrama de transmisión TSF. Preferiblemente, los nodos esclavos SN1-SN4 que tienen mejores datos de calidad de canal con respecto a la recepción de paquetes de datos desde el nodo maestro MN son programados después de los nodos esclavos SN1-SN4 con peores datos de calidad de canal. El nodo maestro puede informar a la nueva asignación durante su ranura de enlace descendente DS. Si el nodo maestro agrupa nodos mejores (con respecto a los datos de calidad del canal) después de nodos peores (con respecto a los datos de calidad del canal), aumenta la probabilidad de que los nodos esclavos puedan retransmitir datos desde otros nodos esclavos.
La Figura 4 muestra una segunda realización ilustrativa de una trama F de tiempo que es adecuada para la operación de un sistema de comunicación según la presente invención.
La trama de tiempo F de la Figura 4 comprende dos ranuras de control Sjsp1 y Sjsp2. Ambas ranuras de control están programadas entre la subtrama de transmisión TSF y la subtrama auxiliar ASF.
En las primeras ranuras de control Sjsp1, el nodo maestro transmite el paquete de control JSP y publica el programa de retransmisión RTS como se explicó anteriormente con referencia a las Figuras 1-3. Además, el paquete de control JSP define al menos un nodo esclavo, en lo sucesivo denominado nodo repetidor, que se solicita para retransmitir el programa de retransmisión RTS o todo el paquete de control en la segunda ranura de control Sjsp2. La retransmisión del programa RTS de retransmisión o el paquete de control JSP completo aumenta la probabilidad de que todos los nodos esclavos reciban el programa RTS de retransmisión.
El nodo maestro MN puede determinar el nodo repetidor o uno de los nodos repetidores de la siguiente manera: En primer lugar, el nodo maestro determina el nodo esclavo que tiene la peor conexión con el nodo maestro (por ejemplo, basándose en los datos de calidad del canal conocidos). El nodo esclavo que tiene la mejor conexión con el último nodo esclavo se selecciona como nodo de repetición.
En la segunda ranura de control Sjsp2, la retransmisión del programa de retransmisión RTS o todo el paquete de control JSP (véase la etapa 135 en la Figura 5) se lleva a cabo después por el nodo o nodos esclavos repetidores que se identifican en el paquete de control JSP.
En caso de que no se requieran todas las ranuras RT en la subtrama auxiliar ASF para una retransmisión, las ranuras de repuesto pueden llenarse con datos de mejor esfuerzo.
La Figura 6 muestra una realización ilustrativa del nodo de comunicación 300 según la presente invención. El nodo de comunicación 300 comprende un procesador 310, una memoria 320 y un transceptor 330 que es controlado por el procesador 310. La memoria 320 almacena un módulo de software SPM. El módulo de software SPM está configurado de tal manera que el nodo de comunicación 300 opera ya sea como nodo maestro o esclavo cuando el procesador 310 ejecuta el módulo de software SPM.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Método para operar un sistema de comunicación que comprende un nodo maestro (MN) y al menos dos nodos esclavos (SN1-SN4) y se opera en una técnica de multiplexación por división de tiempo, en donde
    -la comunicación se lleva a cabo en tramas de tiempo consecutivas, cada una de las cuales comprende al menos una subtrama de transmisión (TSF) y al menos una subtrama auxiliar (ASF) que se programa después de la subtrama de transmisión (TSF),
    -en donde la subtrama de transmisión (TSF) comprende al menos una ranura de enlace descendente (DS) para la transmisión de paquetes de datos de enlace descendente (DDP) del nodo maestro (MN) a los nodos esclavos (SN1-SN4), y al menos una ranura de enlace ascendente (US1-US4) para la transmisión de paquetes de datos de enlace ascendente (UDP) de cada uno de los nodos esclavos (SN1-SN4) al nodo maestro (MN),
    -en donde el nodo maestro (MN) envía paquetes de datos de enlace descendente (DDP) a todos o al menos a un subconjunto de los nodos esclavos (SN1-SN4) durante la ranura de enlace descendente (DS), y cada uno de los nodos esclavos (SN1-SN4) envía al menos un paquete de datos de enlace ascendente (UDP) al nodo maestro (MN) durante su ranura de enlace ascendente respectiva (US1-US4),
    -en donde el nodo maestro (MN) evalúa los paquetes de datos de enlace ascendente (UDP) que se recibieron desde los nodos esclavos (SN1-SN4) durante las ranuras de enlace ascendente (US1-US4) de la subtrama de transmisión (TSF), y genera una programación de retransmisión (RTS) que define una retransmisión de paquetes de datos de enlace ascendente y/o enlace descendente (<u>D<p>, DDP) en la subtrama auxiliar (ASF) en caso de una recepción no satisfactoria de los paquetes de datos de enlace ascendente (UDP) de nodos esclavos (SN1-SN4) en la ranura de enlace ascendente respectiva (US1-US4) o en caso de que los paquetes de datos de enlace ascendente (UDP) recibidos de los nodos esclavos (SN1-SN4) indiquen una recepción no satisfactoria de paquetes de datos de enlace descendente (DDP) durante la ranura de enlace descendente anterior (DS), y
    -en donde antes de la primera retransmisión de paquetes de datos de enlace ascendente y/o enlace descendente (UDP, DDP) en la subtrama auxiliar (ASF), el nodo maestro (MN) difunde el programa de retransmisión (RTS) a los nodos esclavos (SN1-SN4),caracterizado porque-el programa de retransmisión (RTS) define al menos un nodo esclavo (SN1-SN4) que se solicita para retransmitir la programación de retransmisión (RTS) antes del comienzo o durante la subtrama auxiliar (ASF).
  2. 2. Método según la reivindicación 1,caracterizado porqueel nodo maestro (MN) difunde el programa de retransmisión (RTS) en un paquete de control (JSP) entre la subtrama de transmisión (TSF) y la subtrama auxiliar (ASF).
  3. 3. Método según la reivindicación 2,caracterizado porqueel programa de retransmisión (RTS) define al menos un nodo esclavo (SN1-SN4) que se solicita para retransmitir el paquete de control (JSP) antes del comienzo de o durante la subtrama auxiliar (ASF).
  4. 4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueen caso de una recepción exitosa de paquetes de datos del nodo maestro (MN) en la ranura de enlace descendente (DS), cada nodo esclavo (SN1-SN4) confirma esta recepción exitosa en su ranura de enlace ascendente consecutivo (US1-US4).
  5. 5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueen caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente (DPP) con respecto a cualquiera de los nodos esclavos (SN1-SN4), el programa de retransmisión (RTS) indica que el nodo maestro (MN) mismo retransmite el paquete de datos de enlace descendente (DPP) respectivo al nodo esclavo afectado.
  6. 6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquecada uno de los nodos esclavos (SN1-SN4) almacena todos los paquetes de datos de enlace ascendente y enlace descendente (UDP, DDP) que recibe durante la subtrama de transmisión, incluyendo esos paquetes de datos que están asignados a otros nodos esclavos (SN1-SN4) o son enviados desde otros nodos esclavos (SN1-SN4) al nodo maestro (MN).
  7. 7. Método según la reivindicación 6,caracterizado porqueen caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente (DPP) con respecto a cualquiera de los nodos esclavos (SN1-SN4), el programa de retransmisión (RTS) solicita uno o más de los otros nodos esclavos para retransmitir el paquete de datos de enlace descendente almacenado respectivo.
  8. 8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6-7,caracterizado porqueen caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace ascendente (UDP) con respecto a cualquiera de los nodos esclavos (SN1-SN4), el programa de retransmisión (RTS) solicita uno o más de los otros nodos esclavos para retransmitir el paquete de datos de enlace ascendente almacenado respectivo.
  9. 9. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6-8,caracterizado porquela selección de dicho uno o más de los otros nodos esclavos que se solicitan para retransmitir paquetes de datos almacenados, es arbitraria o llevada a cabo según un esquema de selección dado que es independiente de los datos de calidad del canal.
  10. 10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6-9,caracterizado porqueel nodo maestro (MN) selecciona dicho uno o más de los otros nodos esclavos que se solicitan para retransmitir sus paquetes de datos almacenados, en función de los datos de calidad del canal.
  11. 11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquecada uno de los nodos esclavos (SN1-SN4) determina los datos de calidad del canal con respecto a los paquetes de datos recibidos de cada uno de los otros nodos esclavos (SN1-SN4), así como del nodo maestro (MN), y transmite los datos de calidad al nodo maestro (MN) durante su ranura de enlace ascendente (US1-US4).
  12. 12. Método según la reivindicación 11,caracterizado porque
    -en caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace ascendente (UDP) durante una ranura de enlace ascendente (US1-US4) de uno de los nodos esclavos (SN1-SN4), en lo sucesivo denominado nodo esclavo de enlace ascendente afectado, el nodo maestro (MN) solicita al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de retransmisión de enlace ascendente, para volver a transmitir su paquete de datos de enlace ascendente almacenado respectivo del nodo esclavo de enlace ascendente afectado, en donde el nodo maestro (MN) elige el nodo esclavo que tiene los mejores datos de calidad de canal con respecto a la recepción de paquetes de datos por el nodo maestro (MN), como el o uno de los nodos esclavos de retransmisión de enlace ascendente y/o
    -en caso de una recepción no satisfactoria de un paquete de datos de enlace descendente (DPP) durante la ranura de enlace descendente (DS) con respecto a uno de los nodos esclavos (SN1-SN4), en lo sucesivo denominado nodo esclavo de enlace descendente afectado, el nodo maestro (MN) solicita al menos a uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo de retransmisión de enlace descendente, para volver a transmitir su paquete de datos almacenado de la ranura de enlace descendente (DS) respectiva del nodo esclavo de enlace descendente afectado, en donde el nodo maestro (MN) elige al menos el nodo esclavo que tiene los mejores datos de calidad de canal con respecto a la recepción de paquetes de datos por el nodo esclavo de enlace descendente afectado, como el o uno del nodo esclavo de retransmisión de enlace descendente.
  13. 13. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque
    -basándose en una o más tramas de tiempo anteriores, el nodo maestro (MN) reorganiza la asignación de nodos esclavos (SN1-SN4) a las ranuras de enlace ascendente (US1-US4) en la subtrama de transmisión,
    -en donde los nodos esclavos (SN1-SN4) que tienen datos de mejor calidad de canal con respecto a la recepción de paquetes de datos desde el nodo maestro (MN) se programan después de los nodos esclavos (SN1-SN4) con datos de peor calidad del canal.
  14. 14. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque
    -en caso de una recepción no satisfactoria durante la ranura de enlace ascendente y enlace descendente (DS) con respecto a uno de los nodos esclavos (SN1-SN4), en lo sucesivo denominado nodo esclavo afectado, el nodo maestro (MN) determina al menos uno de los otros nodos esclavos, en lo sucesivo denominado nodo esclavo elegido, que ha recibido y almacenado los paquetes de datos tanto de la ranura de enlace descendente como de enlace ascendente (US1-US4) del nodo esclavo afectado, y solicita el nodo esclavo elegido dentro de la programación de retransmisión (RTS) para retransmitir los paquetes de datos almacenados de la ranura de enlace descendente y enlace ascendente (US1-US4) del nodo esclavo afectado,
    -en donde después de la recepción del programa de retransmisión (RTS), el nodo esclavo elegido genera un paquete de datos codificado por red basado en los paquetes de datos de la ranura de enlace descendente y de enlace ascendente (US1-US4) del nodo esclavo afectado, en donde la codificación de red se lleva a cabo basándose en un esquema de codificación que permite decodificar los datos codificados sobre la base del paquete o paquetes de datos de la ranura de enlace ascendente (US1-US4), así como sobre la base del paquete o paquetes de datos de la ranura de enlace descendente (DS), y
    -en donde el nodo esclavo seleccionado difunde los datos codificados por red de acuerdo con la programación de retransmisión (RTS).
  15. 15. Nodo de comunicación configurado para ser operado en un sistema de comunicación que comprende un nodo maestro (MN) y al menos dos nodos esclavos (SN1-SN4),caracterizado porqueel nodo de comunicación está configurado para operar como nodo maestro (MN) o como nodo esclavo (SN1-SN4) como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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