MX2007011876A

MX2007011876A - Metodo de comunicacion digital de acceso multiple en redes de acceso por radio de banda ultra-ancha.

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Publication number: MX2007011876A
Application number: MX2007011876A
Authority: MX
Inventors: Dan Keun Sung; Bang Chul Jung; Ho Young Hwang; Chang Yong Jung; Jo Woon Chong; Young Jun Hong
Original assignee: Pantech Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2008-02-19
Also published as: JP2008535366A; US8588190B2; EP1864408B1; KR100835303B1; JP5178883B2; US20080165746A1; KR100829989B1; CN101151821A; EP2760144A1; BRPI0611465A2; JP2011217392A; WO2006109934A1; EP1864408A1; KR20070077489A; EP1864408A4; JP5064377B2; KR20060104928A

Abstract

La presente ofrece un metodo de comunicacion digital de acceso multiple en redes de acceso por radio de banda ultra-ancha (UWB, por su siglas en ingles). Mas especificamente, la presente ofrece una tecnica de acceso multiple en canales de comunicacion UWB, en donde es posible usar con mayor eficacia los canales de comunicacion UWB y evitar la colisiones entre nodos de usuario de acceso multiple cuando los canales tiene un gran desvanecimiento de varias rutas. El metodo de comunicacion digital que se usa en un enlace ascendente en un sistema de comunicaciones UWB comprende los pasos de: recibir simbolos de datos de los nodos respectivos, en donde los simbolos de datos se transmiten segun los patrones respectivos de salto de tiempo ortogonal; y revisar si existe una colision entre los patrones de salto de tiempo ortogonal y decodificar los simbolos de datos dependiendo de si los simbolos de datos de los nodos involucrados en la colision de los patrones de salto de tiempo ortogonal son los mismos.

Description

MÉTODO DE COMUNICACIÓN DIGITAL DE ACCESO MÚLTIPLE EN REDES DE ACCESO POR RADIO DE BANDA ULTRA- NCHA CAMPO DE LA INVENCIÓN En general, la presente invención hace referencia a un método de comunicación digital de acceso múltiple en redes de acceso por radio de banda ultra-ancha (en adelante referido como U B, por sus siglas en inglés) . Más específicamente, la presente hace referencia a una técnica de acceso múltiple en donde es posible usar con mayor eficacia los canales de comunicación UWB y evitar colisiones entre nodos de usuarios de acceso múltiple en circunstancias bajo las cuales los canales experimentan un gran desvanecimiento de varias rutas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los esquemas de acceso múltiple en un sistema de comunicaciones UWB tradicional comprenden: acceso múltiple por división de tiempo (en adelante referido como TDMA, por sus siglas en inglés) para que un nodo de gestión asigne intervalos de tiempo o recursos de tiempo a las llamadas; acceso múltiple por detección de portadora con evasión de colisiones (en adelante referido como CSMA/CA, por sus siglas en inglés), para intentar generar un acceso después de descubrir que un canal compartido está disponible; acceso múltiple por salto de tiempo (en adelante referido como THMA, por sus siglas en inglés) ; acceso múltiple por división de código (en adelante referido como CDMA, por sus siglas en inglés), etc. Sin embargo, dado que estas técnicas ya se han utilizado ampliamente antes de que se desarrollara una técnica de comunicación UWB, se deben modificar o mejorar de manera apropiada conforme a la técnica reciente de capas físicas. El TDMA es una tecnología que permite accesos múltiples, en donde un nodo de gestión le pregunta a cada nodo si debe transmitir los datos y asigna un intervalo de tiempo ortogonal específico a un nodo que solicita la transmisión de los datos. Si bien el TDMA es útil para administrar con eficacia la calidad del servicio de cada nodo, es una tecnología difícil y altamente compleja para que un nodo de gestión administre todos los nodos a cada segundo para la operación de la red. Desafortunadamente, la complejidad de este sistema aumenta considerablemente a medida que aumenta el número de nodos. El CSMA/CS es una tecnología de control de la red que permite compartir un canal en donde se usa un esquema de portadora para descubrir si otro nodo está usando el canal antes de intentar la transmisión de datos. Cuando no se recibe una respuesta o cuando más de un nodo está usando el canal compartido al mismo tiempo, se anuncia una colisión y se intenta una nueva comunicación después de un tiempo específico. Si bien el CSMA/CS puede ser de una modalidad muy sencilla, tiene dificultades para detectar si se está usando el canal compartido, en especial cuando la potencia de la señal UWB es muy débil y los efectos del desvanecimiento de varias rutas son muy grandes. Cuando se reduce la confiabilidad de la posibilidad de detectar el uso de un canal, se deteriora de manera importante el funcionamiento del CSMA/CA. Para conseguir una mayor confiabilidad, es necesario realizar la detección durante un tiempo prolongado, pero esto representa una disminución en cuanto a la eficacia. Asimismo, en el caso del CSMA/CA, cuando el número de nodos es mayor que un nivel determinado, se disminuye considerablemente la probabilidad de éxito del acceso múltiple. Entre los esquemas de acceso múltiple que se han desarrollado recientemente, se encuentran el THMA y el CDMA. Estos esquemas son resistentes a la interferencia porque calculan la interferencia media entre varios usuarios y sus señales UWB tienen excelentes propiedades de dominio de frecuencia. No obstante, cuando varía la distancia entre el nodo de gestión y cada nodo, generan efectos relacionados con dichas distancias y el nivel de interferencia aumenta cuando el número de nodos se vuelve mayor que un nivel determinado, de manera que es posible que no todos los nodos puedan comunicarse unos con otros. Este problema ocurre porque las señales de los diversos nodos que tienen acceso al nodo de gestión no son ortogonales entre sí. En el caso de los esquemas de acceso múltiple tradicionales, resultaba imposible usar códigos ortogonales porque las señales de los nodos no estaban sincronizadas con el tiempo de recepción del nodo de gestión . La Figura 1 muestra una operación de un envío de datos a un satélite de comunicaciones (este tipo de envío es referido en adelante como "enlace ascendente") asincrónico en un sistema tradicional. Cuando las distancias entre un nodo de gestión (305) y los demás nodos varían, también varían los tiempos de transferencia (310, 315 y 320) de los nodos al nodo de gestión. Además, aunque los nodos transmitan datos al mismo tiempo, el nodo de gestión recibe los datos en tiempos diferentes. Bajo estas circunstancias, intentar una comunicación con el uso de recursos de tiempo ortogonales solamente provoca interferencia en otro nodo ubicado dentro del área de la comunicación. Por lo tanto, en lugar de usar recursos de tiempo ortogonales, es posible utilizar un código de pseudo ruido (en adelante referido como "código PN", por sus siglas en inglés), que es un recurso de correlación baja (DS-CDMA o THMA), o revisar y usar un canal compartido (CSMA-CA) , o usar un canal aleatorio (ALOHA) . Sin embargo, aún existe interferencia en la comunicación incluso si se utiliza un código PN, a pesar de su baja correlación. Tal interferencia puede ocasionar un problema muy grave en un sistema gue no cuente con un control de potencia. En el caso del CSMA, en donde un nodo verifica la ausencia de tráfico antes de transmitir por un canal compartido, no puede haber comunicación a menos que el canal compartido esté completamente libre o que no haya más tráfico. Esto corresponde a un caso en donde el desvanecimiento de varias rutas es malo o un caso en donde existe un problema de "nodo oculto/nodo expuesto". Finalmente, el uso de un canal aleatorio, como en el ALOHA, no es muy eficaz dado que la probabilidad de que la comunicación tenga éxito se ve notablemente disminuida a medida que aumenta el número de nodos . Mientras tanto, la estructura de tramas que se usa en el esquema de acceso de los sistemas de comunicación UWB tradicionales es una súper trama que comprende un periodo activo y un periodo inactivo. El periodo activo, en donde los nodos se activan para la comunicación, consiste de un periodo de baliza, un periodo de acceso por contención y un periodo libre de contención. Por otra parte, durante el periodo inactivo, todos los nodos de una red, incluso el administrador de la red, quedan inactivos.

En el periodo libre de contención, se usa tecnología que se basa en el TDMA para que el nodo de gestión opere la red, así que a éste le resulta difícil y muy complejo gestionar todos los niveles a cada segundo. Sin embargo, en el periodo de acceso por contención, se usa tecnología basada en un CSMA/CA, así que resulta difícil detectar el tráfico en un canal compartido cuando la potencia de una señal UWB es muy baja y los efectos del desvanecimiento de varias rutas son altos. Especialmente, a medida que el número de nodos aumenta, también lo hace la complejidad del esquema TDMA durante el periodo de acceso por contención y la probabilidad de éxito del acceso múltiple del esquema CSMA/CA durante el periodo de acceso por contención, disminuye notablemente. Por consiguiente, se deteriora el desempeño de todo el sistema de comunicación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Aspecto técnico Varias modalidades de la presente invención pretenden ofrecer un método de comunicación digital de acceso múltiple en redes de acceso por radio de banda ultra-ancha (en adelante referido como UWB, por sus siglas en inglés), mediante una estructura de tramas muy eficiente para los sistemas de comunicación UWB que se caracterizan por una tecnología eficaz de acceso por radio, bajo consumo de potencia y alta eficiencia. De conformidad con la presente invención, el método de comunicación digital de acceso múltiple es un esquema de acceso por radio que usa en gran medida el efecto de la multiplexación estadística en un enlace ascendente que no existe en sistemas tradicionales de comunicación UWB en los que el efecto de las rutas múltiples es alto. De conformidad con la presente invención, en un sistema de comunicación en donde un nodo de gestión específico administra nodos con actividad de canal baja, cada nodo intenta comunicarse mediante el uso de un patrón de salto de tiempo ortogonal que se asigna previamente en un momento determinado y el nodo de gestión distingue los nodos respectivos a través de sus patrones de salto. De esta manera, se lleva a cabo el efecto de la multiplexación estadística y se logra una operación simplificada, ya que no se requiere un sistema de señales de control complejo para administrar los canales de comunicación. La presente invención soluciona los problemas que existen en los sistemas de comunicación UWB mediante el uso de tecnologías de acceso tradicionales, tales como las dificultades para detectar canales disponibles debido a los efectos de las diversas rutas y al aumento en la complejidad de la operación del sistema cuando un nodo de gestión específico debe administrar nodos de varios usuarios. Más aún, el esquema de acceso de radio de la presente invención opera con una estructura de tramas sumamente eficaz y adaptable que consume poca potencia y es altamente efectiva y a través de la cual, se asignan periodos de ahorro de energía a los nodos de los usuarios, tomando en cuenta su consumo de potencia de batería. Se utiliza un modo mixto de un sistema de salto de tiempo ortogonal y un sistema de división de tiempo ortogonal para la comunicación durante un periodo actívo, el cual no es un periodo de ahorro de potencia. Es posible realizar conversiones a diferentes métodos de acceso múltiple. Al permitir que los nodos de usuario estén sincronizados con el tiempo de recepción del nodo de gestión y que intenten crear un acceso por salto de tiempo ortogonal, la presente invención aprovecha las propiedades de los recursos de tiempo ortogonal en un enlace ascendente y lleva a cabo la multiplexación estadística del tráfico con poca actividad o de la tasa variable de los datos de transmisión, a través del esquema de multiplexación por salto de tiempo ortogonal. Por lo tanto, se logra la mejora del sistema de comunicación UWB al hacer que el nodo de gestión acomode más nodos en su canal, con lo cual aumenta el uso de los recursos ortogonales limitados y así reduce la complejidad de la programación de una transmisión de un enlace ascendente, la capacidad de búfer que requiere un nodo, el tiempo de retraso en la transmisión de datos, etc . Las ventajas, objetos y características adicionales de la invención se detallarán, en parte, en la descripción que viene a continuación y en parte, resultarán evidentes para quienes tengan cierta experiencia en el campo técnico al revisar la descripción siguiente, o bien se aprenderán durante la práctica de la presente invención.

Solución Técnica De conformidad con una modalidad de la presente invención, un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB, comprende: mantener la sincronización del tiempo en los nodos de usuario respectivos con un nodo de gestión y saltar intervalos de tiempo disponibles para la comunicación, según los patrones de salto de tiempo que asigna el nodo de gestión. La sincronización incluye los siguientes pasos: calcular la diferencia de tiempo entre la generación de una señal de sincronización de tiempo en el nodo de gestión y la llegada de la señal de sincronización al nodo de usuario, así como ajustar el tiempo de transmisión de los datos al nodo de gestión según la diferencia de tiempo. De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB comprende: la suma de la energía de las señales recibidas en intervalos de tiempo que se asignan a los nodos de usuario respectivos a través de patrones de salto de tiempo ortogonal ; la comparación de la suma de la energía con un valor umbral predeterminado y, cuando la suma de la energía es mayor que el valor umbral mencionado, asumir que el nodo de usuario ha transmitido los datos. De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB comprende: la clasificación de los nodos de usuario en al menos dos grupos y el establecimiento de periodos activos por grupos, de manera que no se empalmen unos con otros. De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB comprende: la recepción de símbolos de datos desde los nodos respectivos, en donde los símbolos de datos se transmiten de conformidad con los patrones de salto de tiempo ortogonal respectivos; la verificación de si hay o no una colisión entre los patrones de salto de tiempo ortogonal y la decodificación de los símbolos de datos, dependiendo de si los símbolos de datos de los nodos involucrados en la colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonal son los mismos. De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, una estructura de tramas para un sistema de comunicaciones UWB puede distribuir a los usuarios según diversas solicitudes de servicio en una red y así, garantizar una buena calidad en el servicio a los usuarios respectivos, al igual que reducir el consumo de energía de los nodos de usuario. La presente invención introduce un método de comunicación adaptable mediante el cual, se asignan periodos de ahorro de energía a los nodos de usuario tomando en cuenta su consumo de energía de batería; se utiliza un modo mixto de sistema de salto de tiempo ortogonal y sistema de división de tiempo ortogonal para la comunicación durante un periodo activo que no es un periodo de ahorro de energía y es posible la conversión a diferentes métodos de acceso múltiple. La presente invención también sugiere dos métodos de comunicación adicionales, en donde se clasifican los nodos de usuario en al menos un grupo y se combinan el método de salto de tiempo ortogonal y el método de división de tiempo ortogonal y se utilizan en los grupos respectivos y en donde se utiliza el método de salto de tiempo ortogonal en los grupos respectivos, mientras que el método de división de tiempo ortogonal se utiliza en todo el grupo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS O FIGURAS La Figura 1 es un diagrama que ilustra un enlace ascendente no sincronizado en un sistema tradicional. La Figura 2 muestra la estructura de una red basada en un nodo de gestión según una modalidad de la presente invención. La Figura 3 es un diagrama que ilustra un proceso de sincronización de un enlace ascendente de un nodo a un nodo de gestión de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 4 muestra una estructura del transmisor de un nodo en un enlace ascendente del nodo a un nodo de gestión de conformidad con una modalidad de la presente invención . La Figura 5 muestra una estructura del receptor de un nodo de gestión en un enlace ascendente de un nodo al nodo de gestión de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 6 muestra la configuración de un sistema para asignar y operar patrones de salto de los nodos respectivos. La Figura 7 es un diagrama que ilustra un método para controlar las colisiones de los patrones de salto en los nodos respectivos con modulación de posición de pulsos digitales (en adelante referido como BPPM por sus siglas en inglés), en caso de que todos los símbolos que colisionaron sean iguales . La Figura 8 es un diagrama que ilustra un método para controlar la colisión de patrones de salto en los nodos respectivos con BPPM en caso de que los símbolos que colisionaron no sean iguales. La Figura 9 es un diagrama que ilustra un método para controlar colisiones en caso de que los nodos respectivos usen un método de modulación por desplazamiento de fase binaria (en adelante referido como BPSK por sus siglas en inglés) . La Figura 10 es un diagrama conceptual que muestra la clasificación de los servicios del nodo cuando se establece la comunicación de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 11 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde la asignación de los recursos del tiempo es flexible, sin distinción entre periodos de enlace ascendente o enlace de envío de datos de un satélite a una terminal terrestre (este tipo de envío es referido en adelante como "enlace descendente" ) . La Figura 12 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde los periodos de tiempo se asignan mediante la distinción entre los periodos de enlace ascendente y enlace descendente . La Figura 13 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde todos los datos del enlace ascendente y descendente se envían a los usuarios respectivos en un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal. La Figura 14 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto para grupos de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde los nodos de usuario se clasifican en al menos un grupo y la asignación de los recursos de tiempo a los grupos respectivos es flexible, sin distinción entre los periodos de enlace ascendente y descendente. La Figura 15 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto para grupos de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde los nodos de usuario se clasifican en al menos un grupo y los recursos de tiempo se asignan a los grupos respectivos haciendo la distinción entre los periodos de enlace ascendente y descendente. La Figura 16 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto para grupos de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde se envían todos los datos del enlace ascendente y descendente a los usuarios respectivos durante un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal. La Figura 17 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto para grupos de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde la asignación de recursos de tiempo es flexible, sin distinción entre los periodos de enlace ascendente o descendente, siempre y cuando se aplique el método de salto de tiempo ortogonal en los grupos respectivos, mientras que el método de división de tiempo ortogonal se aplica a todo el grupo. La Figura 18 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto para grupos de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde se asignan los recursos de tiempo haciendo la distinción entre los periodos de enlace ascendente y descendente, siempre y cuando se aplique el método de salto de tiempo ortogonal en los grupos respectivos y el método de división de tiempo ortogonal se aplique a todo el grupo. La Figura 19 muestra la estructura de una trama de un método de acceso múltiple de modo mixto para grupos de conformidad con una modalidad de la presente invención, en donde todos los datos del enlace ascendente y descendente se envían a los usuarios respectivos, siempre y cuando se aplique el método de salto de tiempo ortogonal en los grupos respectivos mientras el método de división de tiempo ortogonal se aplica en todo el grupo. La Figura 20 es un diagrama que ilustra un proceso para el establecimiento de la comunicación para varios nodos, a través de un modo de periodo por contención distribuida en caso de que dichos nodos soliciten, de manera simultánea, el establecimiento de comunicación hacia un nodo de gestión, de conformidad con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Modalidades preferidas Se explicará la presente invención con referencia a los dibujos que se adjuntan.

Configuración y funciones del Acceso Múltiple por Salto de Tiempo Ortogonal A este acceso se le denominará en adelante OTHMA, por sus siglas en inglés. El OTHMA es un esquema de acceso múltiple que se utiliza en las circunstancias de un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB, en donde cada nodo ajusta el tiempo de la transmisión de su señal para que un nodo de gestión pueda recibir señales de los nodos respectivos al mismo tiempo y éstos saltan intervalos de tiempo para la comunicación según los patrones de salto de tiempo ortogonal que asigna el nodo de gestión. Esto es, el OTHMA es un método de acceso múltiple capaz de procesar las señales de los nodos respectivos que el nodo de gestión recibe de manera simultánea, y de manejar posibles colisiones entre señales. La figura 2 muestra la estructura de una red que se basa en un nodo de gestión en la cual se aplica la presente invención. Los nodos respectivos (105, 110 y 115) intercambian datos con un nodo de gestión (120) . Dado que la distancia entre cada nodo y el nodo de gestión varía, el nodo de gestión recibe los datos en diferentes momentos a pesar de que los nodos los envíen al mismo tiempo. Para poder implementar el OTHMA de la presente invención, el nodo de gestión debe recibir datos de todos los nodos al mismo tiempo. Para ello, los nodos respectivos calculan la diferencia de tiempo entre la generación de una señal periódica (sincronización) por parte del nodo de gestión y la recepción de la señal de sincronización y ajustan el tiempo de transmisión para hacer que sus señales lleguen al mismo tiempo al nodo de gestión con base en el tiempo de referencia de éste. A través de este proceso, se envían las señales de los nodos respectivos al nodo de gestión al mismo tiempo. La Figura 3 ilustra el proceso de sincronización. Tal y como se muestra en la Figura 3, el nodo (a205) recibe una señal del nodo de gestión después de un intervalo de tiempo (A 210), y los nodos (b215) y (z220) reciben una señal del nodo de gestión después de un intervalo de tiempo (B 225) y (C 230), respectivamente. Los nodos respectivos almacenan el tiempo y transmiten los datos (235, 240 y 245) a un enlace ascendente antes del tiempo de referencia en estos niveles de tiempo. De esta manera, tal como se ilustra en la Figura 3, el nodo de gestión recibe las señales de todos los nodos al mismo tiempo. Tal enlace ascendente es referido como enlace ascendente sincronizado. La Figura 4 muestra la estructura de un transmisor de nodos que se usa en la presente invención. Cada uno de los transmisores (405,410 y 415) incluye un generador de código (425), un saltador de tiempo (430), una capa de control de acceso a medios (en adelante referida como capa MAC, por sus siglas en inglés) (435), un codificador de datos (440) y un modulador de datos (445) . Como se describe con referencia a la Figura 3, cada nodo sincroniza el tiempo de transmisión de un símbolo de datos que se enviará al nodo de gestión. Después de la sincronización, cuando hay datos que enviar, la capa MAC (435) genera una trama de transmisión, revisa un patrón asignado de salto de tiempo ortogonal y, si es necesario, codifica los símbolos de datos que se enviarán. Más aún, la capa MAC (435) transmite información sobre un ciclo de patrones de salto de tiempo ortogonal que se va a utilizar y sobre su generación al generador de código (425) . Entonces, el generador de código (425) genera patrones de salto de tiempo ortogonal para los nodos respectivos mediante el uso de información que proporcionó la capa MAC (435) y una señal sincronizada de código de salto de tiempo (420) . El codificador de datos (440) codifica los datos del nodo que se generaron en la capa MAC y el modulador de datos (445) los modula a través de la BPPM, BPSK, etc. El saltador de tiempo (430) asigna los símbolos de los datos modulados a los intervalos de tiempo correspondientes con base en los patrones de salto de tiempo ortogonal que produjo el generador de código (425). Los símbolos de datos que se asignan a intervalos de tiempo específicos se transmiten a través de canales de radio (450, 455 y 460) entre los nodos respectivos y el nodo de gestión. La Figura 5 muestra la estructura de un receptor del nodo de gestión que se utiliza en la presente invención. Tal y como se describe anteriormente, los nodos ajustan el tiempo de la transmisión de sus datos para ayudar a que el nodo de gestión reciba los datos de manera simultánea. En otras palabras, el nodo de gestión recibe al mismo tiempo los datos de los nodos (505, 510 y 515) . El nodo de gestión recibe las señales de los respectivos nodos y las multiplexa en intervalos ortogonales de tiempo. Una capa MAC (545) envía a un generador de código (520) la información acerca de los patrones de salto de tiempo ortogonal de los nodos respectivos. El generador de código (520) produce patrones de salto de tiempo ortogonal para los nodos respectivos usando la información que proporcionó la capa MAC (545). Un dispositivo para el retrosalto de tiempo (525) recibe los datos en los intervalos de tiempo correspondientes a los patrones de salto de tiempo ortogonal que produce el generador de código (520) . De esta manera, el demodulador de datos (530) remodula las señales que recibe. La capa MAC (545) puede descubrir los nodos que causan una colisión y los intervalos de tiempo en donde la provocan. El nodo de gestión tiene patrones de salto de tiempo ortogonal de los nodos respectivos. Por tanto, al saber si cada nodo envía información, el nodo de gestión puede descubrir cuáles son los nodos que causan una colisión y en qué tiempo ortogonal. Hay dos maneras en que el nodo de gestión puede descubrir si los nodos respectivos enviaron datos. Un método es que, primero, los nodos respectivos informen al nodo de gestión acerca de su transmisión de datos mediante el envío una señal de control antes de enviarlos. De conformidad con otro método, cuando los nodos respectivos transmiten datos sin enviar una señal de control específica, el nodo de gestión suma la energía de las señales que recibe en los intervalos de tiempo asignados a los nodos, a través de sus patrones ortogonales; en seguida, compara la suma de la energía con un valor umbral predeterminado para decidir si un nodo ha transmitido datos. Más adelante y en relación con la estructura de la trama, se hará una explicación más detallada del método para descubrir si un nodo ha transmitido datos. Un regulador de colisión (535) recibe de la capa MAC (545) información acerca de un intervalo de tiempo donde ocurrió una colisión y, con base en dicha información, ejecuta un control de colisión sobre una señal que se recibe después de la colisión. Después de que la señal pasa por el regulador de colisión (535) , un decodificador de datos (540) la decodifica. La Figura 6 ilustra la manera en que un nodo salta un intervalo de tiempo ortogonal. Para transmitir datos, un nodo salta m intervalos ortogonales de tiempo (610 - 640) separados en una base de tiempo durante un tiempo de símbolo (605) . Tal y como se muestra en el dibujo, un nodo (#a 645), transmite datos usando un intervalo ortogonal de tiempo (#3) en el eneavo símbolo (navo) y un intervalo ortogonal de tiempo (#5) en el símbolo (n+l)avo. Asimismo, otros nodos transmiten datos saltando intervalos ortogonales de tiempo a cada símbolo. En este momento, dado que los patrones de salto de los nodos son aleatorios e independientes, pueden ocurrir colisiones con otros nodos. Por ejemplo, en la Figura 6, los nodos (#b) y (#z) usan el mismo intervalo ortogonal (#2) en el periodo de símbolo (navo) . Ésta es una colisión entre dos nodos (660) . Es necesario controlar adecuadamente este tipo de colisiones entre patrones de salto de tiempo ortogonal en un extremo receptor. No se trata de un intervalo ortogonal de tiempo establecido y específico, sino de un intervalo ortogonal de tiempo asignado con base en el patrón ortogonal de salto de tiempo, lo que cada nodo usa para la comunicación. El nodo de gestión decodifica los datos de los nodos respectivos a través de sus patrones de salto asignados . La probabilidad de que haya una colisión de patrones de salto de tiempo ortogonal entre nodos se expresa de la siguiente manera: [Ecuación 1] En este caso, Not indica el número total de intervalos ortogonales de tiempo, K indica el número de nodos con los patrones de salto de tiempo ortogonal asignados para abrir las sesiones de comunicación y v indica la media de las actividades del canal de los respectivos nodos. La ecuación 1 se obtiene con base en la presunción de que cada nodo utiliza un tiempo ortogonal entre el tiempo ortogonal total para intentar la comunicación. Como se sabe, gracias a la ecuación, es probable que la colisión aumente a medida que aumente el número de nodos y la actividad del canal de los respectivos nodos. La Figura 6 muestra que todos los nodos respectivos están activos. Sin embargo, incluso si se asigna el mismo tiempo ortogonal a los nodos respectivos en el mismo periodo de símbolo, cuando los nodos no están activos, no interfieren uno con el otro. La Figura 6 muestra que todos los nodos respectivos están activos. Sin embargo, incluso si el mismo tiempo ortogonal está asignado a los nodos respectivos en el mismo periodo de símbolo, cuando los nodos no están activos, sí interfieren uno con el otro. Tomando en cuenta la propiedad de tráfico de datos de una baja actividad de canal, la probabilidad de colisión no es muy alta. Cuando este método de acceso por salto de tiempo ortogonal se usa para la comunicación, los nodos respectivos pueden intentar establecer una comunicación cada vez que tienen datos sin señales de control específicas y el nodo de gestión puede decodificar señales de los nodos únicamente con el uso de sus patrones de salto de tiempo ortogonal. En este momento, puede agregarse información de control de un bit, la cual revela si un nodo transmitió datos, para reducir la complejidad de la recepción de datos en el nodo de gestión. Cuando los patrones de salto de tiempo ortogonal colisionan, el nodo de gestión puede deducir que no ha recibido la señal transmitida en el intervalo de tiempo donde ocurrió dicha colisión. Sin embargo, también puede revisar si los símbolos de datos que colisionaron son los mismos y de ser así, usar el símbolo de datos para obtener la información. Cuando se decide que los nodos que causan las colisiones de patrones de salto de tiempo ortogonal tienen los mismos símbolos, se aplica el símbolo de datos recibido en el decodificador para decodificar el símbolo de cada nodo. La razón de esto es que, incluso si hubo una colisión entre patrones de salto, tiene un efecto positivo en la decodificación. Sin embargo, cuando más de uno de los símbolos de datos de los nodos que colisionaron no son los mismos, los símbolos de datos recibidos no se aplican directamente en el decodificador, sino que se aplica su valor neutralizado para decodificar los símbolos de los nodos respectivos. Para que no exista un efecto positivo ni negativo en ningún nodo, se anuncia una señal neutral de manera compulsiva en periodos de símbolos de todos los nodos que causan colisiones, para que cualquier señal recibida en el intervalo de tiempo donde hubo una colisión no se registre como recibida. Los métodos de control de las colisiones para la decodificación pueden ser diferentes según los métodos de modulación, especialmente cuando los patrones de salto de tiempo ortogonal de los nodos respectivos colisionan. La Figura 7 muestra un método para controlar las colisiones de los patrones de salto en los nodos respectivos con el uso de la modulación BPPM en caso de que todos los datos de los símbolos colisionados sean los mismos . En la Figura 7, los nodos a, b y c (705, 710 y 715) transmiten símbolos de datos con el uso del mismo intervalo de tiempo. Dado que el nodo de gestión conoce los patrones de salto de los respectivos nodos y cuáles han transmitido símbolos de datos, sabe qué nodos ocupan un intervalo de tiempo ortogonal específico. En la Figura 7, por ejemplo, los nodos respectivos a, b y c transmiten datos en la misma posición de pulso, esto es, la posición de pulso que corresponde a -1. En este caso, los demoduladores (720, 725 y 730) del nodo de gestión miden la energía del pulso en las posiciones de pulso respectivas dentro del intervalo de tiempo en donde ocurrió una colisión. En otras palabras, los demoduladores miden la energía del pulso en la posición de pulso de la izquierda, que corresponde a -1 y la energía del pulso en la posición de pulso de la derecha, que corresponde a +1. Supongamos que el valor de una gran energía de pulso es A y el de una pequeña es B. Dado que A/B es mayor que un valor umbral predeterminado, el nodo de gestión juzga que los símbolos de datos existen sólo en una posición (735, 740 y 745) y asume que la información de los nodos que ocupan un tiempo ortogonal específico es la misma. En este caso, el valor umbral predeterminado varía según el número de nodos que provocan las colisiones y la distancia entre un nodo y el nodo de gestión. En la Figura 7, la energía del pulso del lado izquierdo es muy alta, mientras que la del lado derecho es tan pequeña como el nivel del ruido, así que el nodo de gestión asume que todos los símbolos de datos tienen -1, a pesar de las colisiones de los patrones de salto de tiempo ortogonal. Dado que este es el caso de todos los nodos que provocan la colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonal, los símbolos de datos recibidos se ingresan al decodificador para decodificar los símbolos de los nodos respectivos. A saber, el valor "-1" se aplica al decodificador (750, 755 y 760) . La Figura 8 ilustra un método para controlar las colisiones de los patrones de salto en los nodos respectivos con la modulación BPPM en caso de que los datos de los símbolos colisionados no sean los mismos. En la Figura 8, los nodos a, b y c (805, 810 y 815), transmiten símbolos de datos usando el mismo intervalo de tiempo. Dado que el nodo de gestión conoce los patrones de salto de los nodos respectivos y cuáles son los nodos que han transmitido símbolos de datos, se da cuenta de qué nodos ocupan un intervalo de tiempo ortogonal específico. En la Figura 8, por ejemplo, el nodo a (805) transmite -1, el nodo b (810), +1 y el nodo c (815), -1, respectivamente. En este caso, los demoduladores (820, 825 y 830) del nodo de gestión miden la energía de los pulsos en las posiciones de pulso respectivas dentro del intervalo de tiempo en donde ocurre la colisión. En otras palabras, los demoduladores miden la energía del pulso en la posición de pulso de la izquierda que corresponde a -1 y la energía del pulso en la posición de pulso de la derecha, que corresponde a +1. Imaginemos que el valor de una energía de pulso alta es A y el de una baja es B. Dado que A/B es menor que un valor umbral predeterminado, el nodo de gestión juzga que los símbolos de datos existen en dos posiciones (835, 840 y 845) y supone que la información de cada uno de los nodos que usan un tiempo ortogonal específico es diferente. La Figura 8 muestra que el nodo de gestión recibe una señal mixta de dos pulsos del lado izquierdo y uno del lado derecho. Esto significa que el valor de la energía del pulso del lado derecho no es insignificante comparado con el del lado izquierdo. Dado que este es el caso en donde los símbolos de los nodos que provocan colisiones de los patrones de salto de tiempo ortogonal son diferentes entre sí, en el decodificador se aplica una señal con un valor neutro, ni +1 ni -1, para decodificar los símbolos de datos de los nodos respectivos (850, 855 y 860) . Aunque las Figuras 7 y 8 ilustran métodos para controlar la colisión de símbolos de datos mediante el uso de proporciones de energía de los pulsos en las posiciones de pulso respectivas, es posible controlar los símbolos de datos que colisionaron mediante el uso de los valores absolutos de la energía de los pulsos en la posición de pulso respectiva. En caso de que el valor absoluto de una energía de pulso en una posición de pulso es mayor que un valor umbral predeterminado, mientras que el valor absoluto de una energía de pulso en otra posición de pulso es menor que el mismo valor umbral predeterminado, el nodo de gestión concluye que los símbolos de todos los nodos que provocan colisiones de patrones de salto de tiempo ortogonal son los mismos. De esta manera, los símbolos de datos recibidos se aplican en el decodificador para decodificar los símbolos de datos de los nodos respectivos. Por otra parte, en caso de que los valores absolutos de las energía de los pulsos en las posiciones de pulso respectivas sean mayores que el valor umbral predeterminado, el nodo de gestión juzga que los símbolos de los nodos que provocan colisiones de patrones de salto de tiempo ortogonal son distintos entre sí. De esta manera, en el decodificador se aplica un valor neutral, ni +1 ni -1, para decodificar los símbolos de datos de los nodos respectivos. La Figura 9 ilustra un método para controlar colisiones en caso de que los nodos respectivos usen un método de modulación BPSK. Cuando se usa el método de modulación BPSK y más de dos nodos transmiten símbolos de datos usando el mismo intervalo de tiempo ortogonal, si resulta que los nodos han transmitido los mismos datos, la energía de la señal recibida aumenta conforme el número de nodos que causan colisiones lo hace. Por ejemplo, imaginemos que tres nodos transmitieron +1 desde la misma distancia. En este caso, la energía de las señales recibidas sería tres veces la energía de la señal recibida en ausencia de cualquier colisión entre nodos. Por lo tanto, el nodo de gestión establece un valor umbral específico usando el número de nodos que colisionaron y la información sobre la distancia a la que se encuentran los nodos respectivos y cuando recibe una señal que tiene una energía mayor que el valor umbral, asume que todos los nodos enviaron los mismos datos y entonces ingresa la señal que recibió al decodificador sin ningún tipo de control. Mientras tanto, cuando la energía de la señal recibida es menor que el valor umbral, el nodo de gestión asume que existe un nodo entre los nodos que colisionaron, el cual tiene un símbolo de datos distinto al de los demás, así que ingresa un valor neutral en el decodificador. La Figura 9 muestra un caso en donde un nodo a (905) transmite +1, un nodo b (910) transmite -1 y un nodo c (915) transmite +1, respectivamente. Dado que los demoduladores (920, 925 y 930) reciben la suma de la señal de la información que proviene de los nodos a, b y c, cuando se ignora la atenuación de las ondas de radio por las distancias, una señal que tiene un valor de alrededor de 2, se recibe en intervalos de tiempo que causaron las colisiones (935, 940 y 945) . Tomando en cuenta que el valor umbral es de 2.5, dado que la suma de las señales recibidas es menor que el valor umbral, en el decodificador se aplica un valor neutro, esto es, 0 (cero), para decodificar los símbolos de datos de los nodos respectivos (950,955 y 960) . En caso de que las distancias del nodo de gestión a los nodos respectivos sean diferentes y que no haya un control de potencia, las señales de estos nodos pueden ser de diferente intensidad. Por lo tanto, es necesario ser cuidadosos al momento de establecer un valor umbral para distinguir si los símbolos de datos de los nodos específicos son los mismos o no. Hasta este momento, se ha explicado que es posible utilizar el esquema de control de colisiones de la presente invención para los métodos de modulación BPSK y BPPM, cuyo uso es extenso en los sistemas de comunicación UWB. Sin embargo, también es posible aplicar el esquema de control de colisiones de la presente invención a otros métodos de modulación, tales como modulación de ampliación en cuadratura (en adelante referido como QAM por sus siglas en inglés) , transmisión por desplazamiento de frecuencia (en adelante referida como FSK por sus siglas en inglés) , etc .

Clasificación de los servicios para los nodos La Figura 10 muestra la clasificación de los servicios para nodos cuando se establece la comunicación de conformidad con una modalidad de la presente invención.

Primero, en caso de que un nodo en un sistema inicie un servicio móvil de comunicación de datos, se establece e inicia la comunicación (1000) . Cuando se establece una llamada o una sesión por primera vez, un nodo de gestión clasifica los servicios que piden lo nodos de usuarios respecto de las tasas de transmisión de datos (1005 y 1010) y asigna uno de los métodos de gestión de recursos (1015 y 1020) dependiendo de los servicios clasificados. El nodo de gestión informa a los nodos de forma detallada acerca de sus métodos asignados de gestión de recursos de tiempo a través de un periodo de baliza y transmite la información, por ejemplo, los patrones de salto de tiempo ortogonal necesarios para la comunicación. Se debe prestar atención al hecho de que es posible modificar las tasas de transmisión solicitadas, incluso durante la comunicación y los métodos de gestión de recursos de tiempo pueden cambiar proporcionalmente (1025) . Asimismo, se pueden tomar en cuenta los valores SINR por las distancias entre los nodos de usuario y el nodo de gestión para la clasificación de los servicios de los nodos de usuario. Una vez que se establece e inicia la comunicación (1030), el nodo de gestión clasifica los servicios que solicitaron los nodos de usuario respecto de los valores SINR por las distancias entre el nodo de gestión y los nodos de usuario (1035 y 1040) . Dependiendo de los servicios clasificados, se asigna un método para gestionar los recursos de tiempo (1045 y 1050) y así se logra la comunicación. Es posible modificar los métodos para la gestión de recursos de tiempo de manera proporcional a la modificación en los valores SINR, la cual se origina debido a los cambios de las distancias entre el nodo de gestión y los de usuario (1055) . La modificación en los métodos para la gestión de recursos de tiempo se logra por trama o por "n" tramas (n>l) .

Sugerencia para la estructura por tramas La estructura por tramas que se sugiere en la presente invención es un acceso múltiple de un modo mixto de los métodos OTHMA y OTDMA. El uso de técnicas tales como oscilar para lograr una sincronización e intentar un acceso a través de saltos de tiempo ortogonal, el método OTHMA aprovecha las propiedades de los recursos de tiempo ortogonal para obtener propiedades de multiplexación estadística. Por otra parte, en el método OTDMA un nodo de gestión programa los tiempos de comunicación de los nodos de usuario mediante el uso de un periodo de baliza y asigna un tiempo específico a los nodos de usuario respectivos. La Figura 11 muestra la estructura de una trama (1100) que se utiliza en el método de acceso múltiple por modo mixto que se sugiere en la presente invención.

Después de clasificar los servicios de los nodos de usuario respectivos en servicios de alta velocidad y servicios de velocidad media/baja, tal y como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1100) de la Figura 11. La trama (1100) está dividida, en su mayor parte, en un periodo activo (1105) y un periodo de ahorro de energía (1110) . El periodo activo (1105) está subdividido en un periodo de señal (1115), un periodo de acceso por contención (1120), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1125) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1130) . Particularmente, en la presente invención, se asigna el periodo de ahorro de energía (1110) para reducir el consumo de energía de la batería por parte de los nodos de usuario. Si un usuario desea usar un servicio de internet móvil y un servicio de voz, se podría eliminar o reducir el periodo de ahorro de energía (1110) para estos servicios. En el periodo de acceso por contención (1120), los nodos de usuario respectivos se unen en la comunicación y se ejecutan el establecimiento e inicio de la comunicación, al igual que la oscilación. Entre los ejemplos de los protocolos que se usan en el periodo de acceso por contención se incluyen: el esquema CSMA/CA, que se basa en un acceso múltiple por contención y el esquema ALOHA por intervalos, o esquema de acceso múltiple que causa contención a través de patrones o intervalos de tiempo predeterminados. En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja, saltan los recursos de tiempo en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1125), de acuerdo con los patrones de salto de tiempo que se otorgaron mediante el uso de una parte del periodo de baliza (1115) e intentan comunicarse. En este momento, la asignación de los recurso de tiempo es flexible, sin distinción entre los periodos ascendentes y descendentes. Mientras tanto, se programan los datos de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1130) y después se localizan. Es posible convertir el método de acceso múltiple de los nodos de usuario entre el salto de tiempo ortogonal (1125) y la división de tiempo ortogonal con base en la programación previa (1130). En la Figura 11, la línea punteada (1135) hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentar la comunicación a través de la división de tiempo ortogonal basada en la programación previa. Una característica de la estructura por tramas es que los límites entre el periodo de baliza (1115), el periodo de acceso por contención (1120), el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1125) y el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1130), son variables para cada trama. Esto puede cambiar de conformidad con la proporción de los nodos de usuario de alta velocidad y los de baja velocidad, descritos anteriormente. Por ejemplo, cuando el número de usuarios de servicios de velocidad media/baja aumenta, también aumenta el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1125) y se reduce la cantidad de información en el periodo de baliza (1115) . Esto se debe a que el nodo de gestión no necesita proporcionar, a los nodos de usuario con servicios de velocidad media/baja, información acerca de los recursos de tiempo disponibles para los nodos de usuario respectivos, la cual sea importante para la programación. Cuando se reduce la cantidad de información en el periodo de baliza (1115), mejora la eficacia de una trama. La Figura 12 muestra la estructura de una trama (1200) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto en la presente invención. Después de que se clasifican los servicios de los nodos de usuario respectivos en servicios de alta velocidad y de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1200) de la Figura 12. La trama (1200) se encuentra dividida, en su mayor parte, en un periodo activo (1205) y un periodo de ahorro de energía (1210) . El periodo activo (1205) está subdividido en un periodo de baliza (1215), un periodo de acceso por contención (1220), un periodo descendente de acceso por salto de tiempo ortogonal (1225), un periodo ascendente de acceso por salto de tiempo ortogonal (1230), un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace descendente (1235) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1240) . En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los nodos de usuario que solicitan servicios de categoría media/baja transmiten sus datos con el uso de los recursos de tiempo que asignó una parte del periodo de baliza (1215) en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente/descendente (1230/1225). Mientras tanto, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad se programan en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace descendente (1235) y del enlace ascendente (1240), respectivamente y se localizan posteriormente. En la Figura 12, una línea punteada hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto se puede adaptar según convenga.

La Figura 13 muestra la estructura de una trama (1300), para utilizarse en un método de acceso múltiple por modo mixto, que se sugiere en la presente invención.

Después de clasificar los servicios de los nodos de usuario respectivos en servicios de alta velocidad y servicios de velocidad media/baja, tal y como se muestra en la Figura , los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1300) de la Figura 13. La trama (1300) está dividida, en su mayor parte, en un periodo activo (1305) y un periodo de ahorro de energía (1310) . El periodo activo (1305) está subdividido en un periodo de baliza (1315), un periodo de acceso por contención (1320), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal de enlace descendente (1325), uno de enlace ascendente (1330) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1335). En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja saltan recursos de tiempo en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1330) y del enlace descendente (1325), según los patrones de salto de tiempo que se obtuvieron usando una parte del periodo de baliza (1315) y posteriormente, intentan la comunicación. Mientras tanto, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad intentan la comunicación en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1335) . En este momento, para que un nodo de usuario reduzca el consumo de energía de la batería, los datos del enlace descendente se envían juntos a los usuarios respectivos (1340, 1345 y 1350) . En la Figura 13, la línea punteada (1355) hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentar la comunicación a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto se puede adaptar según convenga.

Gestión del patrón de salto y mantenimiento De conformidad con la presente invención, un ciclo para asignar patrones de salto de tiempo que se utilizan en un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal en el método de acceso múltiple por modo mixto es de la siguiente manera: a) En caso de que el ciclo para asignar patrones de salto de tiempo coincida con una trama: los patrones de salto de tiempo que se usan en un acceso de salto de tiempo ortogonal por trama se pueden generar por trama, con el uso de un número de identificación (ID) asignado a cada trama y un identificador único para el nodo de usuario. Los patrones de salto de tiempo también se pueden asignar por trama a los usuarios mediante la gestión de los patrones de salto de tiempo en una tabla. b) En caso de que el ciclo para asignar patrones de salto de tiempo esté en una unidad de trama n (n>l) : el ciclo para asignar patrones de salto de tiempo para usarlos en un acceso por salto de tiempo ortogonal pude estar en una unidad de trama n (n>l), que es mayor que una trama. c) En caso de que el ciclo para asignar patrones de salto de tiempo cubra el establecimiento de nodos de usuario, inicio y terminación de la comunicación. Los patrones de salto de tiempo que se usan en un acceso de salto de tiempo ortogonal se asignan en el punto en donde un nodo de usuario se une para establecer e iniciar la comunicación con un nodo de gestión a través de un periodo de acceso por contención y los patrones de salto de tiempo asignados se liberan cuando termina (n) el (los) servicio (s) para el para el nodo de usuario. Dado que los patrones de salto de tiempo son independientes y se generan de manera aleatoria para los nodos de usuario respectivos, cuando se cargan datos de nodos de usuarios diferentes al mismo tiempo, puede ocurrir una colisión de patrones de salto de tiempo. Es posible controlar de manera adecuada estas colisiones dependiendo del método de modulación que se use. Es posible modificar el número de recursos de tiempo comunicables por salto en un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal, ya que la longitud del periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal varía según el número de nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja de entre el total de nodos de usuario. En este caso, mientras más corto sea el ciclo para asignar patrones de salto de tiempo, mayor será el cambio en el número de recursos de tiempo para los saltos. Aunque esto hace posible gestionar los recursos de tiempo de manera más eficaz, también lo hace más complejo. A medida que aumenta la continuación del tiempo de servicio durante la comunicación, un ciclo largo para asignar patrones de salto de tiempo resulta más eficaz. En caso de que la actividad durante el servicio de comunicación sea baja o que la tasa de transmisión de datos sea variable o que la continuidad del tiempo de servicio durante la comunicación no sea larga, resulta eficaz establecer un ciclo corto para asignar patrones de salto de tiempo.

Método para informar si existen o no (S/N) datos que se deben enviar usando un patrón de salto especifico (enlace ascendente) La presente invención incluye un método de comunicación en donde un nodo que tiene información que se debe enviar, aparte de patrones de salto específico, reporta al nodo de gestión información corta acerca de la presencia de datos que se deben enviar con el uso de un patrón de salto de tiempo específico. Las Figuras 7, 8 y 9 ilustran casos en donde el nodo de gestión puede o no distinguir la información de los nodos cuando ésta ocupaba el mismo tiempo ortogonal. Es importante que el nodo de gestión solicite información de control acerca de si todos los nodos intentaron comunicarse en un momento específico o si no existe una señal enviada originalmente desde los nodos. Por supuesto, la comunicación es posible sin esta información de control. Por tanto, en la presente invención, cuando un nodo tiene información que debe enviar, aparte de los patrones de salto específicos, el nodo envía datos al nodo de gestión y proporciona una breve información acerca de la presencia de datos que debe enviar con el uso de un patrón de salto de tiempo específico. Cuando es necesario formar dichos patrones de salto, cada nodo deberá tener un patrón de salto único y que no colisione. Esto es porque, cuando el patrón de salto cargado con la información de control colisiona y, por tanto, su transmisión es incierta, el sistema puede operar de manera inestable. Aunque se pueda generar una señal de control a través de este procedimiento, el método sigue siendo conveniente para el nodo de gestión en cuanto a que la complejidad para decodificar todos los patrones de salto de tiempo para cada momento de recepción se reduce de manera notoria.

Método para informar si hay o no (S/N) datos que se deben enviar usando la información de la ID en un periodo de baliza (enlace descendente) De conformidad con una estructura por tramas que se sugiere en la presente invención, en cuanto al enlace descendente en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal, el nodo de gestión puede informar a los nodos de usuario si existe o no información que se debe enviar con el uso de la ID del usuario en el periodo de baliza. En concreto, en la información de la señal se incluye la ID del usuario para el cual es necesario enviar la información. Asimismo, respecto de un enlace descendente en el método de acceso múltiple por división de tiempo ortogonal, el nodo de gestión puede informar a los nodos de usuario si existe información que se debe enviar mediante la ID del usuario en el periodo de baliza. Esto es, la ID del usuario para el cual es necesario enviar la información se incluye en la información de la señal. En este caso, en el nodo de gestión se asigna y anuncia la ID del usuario a un nodo de usuario una vez que éste se une en la comunicación con el nodo de gestión, buscando así establecer e iniciar la comunicación mediante el periodo de acceso por contención.

Método para informar si existe o no (S/N) datos que se deben enviar usando información en forma de mapa de b ts en el periodo de baliza (enlace descendente) De conformidad con una estructura por tramas que se sugiere en la presente invención, respecto de un enlace descendente en un método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal, el nodo de gestión puede informar a los nodos de usuario si existe o no información que se deba enviar usando información de 1 bit para cada usuario en el periodo de baliza. En concreto, un mapa de bits se construye utilizando información de 1 bit para un usuario y se incluye en la información de señal. Asimismo, en cuanto a un enlace descendente en el método de acceso múltiple por división de tiempo ortogonal, el nodo de gestión puede informar a los nodos de usuario si existe información que se debe enviar usando información de 1 bit para cada usuario en el periodo de baliza. Esto es, un mapa de bits se construye usando información de 1 bit para un usuario y se incluye en la información de la señal. La localización entre cada uno de los nodos de usuario y cada bit en la información en forma de mapa de bits de cada periodo de baliza, puede usar un método en el que el nodo de gestión informa a los nodos de usuario acerca de la posición de un bit asignado en el mapa de bits cuando el nodo de usuario se une en la comunicación con el nodo de gestión, buscando entablar e iniciar una comunicación a través del periodo de acceso por contención.

Método para informar si existen datos (S/N) que se deben enviar usando nivel de energia (enlace ascendente) De conformidad con este método, el nodo de gestión, o de manera más específica, el extremo de recepción de éste, sabe, sin que haya información de control, si ha habido o no información del nodo de usuario para los respectivos nodos de usuario o si ha habido o no un error cuando existía tal información. Esto lo hace al detectar la información que indica si un nodo de usuario específico transmitió datos a través de un nivel de energía de los datos transmitidos desde el nodo de usuario. Primero, un receptor del nodo de gestión realiza una desmodulación respecto de los nodos de usuario respectivos, ya que no sabe si éstos intentaron comunicarse mediante un salto de tiempo y transmitieron datos. Después de la demodulación, el nodo de gestión revisa los niveles de energía de los datos que se clasificaron y demodularon para los nodos de usuario respectivos. Cuando hay ciertos datos que no se transmitieron realmente, los datos no sobrepasarían un valor de referencia específico. A través de este proceso de revisión, el nodo de gestión podría no ejecutar un proceso complejo como decodificación, control de colisiones, etc. en los nodos de usuario que no han transmitido información realmente. Se asume que los nodos de usuario cuyos niveles de energía sobrepasan el valor de energía de referencia específico han transmitido información al nodo de gestión y, por tanto, se ha ejecutado la revisión y el control de colisiones en ellos. En este momento, es posible que se logre o no controlar la colisión, dependiendo de los métodos de modulación que se estén usando. Después de efectuar la decodificación para los nodos de usuario respectivos, el nodo de gestión descubre si existe un error en los datos recibidos a través de una comprobación de redundancia cíclica (en adelante referida como CRC, por sus siglas en inglés) . Incluso si la estructura que recibe los datos parece compleja, el método es conveniente, ya que no es necesario que los nodos de usuario envíen información de control en donde revelen la existencia de información.

Estructura de grupos por tramas I En caso de que el número de nodos de usuario en una red aumente y muchos de los nodos de usuario intenten comunicarse, los nodos de usuario se clasifican en más de un grupo y se utiliza un modo mixto de división de tiempo ortogonal y salto de tiempo ortogonal para los grupos respectivos, con lo cual se consigue una gestión eficiente con un método simple. La Figura 14 muestra la estructura de una trama (1400) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto para grupos, el cual se sugiere en la presente invención. Después de clasificar los servicios de los nodos de usuario respectivos en servicios de alta velocidad y servicios de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1400) de la Figura 14. La trama (1400) en cada grupo está dividida en un periodo activo (1405) y un periodo de ahorro de energía (1410) . El periodo activo (1405) en cada grupo está subdividido en un periodo de baliza (1415), un periodo de acceso por contención (1420), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1425) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1430) . Una característica de esta estructura por tramas es que los periodos activos de los respectivos grupos están diseñados para no empalmarse unos con otros. Esto se puede interpretar con el esquema TDMA, en donde a cada grupo se asigna un tiempo de acceso al nodo de gestión. Por lo tanto, los nodos no provocan ninguna colisión con otros nodos en grupos diferentes dentro de una red de radio, incluso si el mismo nodo de gestión administra los nodos. Cuando no existe tal grupo, los nodos que administra el mismo nodo de gestión pueden colisionar fácilmente uno con otro, ya que intentan transmitir, en un periodo activo de la misma trama, tramas de datos que se generaron en un periodo inactivo. En el periodo de acceso por contención (1420), los nodos de usuario respectivos en cada grupo se unen en la comunicación y se ejecutan el establecimiento de la comunicación, el inicio de la misma y la oscilación. En cuanto al establecimiento de comunicación en ausencia de la información de control, los datos de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja, saltan los recursos de tiempo por grupos en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal de conformidad con los patrones de salto de tiempo que proporciona una parte del periodo de baliza (1415) e intentan la comunicación. En este momento, los recursos de tiempo se asignan de manera flexible sin distinción entre periodos de enlace ascendente y descendente. Mientras tanto, los datos de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad se programan por grupos en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1430) y posteriormente se localizan. En la Figura 14, una línea punteada (1435) hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal basada en la programación, pero esto puede ajustarse según convenga. La Figura 15 muestra la estructura de una trama (1500) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto por grupos que se sugiere en la presente invención.

Después de que los servicios de los nodos de usuario respectivos se clasifican en servicios de alta velocidad y de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1500) de la Figura 15. La trama en cada grupo está dividida en un periodo activo (1505) y un periodo de ahorro de energía (1510) . El periodo activo (1505) en cada grupo está subdividido en un periodo de baliza (1515), un periodo de acceso por contención (1520), un periodo descendente de acceso por salto de tiempo ortogonal (1525), un periodo ascendente de acceso por salto de tiempo ortogonal de enlace (1530), un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal de enlace descendente (1535) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal de enlace ascendente (1540) . En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja, saltan recursos de tiempo por grupos en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1530) y en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace descendente (1525), de conformidad con los patrones de salto de tiempo que se proporcionaron con el uso de una parte del periodo de baliza e intentan comunicarse. Mientras tanto, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad, se programan por grupos en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace descendente (1535) y en del enlace ascendente (1540), respectivamente y posteriormente se localizan. En la Figura 15, una línea punteada (1545), hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto puede ajustarse según convenga. La Figura 16 muestra la estructura de una trama (1600) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto para grupos, la cual se sugiere en la presente invención. Después de que los servicios de los nodos de usuario respectivos se clasifican en servicios de alta velocidad y de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1600) de la Figura 16. La trama (1600) en cada grupo está dividida en un periodo activo (1605) y un periodo de ahorro de energía (1610) . El periodo activo (1605) está subdividido en un periodo de baliza (1615), un periodo de acceso por contención (1620), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal de enlace descendente (1625), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal de enlace ascendente (1630) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1635) . En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja saltan recursos de tiempo por grupos en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1630) y el de enlace descendente (1625), de conformidad con los patrones de salto de tiempo que se proporcionan al usar una parte del periodo de baliza e intentan comunicarse. Mientras tanto, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad, intentan comunicarse por grupos en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1635) . En este momento, para que un nodo de usuario reduzca el consumo de energía de la batería, se envían juntos los datos del enlace ascendente y los del enlace descendente a los usuarios respectivos (1640, 1645 y 1650). En la Figura 16, una línea punteada (1655), hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto puede ajustarse según convenga.

Estructura de grupos por tramas II En caso de que el número de nodos de usuario en una red aumente y muchos de los nodos de usuario intenten comunicarse, los nodos de usuario se clasifican en más de un grupo y se usa el salto de tiempo ortogonal para los grupos respectivos, mientras que la división de tiempo ortogonal se utiliza para todo el grupo. Cuando se usa la división de tiempo ortogonal para todo el grupo, no para los grupos respectivos, la programación en un tiempo es suficiente. Esto es, la programación no necesita hacerse en cada trama en los grupos respectivos. Especialmente, en el caso de la información de emisión, como servicios de emisión, se puede transmitir la información de una sola vez, en lugar de transmitirla tantas veces como el número de grupos . La Figura 17 muestra la estructura de una trama (1700) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto para grupos, la cual se sugiere en la presente invención. Después de que los servicios de los nodos de usuario respectivos se clasifican en servicios de alta velocidad y de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1700) de la Figura 17. La trama (1700) está dividida en un periodo activo (1705) y un periodo de ahorro de energía (1710) por grupos y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1715) para todo el grupo. El periodo activo 81705) en cada grupo está subdividido en un periodo de baliza (1720), un periodo de acceso por contención (1725) y un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1730). El periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1715) para todo el grupo está subdividido en un periodo de baliza de acceso por división de tiempo ortogonal (1735) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1740). En el periodo de acceso por contención (1725), los nodos de usuario respectivos en cada grupo están unidos en la comunicación, el establecimiento de la comunicación y el inicio de la comunicación y se ejecuta la oscilación. En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja, saltan recursos de tiempo por grupos en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal (1730), de conformidad con los patrones de salto de tiempo que se proporcionan con el uso de una parte del periodo de baliza (1720) e intentan comunicarse. Mientras tanto, los datos de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad se programan en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1715) para todo el grupo y posteriormente se localizan. En este momento, la asignación de los recursos de tiempo es flexible, sin distinción entre periodos de enlace ascendente y descendente. En la Figura 17, una línea punteada (1745) hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través de salto te tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto puede adaptarse según convenga. La Figura 18 muestra la estructura de una trama (1800) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto para grupos, la cual se sugiere en la presente invención. Después de que se clasifican los servicios de los nodos de usuario respectivos en servicios de alta velocidad y de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1800) de la Figura 18. La trama (1800) está dividida en un periodo activo (1805) y un periodo de ahorro de energía (1810) por grupos y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1815) para todo el grupo. El periodo activo (1805) en cada grupo está subdividido en un periodo de baliza (1820), un periodo de acceso por contención (1825), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace descendente (1830) y un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1835) . En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja saltan recursos de tiempo por grupos en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1835) y en el del enlace descendente (1830), conforme a los patrones de salto de tiempo que se proporcionaron con el uso de una parte del periodo de baliza (1820) e intentan comunicarse. Mientras tanto, el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1815) para todo el grupo, está subdividido en un periodo de baliza de acceso por división de tiempo ortogonal (1840), un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace descendente (1845) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1850). Los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad se programan en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace descendente (1845) y en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1850) para todo el grupo y posteriormente se localizan. En la Figura 18, una línea punteada (1855), hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto se puede ajustar según convenga. La Figura 19 muestra la estructura de una trama (1900) que se usa en un método de acceso múltiple por modo mixto para grupos, la cual se sugiere en la presente invención. Después de que se clasifican los servicios de los nodos de usuario respectivos en servicios de alta velocidad y de velocidad media/baja, como se muestra en la Figura 10, los datos de cada uno de los nodos de usuario se localizan en la trama (1900) de la Figura 19. La trama (1900) está dividida en un periodo activo (1905) y un periodo de ahorro de energía (1610) para los grupos respectivos y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1915) para todo el grupo. El periodo activo (1905) está subdividido en un periodo de baliza (1920), un periodo de acceso por contención (1925), un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace descendente (1930) y un periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1935). En cuanto al establecimiento de la comunicación en ausencia de información de control, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de velocidad media/baja saltan recursos de tiempo por grupos en el periodo de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente (1935) y en el del enlace descendente (1930), conforme a los patrones de salto de tiempo que se proporcionaron con el uso de una parte del periodo de baliza (1920) e intentan comunicarse. Mientras tanto, los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad, intentan comunicarse por grupos en el periodo ascendente de acceso por salto de tiempo ortogonal (1935) y en el periodo descendente de acceso por salto de tiempo ortogonal (1930) . Mientras tanto, el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1915) para todo el grupo está subdividido en un periodo de baliza de acceso por división de tiempo ortogonal (1940) y un periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1945). Los datos del enlace ascendente y descendente de los nodos de usuario que solicitan servicios de alta velocidad, intentan comunicarse en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal (1945) para todo el grupo. En este momento, para que un nodo de usuario reduzca el consumo de energía de la batería, los datos del enlace ascendente y descendente se envían juntos a los usuarios respectivos (1950, 1955 y 1960). En la Figura 19, una línea punteada (1965), hace la distinción entre los recursos de tiempo que se usan para intentar la comunicación a través del salto de tiempo y los que se usan para intentarlo a través de la división de tiempo ortogonal con base en la programación, pero esto se puede ajustar según convenga.

Método de clasificación de grupos En caso de que aumente el número de nodos de usuario en una red y muchos de ellos intenten comunicarse, se les clasifica en más de un grupo para lograr una gestión eficaz con un método sencillo. Específicamente, los nodos de usuario se clasifican en grupos diferentes según: a) la tasa de transmisión de datos que solicita un usuario; b) la distancia entre el nodo de usuario y el de gestión; c) el valor SINR en el nodo de usuario o de gestión y d) el número de identificación del nodo de usuario . Después de clasificar a los nodos de usuario en más de un grupo, se les puede volver a clasificar con cierta frecuencia o siempre que sea necesario. Específicamente, los nodos de usuario se clasifican nuevamente de la siguiente manera: a) nodos de usuario por trama; b) grupos de nodos de usuario en la unidad de trama "n" (n>l) y c) grupos de nodos de usuario cada vez que uno se una con el nodo de gestión para establecer e iniciar la comunicación a través de un periodo de acceso por contención.

Método para mejorar el desempeño del periodo de acceso por contención La Figura 20 ilustra un proceso para establecer comunicación para varios nodos a través de un modo distribuido desde una estación en caso de que dichos nodos soliciten, de manera simultánea, establecer comunicación con el nodo de gestión, de conformidad con una modalidad de la presente invención. Cuando se inicia una red y el nodo de gestión solicita establecer comunicación de los nodos respectivos o se ejecuta una transmisión de datos después de la recopilación de datos sobre eventos específicos de los nodos respectivos, por ejemplo, un gran número de nodos establecen comunicación con el nodo de gestión al mismo tiempo, muchos nodos pueden acceder al medio en un periodo de acceso por contención (2005) . En este caso, el desempeño del CSMA/CA se ve considerablemente deteriorado. Para resolver este problema, se divide el periodo de acceso por contención en intervalos de tiempo (2010) con un tamaño adecuado y cada intervalo se subdivide en mini-intervalos de enlace ascendente (2015) para solicitar el establecimiento de la comunicación y mini-intervalos de enlace descendente (2020) para dar un ACK. Cuando cada uno de los nodos selecciona uno de los mini-intervalos del enlace ascendente con un tamaño adecuado y los datos de los nodos se transmiten al nodo de gestión sin causar colisiones, se envía de inmediato una señal de ACK al nodo a través de un mini-intervalo del enlace descendente. Mediante esta estructura de acceso distribuido, se puede realizar el establecimiento de la comunicación con mayor eficacia, aunque podría ocurrir que muchos nodos soliciten establecer comunicación al mismo tiempo. A través de este proceso, los nodos respectivos determinan el tipo de comunicación según sus servicios solicitados y, por consiguiente, se les otorgan patrones de salto únicos. Si bien es posible realizar varias modificaciones y encontrar formas alternativas para la presente invención, se han mostrado las modalidades específicas mediante los dibujos que sirven como ejemplo y la descripción detallada contenida en la presente. Sin embargo, se debe comprender que la invención no está limitada a las formas particulares que se muestran. Por el contrario, la invención abarca todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que pudieran encontrarse dentro de la esencia y el rango de la invención tal y como se describe en las reivindicaciones que se anexan.

Aplicación industrial Tal y como se describe anteriormente, el método de comunicación digital de acceso múltiple, de conformidad con la presente invención, se puede utilizar en un sistema de comunicación de banda ultra-ancha.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método de comunicación digital en un enlace ascendente de una red de acceso por radio de una banda ultra ancha (UWB), el cual comprende: la sincronización de señales de sus respectivos nodos de usuario con un nodo de gestión e intervalos de tiempo disponibles para la comunicación, según patrones de salto de tiempo ortogonal que asigna el nodo de gestión.
2. El método según la reivindicación 1, en donde el paso de la sincronización comprende: el cálculo de la diferencia de tiempo entre la generación de una señal de sincronización en el nodo de gestión y la llegada de la señal de sincronización al nodo de usuario y el ajuste del tiempo de transmisión de datos al nodo de gestión de según la diferencia de tiempo.
3. Un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB, el cual comprende: la suma de energías de las señales recibidas en intervalos de tiempo, las cuales se asignan a sus respectivos nodos de usuario a través de patrones de salto de tiempo ortogonal; la comparación de la energía sumada con un valor crítico predeterminado y cuando la energía sumada es mayor que el valor crítico, la conclusión de que el nodo de usuario ha transmitido datos.
4. Un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicaciones UWB, el cual comprende los siguientes pasos: la clasificación de los nodos de usuario en al menos dos grupos y el establecimiento de periodos activos por grupos de manera que los periodos activos no se empalmen unos con otros .
5. Un método de comunicación digital que comprende los siguientes pasos: permitir a los nodos de usuario intentar accesos múltiples mediante un método de división de tiempo ortogonal con base en la programación, según las tasas de transmisión de datos de los servicios que sus respectivos nodos de usuario solicitaron; permitir a los nodos de usuario intentar accesos múltiples por medio de un método de salto de tiempo ortogonal, con el uso de patrones de salto de tiempo ortogonal y clasificar los nodos de usuario en al menos un grupo e intentar la comunicación por grupos en un modo mixto del método por división de tiempo ortogonal y el método por salto de tiempo ortogonal.
6. El método según la reivindicación 5, en donde se asigna un periodo de ahorro de energía tomando en cuenta el consumo de energía de la batería por parte de los respectivos nodos de usuario y se utilizan el modos mixto del método de salto de tiempo ortogonal y el método de división de tiempo ortogonal en un periodo activo, el cual no es el periodo de ahorro de energía.
7. El método según la reivindicación 5, en donde los nodos de usuario que solicitan servicios de datos de alta velocidad contienen un acceso múltiple con base en la programación, mientras que los nodos de usuario que solicitan servicios de datos de velocidad media/baja contienen el método por salto de tiempo ortogonal.
8. El método según la reivindicación 5, en donde la conversión recíproca de los métodos de acceso múltiple es posible durante la comunicación.
9. El método según la reivindicación 5, el cual se caracteriza por usar uno de los siguientes esquemas: la asignación flexible de recursos de tiempo sin distinción entre el periodo de enlace ascendente y el periodo de enlace descendente; la distinción entre periodos de enlace ascendente y enlace descendente, programación y localización de datos del enlace ascendente y descendente de un nodo de usuario en periodos de acceso por división de tiempo del enlace ascendente y descendente y el salto de recursos de tiempo en periodos de acceso por salto de tiempo ortogonal del enlace ascendente y descendente para la comunicación y la atención de los datos de enlace ascendente y enlace descendente por los usuarios en el periodo de acceso por división de tiempo ortogonal y, por consiguiente, la reducción en el consumo de energía de la batería por parte de los nodos de usuario respectivos.
10. El método según la reivindicación 5, en donde los nodos de usuario se clasifican en al menos un grupo y el método de acceso por salto de tiempo ortogonal se utiliza para los grupos respectivos, mientras que el método por división de tiempo ortogonal se usa para todo el grupo.
11. El método según la reivindicación 5 o la reivindicación 10, en donde la clasificación de los nodos de usuario en al menos un grupo se determina mediante al menos una de las siguientes condiciones: la tasa de transmisión de datos que solicitan los usuarios; las distancias entre los nodos de usuario respectivos y el nodo de gestión; los valores SINR recibidos en los respectivos nodos de usuario o el nodo de gestión y y los números de identificación de los nodos de usuarios .
12. El método según la reivindicación 5 o la reivindicación 10, en donde, después de que los nodos de usuario se clasifican en al menos un grupo, los grupos de los nodos de usuario se vuelven a clasificar con regularidad o si es necesario.
13. El método según la reivindicación 12 usa uno de los siguientes métodos: la reclasificacion de los grupos de nodos de usuario por cuadro; la reclasificacion de los grupos de los nodos de usuario en la unidad de trama 'n' (n>l) y la reclasificacion de los grupos de los nodos de usuario cada vez que un nodo de usuario se une con el nodo de gestión a través de un periodo de acceso por contención para establecer e iniciar la comunicación.
14. El método según la reivindicación 5, en donde los patrones de salto de tiempo en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal se gestionan mediante uno de métodos siguientes: la generación de un patrón de salto de tiempo por trama con el uso de una identificación intrínseca asignada a cada trama y un identificador intrínseco asignado a un nodo de usuario; la asignación de los patrones de salto de tiempo a usuarios por trama, mediante la gestión de los patrones de salto de tiempo en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal en una tabla; la asignación de los patrones de salto de tiempo en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal en una unidad de trama A ' (n>l) y la asignación de los patrones de salto de tiempo en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal en un punto en donde un nodo de usuario se une con el nodo de gestión a través de un periodo de acceso por contención para establecer e iniciar la comunicación y la restauración de los patrones de salto de tiempo asignados cuando terminan los servicios de los nodos de usuario.
15. El método según la reivindicación 5, en donde un nodo con información que debe enviar, aparte de patrones de salto de tiempo específicos en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal, proporciona al nodo de gestión los datos y una breve información acerca de la presencia de datos utilizando un patrón de salto de tiempo específico.
16. El método según la reivindicación 5, en donde el nodo de gestión no define un canal de señal de control respecto de si los nodos de usuario respectivos tienen información que deben enviar para un enlace descendente en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal, sino que construye un mapa de bits de información de 1 bit por cada usuario que esté usando la información en mapa de bits durante un periodo de baliza e incluye el mapa de bits en la información de la señal para informar a los usuarios.
17. El método según la reivindicación 5, en donde el nodo de gestión, no define un canal de señal de control respecto de si los nodos de usuario respectivos tienen información que deben enviar para un enlace descendente en el método de acceso múltiple por división de tiempo ortogonal, sino que construye un mapa de bits con información de 1 bit por cada usuario que esté usando la información en forma de mapa de bits durante un periodo de baliza e incluye el mapa de bits en la información de la señal para informar a los usuarios.
18. El método según la reivindicación 5, en donde no está definido un canal de señal de control que indica si los nodos respectivos tienen información que deben enviar, pero se utiliza un nivel de energía recibido del nodo de gestión para revisar si existen datos de los nodos respectivos en una trama.
19. El método según la reivindicación 5, en donde el nodo de gestión no define un canal de señal de control respecto de si los nodos de usuario respectivos tienen información que deben enviar para un enlace descendente en el método de acceso múltiple por salto de tiempo ortogonal, sino que incluye solamente una identificación de usuario con la información que se debe enviar usando la identificación del usuario durante el periodo de baliza para informar a los usuarios.
20. El método según la reivindicación 5, en donde el nodo de gestión no define un canal de señal de control respecto de si los nodos de usuario respectivos tienen información que deben enviar para un enlace descendente en el método de acceso múltiple por división de tiempo ortogonal, sino que incluye solamente una identificación de usuario con la información que se debe enviar usando la identificación del usuario durante el periodo de baliza para informar a los usuarios.
21. Un método de comunicación digital en un periodo de acceso por contención en caso que varios nodos establezcan comunicación de manera simultánea con una red de comunicación, la cual ha estado en un periodo de inicio; el método mencionado comprende los siguientes pasos: la división de todo el periodo de acceso por contención en intervalos de tiempo cortos; la división de los intervalos respectivos en mini-intervalos del enlace ascendente, para solicitar el establecimiento de la comunicación y en mini-intervalos del enlace descendente, para brindar un ACK de lo anterior y en un nodo que necesita establecer la comunicación, la solicitud para establecer la comunicación, usando de manera aleatoria uno de los varios mini-intervalos del enlace ascendente.
22. El método según la reivindicación 21, en donde se transfiere una solicitud para establecer comunicación de un enlace ascendente por parte del nodo a un nodo de gestión, sin causar un error o una colisión; se envía un ACK de inmediato a través del siguiente mini-intervalo del enlace ascendente.
23. Un método de comunicación digital en un enlace ascendente de un sistema de comunicación UWB, el cual comprende los siguientes pasos: recibir los símbolos de datos de los nodos respectivos, en donde los símbolos de datos se transmiten conforme a los patrones de salto de tiempo ortogonal respectivos; revisar si hay una colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonal y decodificar los símbolos de datos dependiendo de si los símbolos de datos de los nodos involucrados en la colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonal son los mismos .
24. El método según la reivindicación 23, en donde, cuando los símbolos de datos de los nodos involucrados en la colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonal son diferentes unos de otros, los símbolos de datos son considerados como no recibidos.
25. El método según la reivindicación 24, en donde los símbolos de datos son considerados como no recibidos a través de la decodificación de los símbolos de datos con un valor neutro.
26. El método según la reivindicación 23, en donde, cuando los símbolos de datos de los nodos involucrados en la colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonal son los mismos, los símbolos de datos recibidos se decodifican tal como están.
27. El método según la reivindicación 23, en donde, cuando se utiliza un método de modulación BPPM, el uso de valores de energía de pulso en las posiciones de pulso respectivas determina si los símbolos de datos son los mismos.
28. El método según la reivindicación 27, en donde las proporciones de energía de pulso en las posiciones de pulso respectivas determinan se los símbolos de datos son los mismos.
29. El método según la reivindicación 27, en donde los valores absolutos de la energía de pulso en las posiciones de pulso respectivas determina si los símbolos de datos son los mismos.
30. El método según la reivindicación 23, en donde, cuando se utiliza un método de modulación BPSK y cuando los valores de energía de los símbolos de datos recibidos son mayores que un valor umbral predeterminado, los símbolos de datos de los nodos involucrados en la colisión de los patrones de salto de tiempo ortogonales son considerados como los mismos.