ES2242774T3 - Sistema adaptativo de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto. - Google Patents
Sistema adaptativo de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto.Info
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Abstract
Método para transmitir señales a través de un enlace de radiocomunicaciones desde una unidad transmisora (1, 2) a una unidad receptora (2, 1) de un sistema de radiocomunicaciones, en el que dichas señales comprenden paquetes, y en el que dichas señales son moduladas por dicha unidad transmisora (1, 2) para su transmisión con una modulación adaptativa de tiempo real, adaptándose dicha modulación sobre la base de mediciones de la calidad de la señal indicativas de las condiciones de propagación sobre el enlace de radiocomunicaciones caracterizado porque - dicho enlace de radiocomunicaciones es un enlace de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto y dicho sistema de radiocomunicaciones es un sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto; - dichos paquetes de dichas señales se clasifican antes de su transmisión basándose en por lo menos un parámetro de calidad de servicio asociado a cada paquete; y - dicha modulación se adapta además sobre la base de la cantidad detráfico de ese momento y de la clasificación de paquetes incluidos en las señales.
Description
Sistema adaptativo de radiocomunicaciones de
microondas de punto a punto.
La presente invención se refiere a un método para
transmitir señales a través de un enlace de radiocomunicaciones de
microondas de punto a punto desde una unidad transmisora a una
unidad receptora de un sistema de radiocomunicaciones de microondas
de punto a punto, comprendiendo dichas señales paquetes. La
invención se refiere asimismo a dicho sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto que comprende dos
unidades entre las cuales se van a transmitir señales en por lo
menos una dirección, y a una unidad transmisora para dicho
sistema.
Los sistemas de radiocomunicaciones de microondas
de punto a punto son conocidos en el estado de la técnica. Se han
definido por ejemplo en la normativa europea ETSI EN 300 198
V1.4.1: "Fixed Radio Systems;
Point-to-point equipment". En
particular los enlaces de radiocomunicaciones de microondas se
pueden utilizar en lugar de una conexión por cables entre todos los
elementos de una red para los cuales se desea una conexión fija.
Los sistemas de radiocomunicaciones de microondas
de punto a punto se han diseñado tradicionalmente para el tráfico
del tipo Multiplexado por División de Tiempo (TDM). Esto significa
que una unidad transmisora del sistema proporciona un canal de
velocidad binaria constante, el cual frecuentemente, aunque no
siempre, es transparente. Usando este canal de velocidad binaria
constante, la unidad transmisora transmite paquetes incorporados en
el tren de bits constante, por ejemplo, usando el protocolo PPP
conjuntamente con paquetes IP, hacia una unidad receptora en el
otro extremo del enlace de radiocomunicaciones. Cada unidad
transmisora puede incluir un multiplexor que multiplexa diferentes
señales conjuntamente para formar una señal compuesta a transmitir
sobre el canal de velocidad binaria constante hacia la unidad
receptora. Las señales multiplexadas pueden comprender en
particular paquetes de trenes de bits de carga útil y de señales de
control.
La velocidad binaria respectiva de un canal de
velocidad binaria constante proporcionado por una unidad
transmisora de sistemas de radiocomunicaciones de microondas de
punto a punto convencionales se selecciona según diferentes
requisitos. Para los enlaces de radiocomunicaciones, se define un
porcentaje de disponibilidad como una cierta probabilidad anual,
con la cual la interfaz aérea puede transportar la señal con una
tasa de errores de bits suficientemente baja en condiciones de
propagación variables. La velocidad binaria se determina
principalmente por medio de la velocidad binaria requerida, la cual
depende de la capacidad requerida, es decir, la carga de tráfico
aceptada. La disponibilidad de los canales de transmisión también
puede limitar la elección. Cuando la velocidad binaria objetivo es
conocida, se fija un objetivo para la disponibilidad, y sobre la
base de estas condiciones se determina la potencia adecuada de
transmisión y modulación para cumplir los requisitos
proporcionados. En un sistema convencional de punto a punto, la
modulación y la velocidad binaria son constantes.
Esto significa que durante la mayor parte del
tiempo, las condiciones de propagación permitirían el transporte de
velocidades binarias mucho mayores, ya que las mismas se
corresponderán únicamente en muy pocas ocasiones con las condiciones
de propagación del peor caso considerado. De este modo, normalmente
la interfaz aérea no se usa de forma eficaz.
En la solicitud de patente WO 01/47144 A1, se
menciona que en sistemas inalámbricos de datos por paquetes, el
caudal del canal se puede ajustar seleccionando una modulación y un
esquema de codificación adecuados para una calidad de enlace
determinada entre una estación móvil y un sistema inalámbrico de
datos por paquetes.
El documento US nº 5.909.469 A se refiere a un
sistema digital de comunicaciones que soporta múltiples esquemas de
modulación. Se mencionan métodos de adaptación de enlaces, los
cuales proporcionan la capacidad de cambiar la modulación y/o la
codificación dinámicamente basándose en las condiciones del canal
para equilibrar la velocidad binaria del usuario con respecto a la
calidad del enlace.
En la solicitud de patente WO 99/12304 A1, se
propone la selección de una combinación de entre una pluralidad de
combinaciones de esquemas de modulación y de codificación de canal
que proporcione el mejor valor de calidad del usuario considerando
un parámetro medido de la calidad del enlace de un enlace RF.
En la solicitud de patente WO 00/21235 A1, se
propone un método para administrar la modulación y la codificación
de canales en una pluralidad de enlaces de radiocomunicaciones de
una célula determinada en una red celular digital de
radiocomunicaciones. Se determina un único esquema de modulación y
codificación de canales, el cual se usará en todos los enlaces de
radiocomunicaciones, dependiendo de la información de calidad
recibida indicativa de una calidad de comunicación asociada a la
pluralidad de enlaces.
La solicitud de patente EP 0 713 300 A1 se
refiere a la realización de ajustes en una unidad de abonado local
para reducir la interferencia en un sistema extraño. Los ajustes
incluyen, en el caso de la interferencia, el aumento de las
velocidades de codificación mediante la selección de un esquema de
modulación M-ario superior.
El documento US nº 6.262.994 B1 se refiere a una
disposición para optimizar la transmisión de datos a través de un
canal de radiocomunicaciones bidireccional. Se varía el tamaño de
los paquetes de datos y/o el tipo de modulación y/o la velocidad de
código de una corrección de errores hacia adelante y/o la potencia
del transmisor, dependiendo de una tasa de errores transmitida de
vuelta, de tal manera que en el lado receptor se alcanza una tasa
de errores predeterminada.
Un objetivo de la invención consiste en optimizar
un sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto
para el tráfico del tipo por paquetes. En particular, uno de los
objetivos consiste en aumentar la eficacia de un enlace de
radiocomunicaciones en dicho sistema.
Este objetivo se alcanza, por un lado, con un
método para transmitir señales a través de un enlace de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto desde una unidad
transmisora a una unidad receptora de un sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto, comprendiendo
dichas señales paquetes. En una primera etapa, los paquetes se
clasifican antes de la transmisión basándose en por lo menos un
parámetro de calidad de servicio asignado a cada paquete. En una
segunda etapa, las señales son moduladas por la unidad transmisora
para ser transmitidas con una modulación adaptativa de tiempo real.
Esta modulación es adapta basándose en la cantidad de tráfico, en
la mediciones de la calidad de la señal indicativas de las
condiciones de propagación sobre el enlace de radiocomunicaciones,
y en la clasificación de los paquetes incluidos en las señales.
Por otro lado, el objetivo se alcanza con un
sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto que
comprende dos unidades entre las cuales se pueden transmitir
señales en por lo menos una dirección a través de un enlace de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto, comprendiendo
dichas dos unidades medios para realizar una transmisión según el
método propuesto. Finalmente, el objetivo se alcanza con una unidad
transmisora para dicho sistema que comprende medios para transmitir
señales según el método propuesto.
Tanto la unidad transmisora como la unidad
receptora se pueden realizar de forma exclusiva como una unidad
transmisora o receptora o como una unidad transceptora. Por
consiguiente, de entre las dos unidades del sistema propuesto de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto una es por lo
menos una unidad transmisora y otra por lo menos una unidad
receptora, aunque una de las unidades o ambas también se pueden
realizar como una unidad transceptora o como una combinación de una
unidad transmisora y receptora. La adaptación propuesta de
transmisiones se puede realizar únicamente en una dirección o en
ambas direcciones de un enlace de radiocomunicaciones de punto a
punto.
La invención parte de la idea de que la interfaz
aérea se puede usar de forma más eficaz si la velocidad binaria
utilizada por una unidad transmisora no es fija, sino que por el
contrario se adapta a las diversas condiciones de transmisión. Esto
se alcanza según la invención adaptando por lo menos el esquema de
modulación aplicado a señales que se van a transmitir sobre el
enlace de radiocomunicaciones. Con una modulación de orden
superior, la información se puede empaquetar en una ráfaga de
transmisión más corta que con una modulación de orden inferior. Por
consiguiente, como queda tiempo para transportar más información,
se obtiene una velocidad binaria superior. Para garantizar que se
mantiene la calidad requerida para una transmisión particular, la
modulación se adapta según la cantidad de tráfico de ese momento,
según las condiciones de ese momento del camino de transmisión y
según los requisitos correspondientes a los paquetes respectivos
transmitidos en una señal, preferentemente en este orden de
prioridad. Los requisitos para los paquetes se agrupan mediante la
clasificación propuesta de los paquetes según por lo menos un
parámetro de calidad de servicio asignado a los paquetes. Las
condiciones del camino de transmisión quedan reflejadas por las
mediciones de calidad de las señales que se transmitieron
anteriormente sobre el enlace de radiocomunicaciones.
Una de las ventajas de la invención es que mejora
la eficacia en la interfaz aérea. Como consecuencia, también se
puede obtener un mejor índice de costes y/o rendimiento. Además, se
puede mejorar la tolerancia a las perturbaciones, por ejemplo, las
condiciones climatológicas variables. De este modo, se obtiene un
control de acceso al medio (MAC) inteligente del sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto.
Los paquetes que comprenden las señales que se
van a transmitir en el sistema son unidades de datos proporcionadas
por algún elemento de red a una unidad transmisora para su
transmisión hacia una unidad receptora. En particular, los mismos
pueden ser paquetes IP, células ATM, o segmentos de trenes de bits
TDM segmentados. El sistema puede incluir más de un paquete en una
única ráfaga de transmisión, preferentemente paquetes de la misma
clase. La modulación de las señales que se van a transmitir se puede
adaptar ráfaga a ráfaga cada vez que haya disponibles nuevas
mediciones de la calidad de la señal.
Los paquetes se pueden clasificar basándose en
cualquier parámetro adecuado de calidad de servicio (QoS) o en una
combinación de parámetros QoS adecuados. En un sistema IP, la
información incluida en el campo de encabezamiento DiffServ
(servicios diferenciados) de un paquete IP se puede usar para
separar los paquetes. Igualmente, se pueden separar paquetes con
una calidad garantizada de tráfico y con un tráfico del mejor
esfuerzo. El tráfico puede presentar una calidad garantizada en
relación con diferentes aspectos, por ejemplo, fiabilidad, latencia
o retardo. Además, los paquetes se pueden separar en tráfico de
tiempo real y de tiempo no real. Por otra parte, los paquetes se
pueden clasificar y por lo tanto priorizar dependiendo de los
elementos de red desde los cuales son recibidos en una unidad
transmisora o a los cuales van a ser reenviados por una unidad
receptora.
Las mediciones de la calidad de la señal
utilizadas como base para adaptar parámetros de transmisión tales
como la modulación, la codificación, la potencia de transmisión y
la asignación de intervalos de tiempo son realizadas preferentemente
por la unidad receptora respectiva de un enlace de
radiocomunicaciones. A continuación, la unidad receptora transmite
los valores de las mediciones en forma de una realimentación hacia
la unidad transmisora para realizar una transmisión
subsiguiente.
Las mediciones de la calidad de la señal pueden
ser cualquier medición de la calidad de la señal que refleje las
condiciones de ese momento en el camino de propagación. Se puede
usar cualquier método adecuado para implementar las mediciones de la
calidad de la señal. Por ejemplo, se puede utilizar la relación
señal/ruido-más-interferencia
C/(N+I), la intensidad de la señal, el número de errores de bit
detectados (es decir, BER medida), o el número de
"pseudoerrores" detectados, es decir, los casos en los que casi
se cometió un error de bit. Este método de pseudoerrores se
describe en la solicitud de patente internacional WO 00/4417.
También es posible usar indicaciones de la calidad de señalización
proporcionadas por un decodificador de corrección de errores hacia
adelante (FEC), por ejemplo, una indicación sobre si fueron
necesarias o no correcciones.
Se ha propuesto una modulación adaptativa de
señales para sistemas de radiocomunicaciones de microondas de punto
a multipunto, por ejemplo, en el proyecto del IEEE
P802.16/D4-2001:"Local and Metropolitan Area
Networks - Part 16: Standard Air Interface for Fixed Broadband
Wireless Access Systems", el cual se incorpora al presente
documento a título de referencia. La normativa especifica la
interfaz aérea, incluyendo la capa de control de acceso al medio
(MAC) y una capa física (PHY), de sistemas fijos de acceso
inalámbrico de banda ancha de punto a multipunto que proporcionan
múltiples servicios. Las características descritas en este
documento se pueden adaptar para desarrollar además el método y los
sistemas de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto de
la invención. Estas características incluyen, además de la
modulación adaptativa, la capacidad de cambiar la codificación y la
potencia de transmisión del terminal en tiempo real en función de
las condiciones de propagación reinantes. Las mismas también
incluyen la capacidad de priorizar paquetes para su transmisión
basándose en parámetros de clasificación QoS normalizados o
priorizar entre interfaces de red si es que se usan múltiples
interfaces de red, y la capacidad de apagar el transmisor, si un
terminal no tiene nada que transmitir.
No obstante, debe observarse que el sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto de la invención
no debe entenderse como un caso especial de un sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a multipunto, sino más
bien como un sistema diseñado específicamente para transmisiones de
punto a punto.
En los sistemas de punto a multipunto, la
inteligencia requerida para adaptar una transmisión a las
condiciones en el camino de propagación está integrada siempre en
elementos de red denominados estaciones base, las cuales pueden
actuar como un único extremo respectivo de una transmisión. A otros
elementos de red implicados en las transmisiones de punto a
multipunto como extremos múltiples se les hace referencia como
terminales y no comprenden dicha inteligencia.
Dos terminales conocidos de punto a multipunto no
podrán establecer un enlace entre ellos sin modificaciones.
Igualmente, dos estaciones base conocidas de punto a multipunto no
podrán establecer un enlace entre ellas.
En los sistemas de radiocomunicaciones de punto a
punto, la responsabilidad y la inteligencia para la adaptación
existen preferentemente en ambos extremos, aunque en algunos casos
especiales la responsabilidad principal puede estar más vinculada o
otro extremo. Como hay inteligencia en ambos extremos, cada
transmisor controla la modulación de sus señales de salida,
mientras que si la inteligencia existe únicamente en un extremo,
este único extremo controla la modulación en ambas direcciones. La
inteligencia también se puede dividir de alguna otra manera entre
los dos extremos de un enlace de radiocomunicaciones de microondas
de punto a punto. Naturalmente, una responsabilidad de decisión
dividida requiere una negociación entre las dos partes.
Por otra parte, en los sistemas especializados de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto, existe siempre
la misma cantidad de intervalos de tiempo disponibles, mientras que
en los sistemas de punto a multipunto se pueden tomar prestados
intervalos de tiempo de otra conexión dentro del mismo sector.
A partir de las reivindicaciones secundarias se
ponen de manifiesto formas de realización preferidas de la
invención.
La invención se puede utilizar para cualquier
conexión fija deseada entre dos elementos, en particular, elementos
de red. La invención se puede utilizar, por ejemplo, aunque no de
forma exclusiva, para una conexión entre una red de Acceso
Inalámbrico de Banda Ancha, la cual puede ser una red empresarial
privada, y una red de un proveedor de servicios de Internet (ISP),
como red de retroceso de radiocomunicaciones entre un sistema de
radiocomunicaciones PMP y una red ISP, o dentro de un subsistema de
estaciones base de una red celular.
Otras características y ventajas de la presente
invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente
descripción detallada considerada conjuntamente con los dibujos
adjuntos. No obstante, debe entenderse que los dibujos están
diseñados únicamente con fines ilustrativos y no como una
definición de los límites de la invención, para lo cual se debería
hacer referencia a las reivindicaciones adjuntas.
La invención se describirá más detalladamente
haciendo referencia a los dibujos, en los cuales
la Fig. 1 muestra esquemáticamente una forma de
realización de un sistema de radiocomunicaciones de microondas de
punto a punto en el cual se puede implementar la invención; y
la Fig. 2 muestra esquemáticamente una forma de
realización de un transceptor según la invención.
La forma de realización de un sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto según la
invención representada en la figura 1 se puede utilizar por ejemplo
para establecer una conexión fija entre una red de Acceso
Inalámbrico de Banda Ancha y una red ISP.
El sistema puede ser un sistema basado bien en
FDD o bien en TDD el cual comprenda un primer transceptor 1 y un
segundo transceptor 2. Entre los dos transceptores 1, 2 se van a
transmitir de forma bidireccional y de punto a punto señales a
través de la interfaz aérea mediante el uso de señales de
radiocomunicaciones de microondas. En la FDD, estas señales se
transmiten en tramas o ráfagas en canales de ida y vuelta y en la
TDD estas señales se transmiten en tramas o ráfagas de transmisión
y recepción. El primer transceptor 1 está conectado a n interfaces
de red 11, 12,...1n, por ejemplo, la interfaz respectiva de varios
elementos de la red de Acceso Inalámbrico de Banda Ancha, mientras
que el segundo transceptor 2 está conectado a m interfaces de red
21, 22,...2m, por ejemplo, la interfaz respectiva de varios
elementos de la red ISP. Ambos transceptores 1, 2 comprenden medios
de multiplexado, medios de modulación adaptativa, medios de
codificación adaptativa, un transmisor con una potencia de
transmisión ajustable, un receptor, medios para medir la calidad de
la señal de señales recibidas a través de un enlace de
radiocomunicaciones de microondas, y medios de procesado que tienen
un acceso de control a los medios de modulación adaptativa, los
medios de codificación y el transmisor.
El primer transceptor 1 recibe a través de las
interfaces 11, 12,...1n, de red, paquetes de señales que se van a
transmitir a través de la interfaz aérea hacia el segundo
transceptor 2. Esto se indica en la figura mediante flechas.
Los medios de procesado del primer transceptor 1
clasifican todos los paquetes entrantes basándose en parámetros QoS
asignados al paquete respectivo. Más específicamente, los medios de
procesado se paran paquetes de tráfico de tiempo real de paquetes de
tráfico de tiempo no real y paquetes con una calidad garantizada de
paquetes para los cuales únicamente se requiere el tráfico del
mejor esfuerzo. De esta manera, los paquetes están asociados a
clases con requisitos diferentes en relación con la velocidad
binaria y la calidad.
En este caso, los medios de multiplexado del
primer transceptor 1 multiplexan trenes de bits de carga útil y
señales de control proporcionadas en paquetes por una única
interfaz 11, 12,...1n de red para forma una señal compuesta. Al
mismo tiempo, los medios de multiplexado del primer transceptor 1
agregan paquetes proporcionados por las diferentes interfaces 11,
12,...1n de la red. Los medios de multiplexado se pueden ocupar de
que los paquetes de la misma clase se sitúen de forma
consecutiva.
Además, la primera unidad 1 recibe regularmente
desde el segundo transceptor 2 resultados de mediciones de la
calidad de la señal.
Estos resultados comprenden una indicación de
calidad según una FEC, una BER, un pseudoerror, un nivel de señal
recibida o una relación
señal/ruido-más-interferencia
C/(N+I) determinada en el segundo transceptor 2 para las señales
anteriores que se transmitieron a través del enlace de
radiocomunicaciones. De este modo, los resultados de las mediciones
indican las condiciones de ese momento en el enlace de
radiocomunicaciones entre los dos transceptores 1, 2.
Las señales compuestas por los medios de
multiplexado del primer transceptor 1 se deben transmitir sobre el
enlace de radiocomunicaciones en tramas o ráfagas, comprendiendo
cada trama o ráfaga varios paquetes. Basándose en la cantidad del
tráfico de salida de ese momento, en las condiciones de ese momento
sobre el camino de transmisión y en la clase respectiva a la que
estaban asociados los paquetes de una ráfaga, en este orden de
prioridad, los medios de procesado del primer transceptor 1
determinan según un funcionamiento de tiempo real una combinación
óptima de la modulación, la codificación y la potencia de
transmisión para una ráfaga que comprenda estos paquetes de una
manera que garantice una eficacia óptima en la interfaz aérea.
La velocidad binaria se puede reducir, por
ejemplo, seleccionando un esquema sencillo de modulación y/o
codificación siempre que se detecten unas condiciones deficientes
del canal por cuanto las mismas no se pueden compensar por medio de
una potencia de transmisión mayor. Además, los medios de procesado
de la primera unidad 1 pueden decidir que algunos paquetes deban
situarse a la cola en una memoria intermedia antes de su
transmisión o que se descarten por completo, para garantizar que
también en el caso de condiciones deficientes del enlace de
radiocomunicaciones se puede cumplir el tiempo de transmisión
requerido para los paquetes de tráfico de tiempo real o de un
tráfico de otra clase sensible a los retardos. Los paquetes también
se pueden situar en primer lugar a la cola de una memoria
intermedia y a continuación se pueden descartar posteriormente si es
que todavía no pueden ser reenviados después del almacenamiento
intermedio. De este modo, la invención resulta particularmente
ventajosa para conexiones que contienen una cierta parte de tráfico
de baja prioridad o tráfico que no es sensible a los retardos.
A continuación, los medios de codificación
adaptativa del primer transceptor 1 codifican las ráfagas o tramas
de salida según el esquema de codificación determinado, los medios
de modulación adaptativa del primer transceptor 1 modulan las
ráfagas o tramas codificadas con el esquema de modulación
determinado, y el transmisor transmite las ráfagas o tramas
moduladas con la potencia de transmisión determinada a través del
enlace de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto hacia
el segundo transceptor 2. La transmisión a través de la interfaz
aérea se indica nuevamente en la figura mediante una flecha.
La modulación y la codificación de las señales
que se deben transmitir y la potencia de transmisión se pueden
adaptar en el primer transceptor 1 ráfaga a ráfaga o trama a trama
respectivamente cada vez que haya disponibles mediciones nuevas de
la calidad de la señal.
El receptor del segundo transceptor 2 recibe las
señales y, después de un procesado adecuado, que incluye
demodulación, decodificación y posiblemente demultiplexado, se
ocupa de reenviar las señales hacia por lo menos un elemento de red
conectado a través de una o más de entre las interfaces 21,
22,...,2m de red indicadas en la figura igualmente por una
flecha.
En muchos casos, las ráfagas están incluidas en
tramas de longitud fija, y después del final de la ráfaga, podrían
queda tiempo libre antes del final de la trama. Durante este
tiempo, el transmisor del primer transceptor 1 se apaga para evitar
la generación de interferencias innecesarias en otros enlaces sobre
el mismo canal o en otros sistemas. En contraposición a los
aspectos de la invención presentados anteriormente, que se refieren
todos ellos a la capa MAC del sistema, este aspecto se refiere a la
capa PHY del sistema.
En la figura 1, la transmisión de señales se
indica únicamente en una dirección, aunque se puede llevar a cabo
de forma correspondiente una transmisión en la dirección opuesta.
En este caso, el segundo transceptor 2 realiza todas las tareas
descritas anteriormente para el primer transceptor 1 y
viceversa.
En el caso de la TDD, para compensar modulaciones
sencillas se puede usar además la asignación de intervalos de
tiempo TDD a las diferentes direcciones de transmisión del sistema.
Por ejemplo, en el caso de unas condiciones climatológicas malas,
las cuales requieren una modulación más sencilla para obtener una
buena relación señal/ruido (S/N), a este tráfico se le asignan más
intervalos de tiempo para mantener una capacidad suficiente, en el
caso de que en la otra dirección en este momento únicamente se
necesite una capacidad pequeña. De este modo, se implementa una
asimetría de capacidad adaptativa entre las direcciones
opuestas.
La figura 2 presenta esquemáticamente de forma
más detallada una posible implementación de un transceptor según la
invención.
El transceptor representado comprende, para su
funcionamiento como unidad transmisora, un primer MAC 31, un
codificador FEC 32, un modulador 33 y un transmisor TX 34. Una
salida del MAC 31 está conectada a través del codificador FEC 32 y
el modulador 33 a una entrada del transmisor 34. Además, el MAC 31
tiene un acceso de control directo para controlar entradas del
codificador FEC 32, el modulador 33 y el transmisor 34. Por otra
parte, el MAC 31 está conectado, normalmente a través de un
multiplexor, a interfaces de elementos de red desde los cuales se
van a transmitir señales a través de un enlace de
radiocomunicaciones de microondas, no mostrándose en la figura 2 el
multiplexor, las interfaces y los elementos de red mencionados.
El transceptor comprende, para su funcionamiento
como unidad receptora, un receptor RX 44, un demodulador 43, un
decodificador FEC 32 y un segundo MAC 41. Una salida del receptor
44 está conectada a través del demodulador 43 y el decodificador FEC
32 a una entrada del MAC 41. El MAC 41 tiene además un acceso de
control al demodulador 43. Por otra parte, el MAC 41 está
conectado, preferentemente a través de un demultiplexor, a
interfaces de elementos de red a los cuales se deben reenviar
señales recibidas a través de un enlace de radiocomunicaciones de
microondas, no mostrándose en la figura 2 el demultiplexor, las
interfaces y los elementos de red menciona-
dos.
dos.
La salida del transceptor 34 y la entrada del
receptor 44 están conectadas a través de un duplexor 35 a una
antena altamente direccional 40. La antena 40 proporciona la
conexión de radiocomunicaciones con el otro extremo del sistema de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto, es decir, en la
figura 1 con el otro transceptor 2 ó 1 respectivo.
Finalmente, el transceptor comprende un
microprocesador 45. El microprocesador 45, tiene, por un lado,
acceso al primer MAC 31, y, por el otro lado, entradas para señales
de control provenientes del receptor 44, el demodulador 43 y el
decodificador FEC 42.
En primer lugar se explicará la función receptora
del transceptor de la figura 2.
Las señales de microondas transmitidas por el
transceptor del otro extremo del sistema de radiocomunicaciones de
microondas de punto a punto son recibidas por las antenas 40 y
proporcionadas al duplexor 35. El duplexor 35, que se usa para
gestionar las dos direcciones de señalización desde y hacia la
antena 40, reenvía todas las señales recibidas hacia el receptor
44. El receptor 44 reenvía las señales adicionalmente a través del
demodulador 43, el cual demodula las señales, y el decodificador FEC
42, el cual decodifica las señales, hacia el MAC 41. El MAC 41
finalmente reenvía las señales a un demultiplexor (no mostrado), el
cual demultiplexa las señales procesadas y las reenvía hacia los
elementos de red respectivos a los cuales están destinadas dichas
señales. El MAC 41 puede, aunque no necesariamente, proporcionar
información de control al demodulador 43, para permitir que dicho
demodulador 43 sepa qué tipo de señal recibirá probablemente. Como
alternativa, el demodulador 43 se puede diseñar de manera que reciba
información de control para la demodulación desde un canal de
control usando un esquema de modulación predeterminado el cual es
preferentemente un esquema de modulación robusto. A continuación, el
demodulador 43 siempre puede recibir la información sobre la
modulación usada. De este modo, los siguientes datos entrantes
modulados se pueden recibir correctamente, ya que se conoce el
esquema de modulación usado.
Basándose en las señales recibidas
respectivamente, el receptor 44, el demodulador 43 y el
decodificador FEC 42 proporcionan adicionalmente señales de control
al microprocesador 45, el cual comprende inteligencia para
gestionar la información en señales de control recibidas.
Más específicamente, el receptor 44 proporciona a
las señales de control información sobre el nivel de señal recibida
(RSL) de señales recibidas. El demodulador 43 proporciona a las
señales de control información sobre la calidad de la señal, por
ejemplo, sobre la
relación/ruido-más-interferencia
S/(N+I). El decodificador FEC 42 proporciona a las señales de
control información sobre la calidad de la señal recibida, por
ejemplo, informando sobre las correcciones necesarias para la
señal.
Para la función de transmisión del transceptor,
las señales que se deben transmitir llegan al MAC 31, posiblemente
a través de un multiplexor (no mostrado) el cual multiplexa señales
procedentes de interfaces conectadas. El MAC 31 reenvía las señales
multiplexadas recibidas a través del codificador FEC 32, el cual
codifica las señales, y el modulador 33, el cual modula las
señales, hacia el transmisor 34. El transmisor 34 transmite las
señales recibidas con una potencia de transmisión seleccionada a
través del duplexor 35 y la antena 40 hacia el otro extremo del
sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto.
Para adaptar las transmisiones respectivas a
través del enlace de radiocomunicaciones de microondas del sistema
según la invención, el microprocesador 45 proporciona información
sobre la calidad de la señal recibida, etcétera, al MAC transmisor
31. El MAC 31 determina adicionalmente la cantidad de tráfico de
salida de ese momento y clasifica los paquetes que van a ser
transmitidos. Basándose en la información determinada y en la
información recibida, el MAC 31 controla el codificador FEC 32, el
modulador 33 y el transmisor 34 a través de la entrada de control
respectiva, para obtener la combinación óptima de las
configuraciones correspondientes a las señales que se van a
transmitir tal como se ha explicado en relación con la figura 1. De
este modo, el MAC 31 controlará una adaptación de la codificación
realizada por el codificador FEC 32, el esquema de modulación usado
por el modulador 33 y la potencia de transmisión utilizada por el
transmisor 34.
El transceptor presentado en la figura 2 adapta
las transmisiones a través del enlace de radiocomunicaciones
basándose en mediciones de la calidad de la señal sobre señales
recibidas. Como alternativa, la adaptación se puede basar en
mediciones de calidad de la señal realizadas en el otro extremo del
enlace de radiocomunicaciones. En este caso, en señales
subsiguientes transmitidas por este otro extremo y recibidas a
través de la antena 40 se puede incluir información sobre la
calidad de la señal de señales recibidas en el otro extremo del
enlace de radiocomunicaciones. A continuación, esta información se
extrae de las señales después de la demodulación y de la
decodificación y se proporciona al microprocesador 45. Esta
información de realimentación se puede incluir en la parte del
tráfico de control interno de las señales enviadas desde la unidad
receptora a la unidad transmisora a través del enlace
bidireccional.
Aunque la invención se ha descrito aplicada a una
forma de realización preferida, se entenderá que, sin desviarse con
respecto al espíritu de la invención, los expertos en la materia
pueden realizar diversas omisiones, sustituciones y cambios en los
detalles de los dispositivos y métodos descritos. Se admite también
expresamente que algunas de las características y etapas descritas
puedan ser omitidas. Por otra parte, debería reconocerse que las
estructuras y/o elementos y/o etapas de métodos mostrados y/o
descritos en relación con cualquier forma o forma de realización
dada a conocer de la invención se pueden incorporar en cualquier
otra forma o forma de realización dada a conocer o descrita o
sugerida como un aspecto general de elección del diseño. Por esta
razón, la intención debe quedar limitada únicamente según indique
el alcance de las reivindicaciones adjuntas en el presente
documento.
Claims (22)
1. Método para transmitir señales a través de un
enlace de radiocomunicaciones desde una unidad transmisora (1, 2) a
una unidad receptora (2, 1) de un sistema de radiocomunicaciones,
en el que dichas señales comprenden paquetes, y en el que dichas
señales son moduladas por dicha unidad transmisora (1, 2) para su
transmisión con una modulación adaptativa de tiempo real,
adaptándose dicha modulación sobre la base de mediciones de la
calidad de la señal indicativas de las condiciones de propagación
sobre el enlace de radiocomunicaciones caracterizado
porque
- -
- dicho enlace de radiocomunicaciones es un enlace de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto y dicho sistema de radiocomunicaciones es un sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto;
- -
- dichos paquetes de dichas señales se clasifican antes de su transmisión basándose en por lo menos un parámetro de calidad de servicio asociado a cada paquete; y
- -
- dicha modulación se adapta además sobre la base de la cantidad de tráfico de ese momento y de la clasificación de paquetes incluidos en las señales.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
además se aplica una codificación adaptativa a dichas señales por
medio de dicha unidad transmisora (1, 2), adaptándose dicha
codificación sobre la base de la cantidad de tráfico de ese momento,
de dichas mediciones de la calidad de la señal, y de dicha
clasificación de paquetes incluidos en las señales.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el
que además dicha unidad transmisora (1, 2) utiliza una potencia de
transmisión adaptativa para transmitir señales, adaptándose dicha
potencia de transmisión sobre la base de la cantidad de tráfico de
ese momento, de dichas mediciones de la calidad de la señal, y de
dicha clasificación de paquetes incluidos en las señales.
4. Método según la reivindicación 3, en el que
dicha potencia de transmisión adaptativa se puede reducir a cero,
cuando no existan paquetes a enviar.
5. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dicha clasificación asigna a cada paquete una
prioridad específica, y en el que se almacenan en memoria
intermedia o se descartan paquetes dependiendo de su prioridad, si
dicho almacenamiento en memoria intermedia o descarte es necesario
según dichas mediciones de la calidad de la señal para mantener una
calidad de la señal y/o una velocidad binaria deseadas para otros
paquetes a los cuales se les asignó una prioridad superior.
6. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dicho enlace de radiocomunicaciones de
microondas de punto a punto se utiliza de forma bidireccional
usando un dúplex de división de frecuencia (FDD).
7. Método según una de las reivindicaciones 1 a
5, en el que dicho enlace de radiocomunicaciones de microondas de
punto a punto se utiliza de forma bidireccional usando intervalos
de tiempo dúplex por división de tiempo (TDD) para la transmisión de
dichas señales, y en el que se adapta una asignación de intervalos
de tiempo TDD a cada dirección basándose en la cantidad de tráfico
de ese momento, en dichas mediciones de la calidad de la señal, y
en dicha clasificación de paquetes incluidos en las señales.
8. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichas adaptaciones se basan en dicha cantidad
de tráfico, dichas mediciones de la calidad de la señal y dicha
clasificación de paquetes en este orden de prioridad.
9. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichos paquetes son paquetes de protocolo de
Internet (IP), y en el que dicho por lo menos un parámetro de la
calidad de servicio en el cual se basa dicha clasificación de
paquetes es información incluida en un campo de servicios
diferenciados (DiffServ) de un encabezamiento de un paquete IP
respectivo.
10. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dicho por lo menos un parámetro de la calidad
de servicio en el que se basa dicha clasificación de paquetes
indica si para un paquete debe proporcionarse una calidad
garantizada de tráfico o un tráfico del mejor esfuerzo.
11. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dicho por lo menos un parámetro de la calidad
de servicio en el que se basa dicha clasificación de paquetes
indica si un paquete comprende tráfico de tiempo real o de tiempo no
real.
12. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichas mediciones de la calidad de la señal
comprenden por lo menos una de entre: un nivel de señal recibida,
una indicación de la calidad basada en la corrección de errores
hacia adelante (FEC), una detección de pseudoerrores, y una
relación
señal/ruido-más-interferencia
(C/(N+I)).
13. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichas mediciones de la calidad de la señal
son efectuadas por dicha unidad receptora (2, 1).
14. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichas señales comprenden paquetes de carga
útil y/o tráfico de control interno.
15. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dicho enlace de radiocomunicaciones de
microondas de punto a punto se utiliza para transmisiones
bidireccionales, y en el que dicha unidad transmisora (1, 2) recibe
desde dicha unidad receptora (2, 1), a través de dicho enlace de
radiocomunicaciones, señales que incluyen tráfico de control
interno, comprendiendo dicho tráfico de control interno información
de realimentación sobre la medición de la calidad de la señal en
dicha unidad receptora (2, 1) de señales transmitidas a través de
dicho enlace de radiocomunicaciones desde dicha unidad transmisora
(1, 2) hacia dicha unidad receptora (2, 1).
16. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichas señales comprenden paquetes de varias
interfaces (11, 12,...,1n; 21, 22,...,2m) de red.
17. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que existe siempre la misma cantidad de
intervalos de tiempo disponibles para un enlace de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto
bidireccional.
18. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que cada unidad transmisora (1, 2) de un enlace de
radiocomunicaciones de microondas de punto a punto evalúa ella
misma dicha cantidad de tráfico, dichas mediciones de la calidad de
la señal y dicha clasificación de paquetes para controlar sus
propias transmisiones.
19. Método según una de las reivindicaciones 1 a
17, en el que dicho enlace de radiocomunicaciones de microondas de
punto a punto se puede usar de forma bidireccional, y en el que un
extremo de dicho enlace de radiocomunicaciones evalúa dicha
cantidad de tráfico, dichas mediciones de la calidad de la señal y
dicha clasificación de paquetes para controlar las transmisiones en
cada extremo de dicho enlace de radiocomunicaciones.
20. Sistema de radiocomunicaciones que comprende
dos unidades (1, 2) entre las cuales se van a transmitir señales que
incluyen paquetes por lo menos en una dirección a través de un
enlace de radiocomunicaciones, y unos medios (31, 33, 35, 40, 42 a
45) para modular dichas señales con vistas a su transmisión con una
modulación adaptativa de tiempo real, adaptándose dicha modulación
sobre la base de mediciones de la calidad de la señal indicativas
de las condiciones de propagación sobre el enlace de
radiocomunicaciones, caracterizado porque
- -
- dicho sistema de radiocomunicaciones es un sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto y dicho enlace de radiocomunicaciones es un enlace de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto;
- -
- dichas dos unidades (1, 2) comprenden unos medios (31) para clasificar dichos paquetes antes de su transmisión sobre la base de por lo menos un parámetro de la calidad de servicio asociado a cada paquete; y
- -
- dichos medios (31, 33, 35, 40, 42 a 45) para modular dichas señales con vistas a su transmisión modulan dichas señales con una modulación, la cual se adapta de forma adicional basándose en la cantidad de tráfico de ese momento y en la clasificación de paquetes incluidos en las seña- les.
21. Unidad transmisora (1, 2) para un sistema de
radiocomunicaciones que comprende unos medios (34, 35, 40) para
transmitir señales a través de un enlace de radiocomunicaciones
hacia una unidad receptora (2, 1) de dicho sistema de
radiocomunicaciones, y medios (31, 33, 45) para modular dichas
señales con vistas a su transmisión con una modulación adaptativa
de tiempo real, adaptándose dicha modulación sobre la base de
mediciones de la calidad de la señal indicativas de las condiciones
de propagación sobre el enlace de radiocomunicaciones
caracterizada
porque
porque
- -
- dicho sistema de radiocomunicaciones es un sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto y dicho enlace de radiocomunicaciones es un enlace de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto;
- -
- dicha unidad transmisora (1, 2) comprende unos medios (31) para clasificar dichos paquetes antes de su transmisión basándose en por lo menos un parámetro de la calidad de servicio asociado a cada paquete; y
- -
- dichos medios (31, 33, 45) para modular dichas señales con vistas a su transmisión modulan dichas señales con una modulación, la cual se adapta además sobre la base de la cantidad de tráfico de ese momento y de la clasificación de paquetes incluidos en las señales.
22. Unidad transceptora (1, 2) para un sistema de
radiocomunicaciones que comprende unos medios (34, 35, 40) para
transmitir señales a través de un enlace de radiocomunicaciones
hacia una unidad receptora (2, 1) de dicho sistema de
radiocomunicaciones, unos medios (31, 33, 35, 40, 42 a 45) para
modular dichas señales con vistas a su transmisión con una
modulación adaptativa de tiempo real, adaptándose dicha modulación
sobre la base de mediciones de la calidad de la señal indicativas de
las condiciones de propagación sobre el enlace de
radiocomunicaciones y medios (40 a 45) para recibir señales a
través de un enlace de radiocomunicaciones desde una unidad
transmisora (2, 1) de dicho sistema de radiocomunicaciones
caracterizada porque
- -
- dicho sistema de radiocomunicaciones es un sistema de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto y dicho enlace de radiocomunicaciones es un enlace de radiocomunicaciones de microondas de punto a punto;
- -
- dicha unidad transceptora (1, 2) comprende unos medios (31) para clasificar dichos paquetes antes de su transmisión basándose en por lo menos un parámetro de la calidad de servicio asociado a cada paquete; y
- -
- dichos medios (31, 33, 35, 40, 42 a 45) para modular dichas señales con vistas a su transmisión modulan dichas señales con una modulación, la cual se adapta además sobre la base de la cantidad de tráfico de ese momento y de la clasificación de paquetes incluidos en las señales.
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