Sistema y método de interfaz de comunicación de acceso múltiple de fase aleatoria.

Un método de comunicación a través de una interfaz de comunicación de acceso múltiple, comprendiendo el método:

transmitir desde una trama de difusión de punto de acceso a una primera etiqueta, donde la trama de difusión se ensancha con un código de PN de canal de difusión;

recibir en el punto de acceso una primera señal desde una primera etiqueta, donde la primera señal se ensancha usando un código de pseudo-ruido

(PN) predeterminado, donde la primera señal se transmite desde la primera etiqueta en un primer tiempo basándose en un primer acceso de intervalo aleatorio y un primer desplazamiento de segmento aleatorio, donde la primera señal incluye primeros datos de cabida útil, donde la primera señal se recibe durante un intervalo de tiempo, donde la primera señal se ensancha usando un primer factor de ensanchamiento basándose en una intensidad medida en la primera etiqueta de la trama de difusión;

recibir en el punto de acceso una segunda señal desde una segunda etiqueta, donde la segunda señal se ensancha usando el código de PN predeterminado, donde la segunda señal se transmite desde la segunda etiqueta en un segundo tiempo basándose en un segundo acceso de intervalo aleatorio y un segundo desplazamiento de segmento aleatorio, donde la segunda señal incluye segundos datos de cabida útil, donde la segunda señal se recibe durante el intervalo de tiempo, y donde al menos una porción de la segunda señal se recibe mientras que al menos una porción de la primera señal se recibe;

identificar los primeros datos de cabida útil desde la primera señal; e

identificar los segundos datos de cabida útil desde la segunda señal.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/036743.

Solicitante: ON-RAMP WIRELESS, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 16885 West Bernardo Drive Suite 255 San Diego, CA 92127 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MYERS,THEODORE J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos... > H04B1/69 (Técnicas de ensanche del espectro)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > Disposiciones para detectar o evitar errores en la... > H04L1/16 (en el cual el canal de retorno lleva señales de control, p. ej. repetición de señales de demanda)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Acceso a canal inalámbrico, p. ej. acceso planificado... > H04W74/08 (Acceso no planificado p. ej. acceso aleatorio, ALOHA o CSMA [Carrier Sense Multiple Access])

PDF original: ES-2525208_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y método de interfaz de comunicación de acceso múltiple de fase aleatoria

Las realizaciones de la presente solicitud se refieren al campo de las comunicaciones. Más específicamente, las realizaciones ejemplares se refieren a sistemas y métodos de interfaz de comunicación de acceso múltiple de fase aleatoria.

Se han desarrollado un número de técnicas de modulación para facilitar las comunicaciones en una red donde están presentes múltiples usuarios. Tales técnicas incluyen acceso múltiple por división de código (CDMA), acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) y acceso múltiple por división en frecuencia (FDMA). CDMA es una tecnología de espectro ensanchado que usa secuencias de números pseudo-aleatorios para modular datos entrantes, transmitiendo múltiples transmisores en la misma señal, y códigos ortogonales (códigos de Walsh) para correlacionar diferentes canales de comunicación. TDMA usa intervalos de tiempo para coordinar múltiples transmisores de enlace ascendente que están transmitiendo en los mismos sub-intervalos. Los usuarios transmiten en rápida sucesión, uno después del otro, usando cada uno su propio intervalo de tiempo, permitiendo a múltiples estaciones compartir el mismo medio de transmisión (por ejemplo, canal de frecuencia de radio) mientras que usan únicamente una porción del ancho de banda disponible total. FDMA asigna a diferentes usuarios con diferentes frecuencias de portadora del espectro de radio.

Además de las técnicas de modulación, existen protocolos para determinar cómo responden los dispositivos de red cuando dos dispositivos intentan usar un canal de datos simultáneamente (denominado una colisión). CSMA/CD (Acceso Múltiple por Detección de Portadora / Detección de Colisión) se usa mediante redes Ethernet para controlar físicamente el tráfico en la línea en las estaciones participantes. Si no tiene lugar transmisión en el momento, la estación particular puede transmitir. Si dos estaciones intentan transmitir simultáneamente, esto produce una colisión, que se detecta mediante todas las estaciones participantes. Después de un intervalo de tiempo aleatorio, las estaciones que colisionaron intentan transmitir de nuevo. Si aparece otra colisión, los intervalos de tiempo a partir del tiempo de espera aleatorio que se seleccionó se aumentan paso a paso. Esto se conoce como una reducción de potencia exponencial.

Se describe un sistema de acceso múltiple en:

CHUAN CHONG CHEN ET AL: "Múltiple delay capture probability and performance of DS-SS slotted ALOFIA packet radio system", COMMUNICATIONS, 25. ICC 25. 25 CONFERENCIA INTERNACIONAL DEL IEEE EN SEÚL, COREA 16-2 de mayo de 25, PISCATAWAY, NJ, ESTADOS UNIDOS, IEEE, vol. 2, 16 de mayo de 25 (16-5-25), páginas 895-9, XP182542, DOI: 1.119/ICC.25.149448 ISBN: 978--783-8938-

Este documento desvela comunicación de acceso múltiple de ALOFIA con intervalos en la que se transmiten señales de datos de cabida útil ensanchadas con el mismo código de PN a un punto de acceso desde diferentes etiquetas, basándose en acceso de intervalo aleatorio y un desplazamiento de segmento aleatorio. Este desplazamiento de segmento aleatorio permite al punto de acceso detectar datos de cabida útil desde las diferentes etiquetas incluso cuando llegan al punto de acceso a tiempos solapantes.

Las técnicas de modulación y prevención de colisiones existentes (incluyendo aquellas anteriormente descritas y otras técnicas conocidas) tienen un número de desventajas intrínsecas que limitan las capacidades y funcionalidades de los sistemas de comunicación que las usan.

La invención se define en las reivindicaciones.

Una realización ejemplar usa una interfaz de comunicación de acceso múltiple de fase aleatoria. La interfaz puede conectarse de manera comunicativa a sistemas y dispositivos usando métodos de modulación de espectro ensanchado sin el uso de códigos ortogonales.

Una interfaz de comunicación de acceso múltiple de fase aleatoria ejemplar conecta de manera comunicativa sistemas y dispositivos usando métodos de modulación de espectro ensanchado. La selección aleatoria de desplazamientos de segmentos (o temporización) como un esquema de acceso múltiple permite la transmisión de datos no coordinados sin necesitar asignarse a un "código" único. Todos los usuarios transmiten usando el mismo código de PN (pseudo ruido) de manera que puede usarse un desensanchador de matriz de PN en el punto de acceso. Si se reciben dos señales en el punto de acceso en el mismo desplazamiento de PN (o la suma del desplazamiento de PN con el retardo de transmisión en el número de segmentos produce el mismo valor para 2 o más transmisiones), entonces ha ocurrido una "colisión" y puede no ser posible demodular estas 2 o más señales. La aleatorización de desplazamientos de temporización cada vez significa que cualquier "colisión" que aparece únicamente aparece durante esa trama. Se usa un esquema de retransmisión y un nuevo desplazamiento aleatorizado para pasar en el siguiente intento.

Una realización ejemplar incluye un transmisor en la etiqueta (enlace ascendente) y un método de transmisión de señales desde la etiqueta a un punto de acceso. Cada etiqueta incluye su propio transmisor que transmite información en la forma de tramas. Una trama puede formarse a partir de información proporcionada en un canal que tiene una velocidad de datos fija. Los datos pueden ensancharse usando el mismo código de pseudo-ruido (PN), y pueden tener un desplazamiento de segmento seleccionado de manera aleatoria. El transmisor aplica también rotación de frecuencia y corrección de reloj de muestra para coincidir con el oscilador de referencia del punto de acceso. Una pluralidad de etiquetas se asocia con un único punto de acceso para formar la red. Cada una de la pluralidad de etiquetas transmite información usando el mismo código de PN junto con un desplazamiento de segmento seleccionado de manera aleatoria. La fase se selecciona de manera aleatoria cada trama a través de un gran número de segmentos (es decir, 8192).

Otra realización ejemplar incluye un transmisor en un punto de acceso (enlace descendente) y un método para transmitir señales desde el punto de acceso a las etiquetas. El transmisor del punto de acceso puede ser similar al de las etiquetas. Sin embargo, el transmisor del punto de acceso usa un código de PN único para cada una de las etiquetas con las que se comunica. El uso de distintos códigos de PN para cada etiqueta proporciona seguridad y permite a cada etiqueta ignorar señales que se dirigen hacia otras etiquetas. Las tramas transmitidas mediante el punto de acceso incluyen también un preámbulo de aproximadamente 9 símbolos para permitir la rápida adquisición en las etiquetas.

Otra realización ejemplar incluye un demodulador en la etiqueta y un método para demodular señales recibidas mediante la etiqueta. Se aplica una multiplicación que deshace la rotación de control de frecuencia automático (AFC) a las señales recibidas en la etiqueta. La multiplicación que deshace la rotación de AFC es una operación compleja de 1 bit con una salida compleja de 1 bit de manera que se mejora el recuento de la puerta. La etiqueta usa un desensanchador de matriz de PN que aprovecha los enormes ahorros computacionales en la trayectoria de datos de 1 bit.

Otra realización ejemplar incluye un demodulador en el punto de acceso y un método para demodular señales recibidas en el punto de acceso. El demodulador del punto de acceso tiene capacidad para demodular simultáneamente varios miles o más enlaces recibidos desde las etiquetas. Para demodular un gran número de enlaces de este tipo, el demodulador del punto de acceso incluye un desensanchador de matriz de PN.

Otra realización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de comunicación a través de una interfaz de comunicación de acceso múltiple, comprendiendo el método:

transmitir desde una trama de difusión de punto de acceso a una primera etiqueta, donde la trama de difusión se ensancha con un código de PN de canal de difusión; recibir en el punto de acceso una primera señal desde una primera etiqueta, donde la primera señal se ensancha usando un código de pseudo-ruido (PN) predeterminado, donde la primera señal se transmite desde la primera etiqueta en un primer tiempo basándose en un primer acceso de intervalo aleatorio y un primer desplazamiento de segmento aleatorio, donde la primera señal incluye primeros datos de cabida útil, donde la primera señal se recibe durante un intervalo de tiempo, donde la primera señal se ensancha usando un primer factor de ensanchamiento basándose en una intensidad medida en la primera etiqueta de la trama de difusión; recibir en el punto de acceso una segunda señal desde una segunda etiqueta, donde la segunda señal se ensancha usando el código de PN predeterminado, donde la segunda señal se transmite desde la segunda etiqueta en un segundo tiempo basándose en un segundo acceso de intervalo aleatorio y un segundo desplazamiento de segmento aleatorio, donde la segunda señal incluye segundos datos de cabida útil, donde la segunda señal se recibe durante el intervalo de tiempo, y donde al menos una porción de la segunda señal se recibe mientras que al menos una porción de la primera señal se recibe; identificar los primeros datos de cabida útil desde la primera señal; e identificar los segundos datos de cabida útil desde la segunda señal.

2. El método de la reivindicación 1, donde el primer desplazamiento de segmento aleatorio es entre cero y el primer factor de ensanchamiento menos uno. 25

3. El método de la reivindicación 1, donde se identifican los primeros datos de cabida útil usando un desensanchador de matriz de PN, y donde adicionalmente se identifican los segundos datos de cabida útil usando el desensanchador de matriz de PN.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente demodular una pluralidad de hipótesis de segmentos para identificar la primera señal.

5. El método de la reivindicación 4, donde la demodulación comprende adicionalmente usar una comprobación de

redundancia cíclica (CRC) para cada una de la pluralidad de hipótesis de segmentos para validar los primeros datos 35 de cabida útil.

6. Un sistema de comunicación a través de una interfaz de comunicación de acceso múltiple, comprendiendo el sistema:

una primera etiqueta que tiene:

un primer receptor configurado para recibir una trama de difusión transmitida desde un punto de acceso; y un primer transmisor configurado para transmitir primeros datos de cabida útil en una primera señal, donde se transmite la primera señal en un primer tiempo basándose en un primer acceso de intervalo 45 aleatorio y un primer desplazamiento de segmento aleatorio, donde la primera señal se ensancha usando un código de pseudo-ruido (PN) predeterminado donde la primera señal se recibe durante un intervalo de tiempo, donde la primera señal se ensancha usando un primer factor de ensanchamiento basándose en una intensidad medida en la primera etiqueta de la trama de difusión; teniendo una segunda etiqueta un segundo transmisor configurado para transmitir segundos datos de cabida útil en una segunda señal, donde la segunda señal se transmite en un segundo tiempo basándose en un segundo desplazamiento de segmento aleatorio y un segundo desplazamiento de temporización aleatorio, y donde la segunda señal se ensancha usando el código de PN predeterminado, donde la segunda señal se recibe en el punto de acceso durante el intervalo de tiempo, y donde al menos una porción de la segunda señal se recibe mientras que al menos una porción de la primera señal se recibe; y 55 estando el punto de acceso en comunicación con la primera etiqueta y con la segunda etiqueta, donde el punto de acceso comprende; un receptor configurado para recibir la primera señal y la segunda señal; y un transmisor configurado para transmitir la trama de difusión a la primera etiqueta, donde la trama de difusión se ensancha con un código de PN de canal de difusión.

7. El sistema de la reivindicación 6, donde el primer desplazamiento de segmento aleatorio es entre cero y el primer factor de ensanchamiento menos uno.

8. El sistema de la reivindicación 6, donde el punto de acceso comprende adicionalmente una matriz de 65 desensanchamiento configurada para desensanchar la primera señal y la segunda señal.

9. El sistema de la reivindicación 6, donde el punto de acceso comprende adicionalmente un demodulador configurado para demodular una pluralidad de hipótesis de segmentos para identificar la primera señal.

10. El sistema de la reivindicación 9, donde el demodulador incluye una comprobación de redundancia cíclica 5 configurada para validar los primeros datos de cabida útil.

11. Un punto de acceso para uso en un sistema de comunicación de acceso múltiple, comprendiendo el punto de acceso:

un procesador; un transmisor configurado para transmitir una trama de difusión a una primera etiqueta, donde la trama de difusión se ensancha con un código de PN de canal de difusión; un receptor en comunicación con el procesador y configurado para:

recibir una primera señal desde la primera etiqueta, donde la primera señal incluye primeros datos de cabida útil, donde la primera señal se transmite en un primer tiempo basándose en un primer acceso de intervalo aleatorio y un primer desplazamiento de segmento aleatorio, donde la primera señal se ensancha usando un código de pseudo-ruido (PN) predeterminado, donde la primera señal se recibe durante un intervalo de tiempo, donde la primera señal se ensancha usando un primer factor de ensanchamiento basándose en una intensidad medida en la primera etiqueta de la trama de difusión; y recibir una segunda señal desde una segunda etiqueta, donde la segunda señal incluye segundos datos de cabida útil, donde la segunda señal se transmite en un segundo tiempo basándose en un segundo acceso de intervalo aleatorio y un segundo desplazamiento de segmento aleatorio, donde la segunda señal se ensancha usando el código de PN predeterminado, donde la segunda señal se recibe durante el intervalo de tiempo, y donde al menos una porción de la segunda señal se recibe mientras que al menos una porción de la primera señal se recibe.

12. El punto de acceso de la reivindicación 11, donde el primer desplazamiento de segmento aleatorio es entre cero y el primer factor de ensanchamiento menos uno. 30

13. El punto de acceso de la reivindicación 11, que comprende adicionalmente un demodulador que tiene una matriz de desensanchamiento, donde la matriz de desensanchamiento está configurada para desensanchar la primera señal y la segunda señal.

14. El punto de acceso de la reivindicación 11, donde el transmisor está configurado adicionalmente para transmitir una señal adicional a la segunda etiqueta, donde la señal se ensancha adicionalmente con un código de PN que es específico para la segunda etiqueta.

15. El punto de acceso de la reivindicación 14, donde la señal comprende adicionalmente un mensaje de acuse de 40 recibo que verifica la recepción mediante el punto de acceso de la segunda señal.