SISTEMA DE RADIOTRANSMISION Y PROCEDIMIENTO PARA SU FUNCIONAMIENTO.

Sistema de radiotransmisión con

una red ad hoc (31) con varios nodos (30),

mediante la cual se transmiten paquetes de datos con una forma de onda predeterminada,

un dispositivo de valoración (35) para cada nodo (30) que valora la calidad de la transmisión de los paquetes de datos a través de la red ad hoc (31) y

un canal de orientación (32), a través del cual se transmiten los paquetes de datos cuando el dispositivo de valoración (35) valora insuficiente la calidad de la transmisión de los paquetes de datos a través de la red ad hoc (31)

siendo el canal de orientación (32) un canal que no forma parte de la red ad hoc (31), caracterizado porque cada nodo (30) del sistema de radiotransmisión presenta un dispositivo de conmutación (36) que conmuta la recepción cíclicamente entre una frecuencia de la red ad hoc (31) y la frecuencia del canal de orientación (32), incluso cuando el dispositivo de valoración (35) ha valorado suficiente la calidad de la transmisión a través de la red ad hoc (31).

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Sistema de radiotransmisión y procedimiento para su funcionamiento.

La invención se refiere a un sistema de radiotransmisión y un procedimiento correspondiente para su funcionamiento.

Los conceptos modernos de redes de radiotransmisión, como los conceptos Network-Centric-War-fare, proporcionan informaciones de una forma adecuada y sin retardo de tiempo en todos los sitios donde son necesarias. Ya en la actualidad se están desarrollando con gran intensidad sistemas de comunicación adecuados; se exigen unos requisitos estrictos de los mismos, p. ej. una gran movilidad, la máxima interoperabilidad posible (p. ej. también con autoridades civiles (autoridades y organizaciones con funciones de seguridad)), transparencia de las redes (alámbricas/inalámbricas, PSTN, ISDN, LAN, WAN/red de radiotransmisión/red de radioenlace dirigido, militar/civil), accesibilidad universal, transmisión de informaciones en la combinación reconocimiento/dirección/efecto: informe sobre la posición, representación de la situación, identificación de amigo o enemigo, datos de sensores, imágenes de cámaras digitales, seguimiento por GPS, e-mail, mensajes cortos, otros servicios IP, posibilidad de conexión en red móvil espontánea (MANET) e independencia de una infraestructura.

El tipo de la comunicación de usuarios altamente móviles de una red, como de tropas tácticas, cambia cada vez más. Hasta ahora, el objetivo principal era casi exclusivamente la aplicación comunicación segura por voz, es decir, por voz codificada y resistente a posibles fuentes de parásitos.

Actualmente, además de la radiotelefonía existe cada vez más el deseo de una conexión en red de distintos usuarios de la comunicación con accesibilidad personal. Este tipo de conexión en red requiere una interoperabilidad de las técnicas de comunicación y una integración de redes para formar sistemas combinados.

Por razones de la interoperabilidad, para la conexión en red de la comunicación de datos a través de las distintas redes es necesario el uso de protocolos de Internet, p. ej. TCP/IP. La realización radiotécnica puede ser de banda estrecha, p. ej. con 1.5 MIL-STD-188-220 B. El estándar especifica los niveles inferiores de protocolo para una interoperabilidad de equipos radioeléctricos tácticos.

La radiotransmisión táctica está basada en canales que actualmente tienen un ancho de banda de 25 kHz, a través de los cuales pueden transmitirse habitualmente 16 kbit/s bruto, con FEC hasta 9,6 kbit/s. El uso de protocolos de Internet estándares para la realización de una conexión en red móvil espontánea (MANET) en la radiocomunicación militar sería una solución rápida y económica. No obstante, esto requiere velocidades de datos del orden de Mbit/s y, por lo tanto, anchos de banda del orden de MHz. Por lo tanto, no pueden usarse en los canales radioeléctricos que sólo tienen un ancho de 25 kHz. Los equipos radioeléctricos con anchos de banda tan grandes, hasta ahora no se han usado en el área táctica hasta el nivel de una compañía.

En el caso de una propagación de las señales de radio a lo largo de la superficie terrestre (es decir, sin propagación en el espacio libre como en el caso de plataformas volantes), los equipos radioeléctricos con elevadas velocidades de datos y, por lo tanto, con grandes anchos de banda de la señal están sujetos a las siguientes restricciones: Para un empleo efectivo es recomendable una gama de frecuencias más elevada (225 MHz a 400 MHz, pero también de hasta 2 GHz o más). No obstante, el alcance de las señales de radio se reduce a medida que aumenta la frecuencia. El aumento de la potencia de emisión sólo aumenta este alcance moderadamente. Si la potencia de emisión se multiplica por ocho, el alcance sólo se duplica.

El ancho de banda necesario es proporcional a la velocidad de datos deseada. No obstante, el alcance se reduce a medida que aumenta el ancho de banda. Esto conlleva que al aumentarse la velocidad de datos de 16 kbit/s a 1,6 Mbit/s, el alcance se reduce aprox. lo que corresponde al factor 5. Puesto que unos anchos de banda grandes requieren por lo general frecuencias de emisión más elevadas, porque, por ejemplo, ya no puede aprovecharse la gama de frecuencias táctica de 30 MHz a 88 MHz por el gran ancho de banda y la ocupación densa, debe contarse con otra pérdida de alcance.

Unos tipos de modulación de orden superior requieren relaciones señal/ruido más elevadas, por lo que se consigue con la misma potencia de emisión un menor alcance que en caso de usarse procedimientos de modulación más sencillos.

El número de equipos radioeléctricos necesarios para la cobertura por radiotransmisión depende en gran medida del alcance. Este depende a su vez de la gama de frecuencias, de la relación señal/ruido necesaria, de la velocidad de datos o del ancho de banda de la señal y de la potencia de emisión.

Los documentos 196 51 593 A1 y DE 198 07 931 A1 se refieren a una optimización de estos parámetros.

Los equipos radioeléctricos de banda ancha para elevadas velocidades de datos son sin duda alguna la solución ideal para la comunicación conectada en red. No obstante, su alcance de radiotransmisión está limitado. Los equipos radioeléctricos con canales de 25 kHz se caracterizan por velocidades de datos medias, grandes alcances y procedimientos de modulación robustos. Por lo tanto, son imprescindibles en el uso táctico. Además de ofrecer una radiotelefonía segura, pueden ser integrados en redes de datos actuales y futuras con protocolos que soportan IP, como MIL-STD-188-220 B.

Con el MIL-STD-188-220 B pueden realizarse incluso redes autoorganizadas con enrutamiento automático, en las que se soportan aplicaciones basadas en el protocolo de Internet IP. De este modo puede ampliarse la radiotelefonía táctica convencional resultando una red de campo de combate digital, como está representado en la fig. 1.

El sistema de hardware/software combinado 1 garantiza la comunicación Internet/intranet moderna a través de distintos medios de transmisión. El sistema Signal Management & Control System 2 automatiza la radiocomunicación en barcos, mientras que el sistema Signal Management & Control System 3 organiza la radiocomunicación de las unidades con base en tierra firme. Todos los sistemas 1 a 3 están integrados en la red ad hoc MANET 4.

Las propiedades de las redes alámbricas y las redes de radiotransmisión (casi estacionarias) con elevadas velocidades de datos, como por ejemplo redes de radioenlace dirigido, se distinguen considerablemente de redes de radiotransmisión tácticas móviles. Los equipos radioeléctricos tácticos que se usan convencionalmente ofrecen actualmente velocidades de datos de un máximo de 16 kbit/s. La generación de equipos radioeléctricos recientemente introducidos en el mercado soporta hasta 72 kbit/s.

Los equipos radioeléctricos para la radiotelefonía táctica con velocidades de datos del orden de Mbit/s aún están en la fase de desarrollo. Las soluciones comerciales, como por ejemplo WLAN, sólo ofrecen una solución satisfactoria en casos especiales, puesto que trabajan exclusivamente en una frecuencia predeterminada. El inconveniente esencial de esta solución es que, p. ej., no está protegida contra perturbaciones radioeléctricas intencionadas. Otros inconvenientes de un sistema monocanal se evitan en equipos radioeléctricos de banda ancha modernos futuros gracias a las propiedades que se describirán a continuación, como p. ej. la adaptación de la forma de onda a la calidad variable del canal.

La forma de onda es habitualmente y también en el marco de esta solicitud el concepto que describe la señal de radio en el aire e incluye p. ej. además del tipo de modulación, la velocidad de datos y, dado el caso, la secuencia de saltos de frecuencia o el código de dispersión también la codificación y el cifrado, así como protocolos en el caso de procedimientos modernos.

La calidad y, por lo tanto, la capacidad de los canales radioeléctricos en el uso móvil depende de la topología y de la naturaleza del terreno, así como de la distancia que ha de ser cubierta.

Es decir, la capacidad de canal disponible puede variar entre la velocidad de datos máxima de un equipo radioeléctrico de banda ancha de p. ej. 2 Mbit/s y la de un equipo radioeléctrico de banda estrecha de pocos kbit/s. Además, las propiedades de los canales radioeléctricos son marcadas por las condiciones supletorias físicas. Estas con, p. ej.: amortiguación, reflexión, refracción, difracción,...

1. Sistema de radiotransmisión con

una red ad hoc (31) con varios nodos (30), mediante la cual se transmiten paquetes de datos con una forma de onda predeterminada,

un dispositivo de valoración (35) para cada nodo (30) que valora la calidad de la transmisión de los paquetes de datos a través de la red ad hoc (31) y

un canal de orientación (32), a través del cual se transmiten los paquetes de datos cuando el dispositivo de valoración (35) valora insuficiente la calidad de la transmisión de los paquetes de datos a través de la red ad hoc (31)

siendo el canal de orientación (32) un canal que no forma parte de la red ad hoc (31), caracterizado porque cada nodo (30) del sistema de radiotransmisión presenta un dispositivo de conmutación (36) que conmuta la recepción cíclicamente entre una frecuencia de la red ad hoc (31) y la frecuencia del canal de orientación (32), incluso cuando el dispositivo de valoración (35) ha valorado suficiente la calidad de la transmisión a través de la red ad hoc (31).

2. Sistema de radiotransmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque el canal de orientación (32) tiene una menor frecuencia de transmisión que la red ad hoc (31).

3. Sistema de radiotransmisión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el canal de orientación (32) tiene un tipo de modulación más robusto que la red ad hoc (31).

4. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el canal de orientación (32) tiene una codificación de orden inferior a la que tiene la red ad hoc (31).

5. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el canal de orientación (32) tiene una protección contra errores mejorada y/o una mejor codificación que la red ad hoc (31).

6. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el canal de orientación (32) tiene una mayor potencia de emisión que la red ad hoc (31).

7. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el dispositivo de valoración (35) valora un canal no ocupado por radiocomunicación de la red ad hoc (31) mediante determinación de la magnitud y/o del tipo de las señales parásitas en el canal.

8. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo de valoración (35) valora un canal ocupado por radiocomunicación de la red ad hoc (31) mediante un análisis de las señales de información de los paquetes de datos transmitidos por el canal.

9. Sistema de radiotransmisión según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo de valoración (35) realiza un análisis del diagrama de constelación y/o de la relación señal/ruido y/o de los parámetros de desvanecimiento y/o de la tasa de error de bit.

10. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque para la emisión en el canal de orientación y/o para la recepción del canal de orientación se usa un equipo radioeléctrico de red.

11. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque cada nodo (30) del sistema de radiotransmisión tiene un emisor/receptor separado (34) para la recepción del canal de orientación (32).

12. Sistema de radiotransmisión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque cada nodo (30) del sistema de radiotransmisión tiene un módulo hardware o software para la recepción del canal de orientación (32) que está integrado en un equipo radioeléctrico de red que forma parte del nodo (30).

13. Procedimiento para el funcionamiento de un sistema de radiotransmisión con una red ad hoc (31), a través de la cual se transmiten paquetes de datos con una forma de onda predeterminada y con un canal de orientación (32)

valorándose continuamente la calidad de la transmisión de los paquetes de datos a través de la red ad hoc (31) y transmitiéndose los paquetes de datos a través del canal de orientación (32) cuando la calidad de la transmisión de los paquetes de datos a través de la red ad hoc (31) ha sido valorada como insuficiente,

siendo el canal de orientación (32) un canal que no forma parte de la red ad hoc (31), caracterizado porque

en cada nodo (30) del sistema de radiotransmisión se conmuta la recepción cíclicamente entre una frecuencia de la red ad hoc (31) y la frecuencia del canal de orientación (32) incluso cuando el dispositivo de valoración (35) ha valorado como suficiente la calidad de la transmisión a través de la red ad hoc (31).

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el canal de orientación (32) se hace funcionar con una menor frecuencia de transmisión que la red ad hoc (31).

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque el canal de orientación (32) se hace funcionar con un tipo de modulación de orden inferior al de la red ad hoc (31).

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el canal de orientación (32) se hace funcionar con una protección contra errores mejorada en comparación con la de la red ad hoc (31).

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque el canal de orientación (32) se hace funcionar con una menor velocidad de datos que la red ad hoc (31).

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque el canal de orientación (32) se hace funcionar con una menor potencia de emisión que la red ad hoc (31).

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque un canal no ocupado por radiocomunicación de la red ad hoc (31) se valora mediante la determinación de la magnitud y/o del tipo de las señales parásitas en el canal.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque un canal ocupado por radiocomunicación de la red ad hoc (31) se valora mediante un análisis de las señales de información de los paquetes de datos transmitidos por el canal.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por un análisis del diagrama de constelación y/o de la relación señal/ruido y/o de los parámetros de desvanecimiento y/o de la tasa de error de bit.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque el canal de orientación se usa para consultar la identidad de un nodo y para consultar su posición.

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque esta consulta o bien se realiza una vez, de forma iniciada por el usuario, o bien de forma cíclica, de forma controlada por el nodo.