SISTEMA DE RADIO-COMUNICACIONES, UNIDAD DE COORDINACIÓN Y TERMINAL DE COMUNICACIONES.

Sistema de radio-comunicaciones (FKS) que comprende una unidad de coordinación (KG) y,

al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), en el que el acceso al recurso de radio se estructura de acuerdo con el método de multiplexación por división en el tiempo, a) en donde el recurso de radio se encuentra subdividido en tramas de tiempo determinadas (ZR, ZR1, ZR2, ZR3), b) en donde la unidad de coordinación (KG) asigna al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), al menos, una ranura de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3), cuya posición en el tiempo está determinada en tramas de tiempo consecutivas (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) en relación con el inicio de la respectiva trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3), c) cada trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) se encuentra estructurada de manera que dichas tramas comprendan una ranura de tiempo de sincronización (SYNZS, SYNZS1, SYNZS2, SYNZS3, SYNZS4), una o una pluralidad de ranuras de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3) de igual longitud, y otra ranura de tiempo dinámica (DYNZS), caracterizado porque, d) la ranura de tiempo dinámica (DYNZS) puede ser utilizada por un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) , al que no se asigna ninguna ranura de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜ ZS3), y/o puede ser utilizada por una unidad adicional (ZG), e) la unidad adicional (ZG) indica a la unidad de coordinación (KG) mediante un mensaje de parametrización de la unidad adicional, que desea parametrizar el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) en un modo operacional de parametrización ad hoc, y por lo tanto, la unidad de coordinación (KG) obliga al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) mediante el mensaje de sincronización (SYNM), a conmutar al modo operacional de parametrización ad hoc

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La presente invención hace referencia a un sistema de radio-comunicaciones, a una unidad de coordinación y a un terminal de comunicaciones.

El especialista conoce una pluralidad de métodos de la tecnología de las comunicaciones, de la tecnología de redes y de la tecnología de la automatización, en relación con cuándo y cómo los terminales de comunicaciones acceden al medio de transmisión de datos. En muchos casos, el acceso de una unidad de coordinación, en la bibliografía en inglés también conocida como “master” (maestro), se asocia a los terminales de comunicaciones, en la bibliografía en inglés también conocidos como “slaves” (esclavos). La unidad de coordinación, como único participante en la red, posee el derecho de acceder al medio de transmisión de datos sin requisitos. Los terminales de comunicaciones deben esperar a la asignación de la unidad de coordinación, antes de poder acceder al medio de transmisión de datos. La solución conocida de la bibliografía en inglés también como método maestro/esclavo, se aplica también en una pluralidad de sistemas de bus de la técnica de automatización.

Desde hace poco tiempo, en la técnica de automatización no sólo se emplean sistemas de bus “por hilos” para las comunicaciones de datos entre la unidad de coordinación y los terminales de comunicaciones, sino que también se montan redes sin hilos, las denominadas “redes inalámbricas de sensores y actuadores”. El acceso de cada terminal de comunicaciones a los recursos de radio, son asignados nuevamente por la unidad de coordinación. Un método importante en relación con el acceso a los recursos de radio, es el denominado método de multiplexación por división en el tiempo, en el cual el tiempo se divide en tramas de tiempo individuales de longitud uniforme, que a su vez se subdividen en ranuras de tiempo determinadas de igual longitud. El acceso a los recursos de radio para un terminal de comunicaciones sólo resulta posible dentro de la ranura de tiempo asignada o de las ranuras de tiempo asignadas dentro de una trama de tiempo. La posición en el tiempo de cada ranura de tiempo está determinada en tramas de tiempo consecutivas, en relación con el inicio de la respectiva trama de tiempo.

La asignación de una ranura de tiempo recurrente en las tramas de tiempo consecutivas, por parte de la unidad de coordinación para un terminal de comunicaciones, permite una transmisión determinista de datos. La transmisión determinista se debe entender como el evento en el que los datos se transportan dentro de un tiempo conocido y determinado previamente, desde una fuente de datos (el emisor) hacia el objetivo, es decir, el terminal de entrada de datos (el receptor).

Además, la transmisión de los datos se debe realizar dentro de un periodo de latencia o tiempo de retardo reducido. Además, esto se debe realizar en el tiempo dentro del cual, después de producirse un evento que se registra mediante un terminal de comunicaciones, se comunica dicho evento mediante mensaje a la unidad de coordinación. En el método descrito de multiplexación por división en el tiempo con tramas de tiempo y una ranura de tiempo establecida para un terminal de comunicaciones, el periodo de latencia se determina esencialmente mediante la longitud de la ranura de tiempo establecida y la longitud de la trama de tiempo. Las exigencias técnicas actuales requieren de periodos de latencia de pocos milisegundos.

Un ejemplo de una red de sensores se conoce del documento "Un protocolo MAC eficiente energéticamente con programación ligera y adaptativa de redes inalámbricas de sensores" (01/01/2007).

El objeto de la presente invención consiste en desarrollar un sistema de radio-comunicaciones que permita un control optimizado del acceso a los recursos de radio, en el caso de un periodo de latencia reducido y una transmisión determinista.

El objeto se resuelve, conforme a la presente invención, mediante un sistema de radio-comunicaciones que comprende una unidad de coordinación y, al menos, un terminal de comunicaciones, en el que el acceso a los recursos de radio se estructura de acuerdo con el método de multiplexación por división en el tiempo,

a) en donde el recurso de radio se encuentra subdividido en tramas de tiempo determinadas,

b) en donde la unidad de coordinación asigna al, al menos, un terminal de comunicaciones, al menos, una ranura de tiempo de transmisión de datos útiles, cuya posición en el tiempo está determinada en tramas de tiempo consecutivas en relación con el inicio de la respectiva trama de tiempo,

c) en donde cada trama de tiempo se encuentra estructurada de manera que dichas tramas comprendan una ranura de tiempo de sincronización, una o una pluralidad de ranuras de tiempo de transmisión de datos útiles de igual longitud, y otra ranura de tiempo dinámica.

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Además, el objeto se resuelve, conforme a la presente invención, mediante una unidad de coordinación diseñada para un sistema de radio-comunicaciones.

Además, conforme a la presente invención, el objeto se resuelve mediante un terminal de comunicaciones diseñado para un sistema de radio-comunicaciones.

El sistema de radio-comunicaciones conforme a la presente invención, la unidad de coordinación conforme a la presente invención, y el terminal de comunicaciones conforme a la presente invención, permiten un control optimizado del acceso a los recursos de radio, en el caso de un periodo de latencia reducido y una transmisión determinista de los datos.

Los perfeccionamientos de la presente invención se deducen de las reivindicaciones relacionadas.

El sistema de radio-comunicaciones se perfecciona de manera ventajosa, mediante el hecho de que la unidad de coordinación comunica al, al menos, un terminal de comunicaciones en un modo operacional de transmisión de datos útiles, mediante un mensaje de sincronización transmitido en la ranura de tiempo de sincronización, en la dirección en la que se realizan las radio-comunicaciones entre la unidad de coordinación y el, al menos, un terminal de comunicaciones dentro de dicha trama de tiempo. De esta manera, la unidad de coordinación puede ya sea recibir datos útiles del, al menos, un terminal de comunicaciones, o el, al menos, un terminal de comunicaciones puede ser preparado por la unidad de coordinación para la parametrización directa.

Además, el sistema de radio-comunicaciones se perfecciona de manera ventajosa, de acuerdo con el párrafo precedente, mediante el hecho de que el mensaje de sincronización define como dirección, la dirección hacia abajo de la unidad de coordinación hacia el, al menos, un terminal de comunicaciones, y por lo tanto, el, al menos, un terminal de comunicaciones y la unidad de coordinación (KG) conmutan en un modo operacional de parametrización de la unidad de coordinación, en el cual se parametriza el, al menos, un terminal de comunicaciones. Entre las diferentes opciones de parametrización del terminal de comunicaciones, en este caso se realiza la parametrización directa mediante la unidad de coordinación.

Además, el sistema de radio-comunicaciones se perfecciona de manera ventajosa, mediante el hecho de que la unidad de coordinación comunica al, al menos, un terminal de comunicaciones en el modo operacional de transmisión de datos útiles, mediante el mensaje de sincronización transmitido en la ranura de tiempo de sincronización, si se requiere de una confirmación de los mensajes recibidos De esta manera, se puede incrementar la seguridad de las comunicaciones, y se puede reducir el periodo de latencia.

Además, el sistema de radio-comunicaciones se perfecciona de manera ventajosa, mediante el hecho de que la ranura de tiempo dinámica de una trama de tiempo se subdivide en una pluralidad de subranuras de tiempo de igual longitud. De esta manera, se puede comunicar una pluralidad de otros dispositivos con la unidad de coordinación, sin que se produzca entre ellos un fallo en la comunicación de datos.

El sistema de radio-comunicaciones se perfecciona de manera ventajosa, mediante el hecho de que la ranura de tiempo dinámica puede ser utilizada por un terminal de comunicaciones al que no se le asigna ninguna ranura de tiempo de transmisión de datos útiles, y/o puede ser utilizada por una unidad adicional. Por consiguiente, la ranura de tiempo dinámica se puede utilizar de diferentes maneras... [Seguir leyendo]

1. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) que comprende una unidad de coordinación (KG) y, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), en el que el acceso al recurso de radio se estructura de acuerdo con el método de multiplexación por división en el tiempo,

a) en donde el recurso de radio se encuentra subdividido en tramas de tiempo determinadas (ZR, ZR1, ZR2, ZR3),

b) en donde la unidad de coordinación (KG) asigna al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), al menos, una ranura de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3), cuya posición en el tiempo está determinada en tramas de tiempo consecutivas (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) en relación con el inicio de la respectiva trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3),

c) cada trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) se encuentra estructurada de manera que dichas tramas comprendan una ranura de tiempo de sincronización (SYNZS, SYNZS1, SYNZS2, SYNZS3, SYNZS4), una o una pluralidad de ranuras de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3) de igual longitud, y otra ranura de tiempo dinámica (DYNZS),

caracterizado porque,

d) la ranura de tiempo dinámica (DYNZS) puede ser utilizada por un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) , al que no se asigna ninguna ranura de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜ ZS3), y/o puede ser utilizada por una unidad adicional (ZG),

e) la unidad adicional (ZG) indica a la unidad de coordinación (KG) mediante un mensaje de parametrización de la unidad adicional, que desea parametrizar el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) en un modo operacional de parametrización ad hoc, y por lo tanto, la unidad de coordinación (KG) obliga al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) mediante el mensaje de sincronización (SYNM), a conmutar al modo operacional de parametrización ad hoc.

2. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de coordinación (KG) comunica al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) en un modo operacional de transmisión de datos útiles, mediante un mensaje de sincronización (SYNM) transmitido en la ranura de tiempo de sincronización (SYNZS, SYNZS1, SYNZS2, SYNZS3, SYNZS4), en la dirección en la que se realizan las radio-comunicaciones entre la unidad de coordinación (KG) y el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) dentro de dicha trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3).

3. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el mensaje de sincronización (SYNM) define como dirección, la dirección hacia abajo de la unidad de coordinación (KG) hacia el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), y por lo tanto, el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) y la unidad de coordinación (KG) conmutan en un modo operacional de parametrización de la unidad de coordinación, en el cual se parametriza el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3).

4. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de coordinación (KG) comunica al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) en el modo operacional de transmisión de datos útiles, mediante el mensaje de sincronización (SYNM) transmitido en la ranura de tiempo de sincronización (SYNZS, SYNZS1, SYNZS2, SYNZS3, SYNZS4), si se requiere de una confirmación de los mensajes recibidos.

5. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la ranura de tiempo dinámica (DYNZS) de una trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) se subdivide en una pluralidad de subranuras de tiempo (UZS1, USZ2) de la misma longitud.

6. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad adicional (ZG) indica al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) mediante un mensaje de finalización de parametrización de la unidad adicional, que debe abandonar el modo operacional de parametrización ad hoc, por lo que se obliga al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) a sincronizarse nuevamente con el mensaje de sincronización (SYNM), para comunicarse con la unidad de coordinación (KG).

7. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) en el modo operacional de transmisión de datos útiles, permanece en el modo de espera que ahorra energía, y se sincroniza con el mensaje de

sincronización (SYNM) justo después de que se produce un evento (E1, E2, E3, E4, E5), y en la trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) de dicho mensaje de sincronización (SYNM) transmite a la unidad de coordinación (KG) un mensaje en la ranura de tiempo de transmisión de datos útiles asignada (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3).

8. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque

5 el, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) en el modo operacional de transmisión de datos útiles, transmite a la unidad de coordinación (KG) un mensaje de estado en la trama de tiempo predeterminada (ZR, ZR1, ZR2, ZR3) en una ranura de tiempo de transmisión de datos útiles asignada (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3).

9. Sistema de radio-comunicaciones (FKS) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una o una pluralidad de las siguientes variables se pueden parametrizar: -Duración de las ranuras de tiempo de sincronización (SYNZS, SYNZS1, SYNZS2, SYNZS3, SYNZS4), -Cantidad de ranuras de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3) asignadas al, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), dentro de una trama de tiempo (ZR, ZR1, ZR2, ZR3),

- Cantidad del, al menos, un terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3), -Duración de las ranuras de tiempo de transmisión de datos útiles (NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3), -Duración de la ranura de tiempo dinámica (DYNZS), y la cantidad y duración de las subranuras de tiempo (UZS1, UZS2), -Requerimiento de un cifrado de los mensajes a transmitir.

10. Unidad de coordinación (KG) diseñada para un sistema de radio-comunicaciones (FKS), de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.

11. Terminal de comunicaciones (KEG1, KEG2, KEG3) diseñado para un sistema de radio-comunicaciones (FKS), de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.