Procedimiento y sistema eficiente, desde el punto de vista de la banda, para transmitir/recibir una señal de comunicación mediante el uso de una banda de canal.

Procedimiento para transmitir señales adicionales con originen en usuarios de un canal que posee una banda de transmisión que comprende bandas de guarda y subbandas dedicadas para su uso por parte de respectivos sistemas de telecomunicaciones,

estando dichas subbandas dedicadas, cuando son usadas por los respectivos sistemas de telecomunicaciones, ocupadas por señales de transmisión; y el procedimiento comprende:detección de la presencia de subbandas libres no ocupadas por ninguna señal de transmisión, comprendiendo dichas subbandas libres las subbandas dedicadas no usadas por los respectivos sistemas de telecomunicaciones; y transmisión de las señales adicionales en subportadoras OFDM con frecuencias dentro de las subbandas libres;caracterizado porque dichas subbandas libres también comprenden las bandas de guarda, y porque la transmisión de las señales adicionales comprende:

multiplicación de cada señal adicional por un respectivo código CDMA a fin de ensanchar la respectiva banda de señal de dicha señal adicional a través de una o más subbandas libres, en la que dicho respectivo código CDMA tiene una longitud que se calcula en función de dicha banda de señal respectiva y de un ancho de banda total de las subbandas libres a fin de lograr que dicha respectiva banda de señal se ensanche a lo largo de dichas respectivassubbandas libres;

transmisión de cada señal adicional multiplicada por el respectivo código CDMA en las subportadoras OFDM con frecuencias dentro de las respectivas subbandas libres;

detección de variaciones en el número de subbandas libres; y,

en respuesta a una variación detectada en el número de subbandas libres, mantenimiento de un caudal constante de transmisión de uno o más usuarios variando las longitudes de los códigos CDMA o el número de señales adicionales que se transmiten al mismo tiempo.

Procedimiento y sistema eficiente, desde el punto de vista de la banda, para transmitir/recibir una señal de comunicación mediante el uso de una banda de canal 5 CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de telecomunicaciones. Más concretamente, la presente invención se refiere a los procedimientos y sistemas para transmitir/recibir eficazmente una señal de comunicación mediante el uso de una banda de canal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En un sistema de telecomunicaciones se convierten datos de usuario en señales adecuadas para transmitirlas a través de un canal, que puede consistir en un hilo de cobre, una fibra óptica, un canal en espacio libre, etc. Dependiendo de las características físicas, el canal tiene una banda de frecuencia, también conocida como banda de canal o banda, en la que, efectivamente, se pueden transmitir señales.

En función del canal y de la banda de canal, se generan señales, que suelen ser señales electromagnéticas, para optimizar el caudal del sistema de telecomunicaciones, es decir, la cantidad de datos transmitidos de manera eficaz por todos los usuarios del sistema de telecomunicaciones. Por supuesto, más de un sistema de telecomunicaciones puede acceder al canal.

La generación de las señales comprende dos operaciones principales: una operación de modulación, que incluye el

establecimiento de una correlación entre los datos de usuario y cantidades físicas de la señal electromagnética, tales como la fase, frecuencia y/o amplitud de una portadora; una operación de multiplexación, que incluye la acción de compartir la banda de canal entre usuarios independientes, es decir, entre sus flujos de datos.

Además de esquemas de modulación avanzados, tales como: la modulación por desplazamiento de fase (PSK) ,

modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK) , modulación por desplazamiento de fase cuaternaria (QPSK) , modulación de amplitud en cuadratura (QAM) , etc., se han propuesto varias técnicas con el fin de maximizar el aprovechamiento de la banda de canal.

Por lo general, en los sistemas de telecomunicaciones conocidos, la banda no se usa de manera eficiente. De hecho, a cada usuario de los sistemas de telecomunicaciones que aprovecha el canal se le adjudica una parte de la banda, denominada en lo sucesivo «subbanda», centrada alrededor de una frecuencia central de subbanda, que suele ser la frecuencia de la correspondiente subportadora. La subbanda solo se usa cuando el usuario está realmente transmitiendo datos, y, cuando el usuario permanece en silencio, queda sin utilizar. De este modo, la ocupación, entendida como utilización eficaz, de cada subbanda y, por consiguiente, de la totalidad de banda,

depende del comportamiento de los usuarios. Ya que no todos los usuarios transmiten durante todo el tiempo, hay periodos de inactividad parcial, que dan lugar a una baja eficiencia espectral, entendida como la proporción entre una amplitud de un intervalo de frecuencias que transporta información y el ancho de banda total del canal, debido a que cada subbanda se dedica a un único usuario y no se puede compartir entre diferentes usuarios.

Los usuarios pueden pertenecer a diferentes sistemas de telecomunicaciones que utilicen diferentes técnicas de modulación y/o multiplexación. Por lo general, cada sistema de telecomunicaciones que accede al canal hace uso de una porción predeterminada de la banda del canal. En todo caso, desde el punto de vista práctico, cuanto menos transmitan los usuarios, menor será la eficiencia espectral total.

Además, desde un punto de vista temporal, la banda de canal está compuesta por un conjunto de subbandas, ocupadas por señales emitidas por usuarios que están realmente transmitiendo, alternadas con huecos de frecuencias libres, que corresponden a subbandas dedicadas a usuarios que no están transmitiendo. Obviamente, como el comportamiento del usuario (transmitir o no) varía con el tiempo, la ocupación de la banda varía en consonancia.

Además de la ineficiencia espectral, dicha ocupación de la banda acarrea elevados costes para los usuarios que solo necesitan transmitir en un corto periodo de tiempo. De hecho, por lo general, los usuarios tienen que pagar las subbandas, independientemente del tiempo real de uso.

Como ejemplo, organizaciones tales como los equipos de salvamento o el cuerpo de bomberos se ven afectadas negativamente por este tipo de adjudicación de banda, ya que tienen que pagar una subbanda dedicada que, en la práctica, solo se usa durante un tiempo breve, es decir, cuando se producen emergencias. Como estas emergencias no son muy habituales, la subbanda dedicada permanece sin usar casi todo el tiempo.

Además de estos aspectos comerciales, desde un punto de vista técnico, la eficiencia espectral se reduce aún más por la necesidad de mantener lo más bajo posible el nivel de interferencia entre subbandas contiguas. De hecho, debido a que el espectro de las señales transmitidas en las subbandas no está limitado en frecuencia, cada espectro de señal tiene colas que se extienden más allá de los límites de frecuencia de la respectiva subbanda, con lo que interfieren con las señales transmitidas en subbandas contiguas. Para mantener las interferencias bajo control, se introducen bandas de guarda entre subbandas contiguas. Desde un punto de vista práctico, estas bandas de guarda comprenden porciones no usadas de la banda, es decir, huecos de frecuencias libres alternados con las subbandas usadas por los usuarios de los sistemas de telecomunicaciones que acceden al canal.

De este modo, se reduce la interferencia, porque solo las partes reducidas de las colas del espectro se solapan con otras señales transmitidas. Desafortunadamente, la ocupación total de la banda se reduce, lo cual supone una mayor reducción de la eficiencia espectral.

Siendo esta la ocupación de banda habitual de un canal físico, las señales enviadas dentro de las subbandas se pueden modular y multiplexar de varias maneras conocidas. Además, las señales de las diferentes subbandas están gestionadas generalmente por diferentes sistemas de telecomunicaciones, que aprovechan diferentes técnicas de modulación y multiplexación. En particular, una de las técnicas de multiplexación más importantes es la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) .

En un sistema OFDM, la banda de canal total disponible para el propio sistema se divide en un gran número de subportadoras con frecuencias muy próximas y dispuestas dentro de la banda del canal de modo que sean ortogonales entre sí. Cada subportadora corresponde a una respectiva subbanda y se modula con un esquema de modulación convencional (PSK, QAM, etc.) a baja velocidad de bits, manteniendo velocidades de datos similares a las de un esquema de modulación de una única portadora que actúe en la misma subbanda.

Desde un punto de vista práctico, se generan y reciben señales OFDM mediante el uso del algoritmo de la transformada de Fourier rápida (FFT) .

La técnica de OFDM efectúa una transmisión más resistente frente a condiciones de canal duras, tales como atenuación de alta frecuencia en un hilo de cobre de gran longitud, interferencias de banda estrecha, desvanecimiento en función de la frecuencia debido a trayectos múltiples, etc., sin necesidad de técnicas complejas de procesado de señal, tales como la ecualización de canal. Por ejemplo, en sistemas de OFDM, la ecualización de canal se puede lograr de manera simplificada, ya que la señal OFDM se puede considerar como un número de señales de banda estrecha lentamente moduladas, en lugar de una señal de banda ancha rápidamente modulada.

A este respecto, el documento WO 2007/052995 describe un procedimiento para usar un ancho de banda flexible en un sistema de radio cognitivo basado en OFD-MA, y una estación base (BS) y una estación abonada usando el procedimiento. Dicho procedimiento incluye: la adjudicación de una banda de canal de entre las bandas de canal dedicadas no utilizadas que posean un ancho de banda que sea un número natural de veces mayor que una 45 resolución de ancho de banda para un equipo en instalaciones del cliente (CPE) , en la que la resolución de ancho de banda es un ancho de banda predeterminado más pequeño que un ancho de banda de una banda de canal de difusión, y la transmisión de una señal basada en OFDMA que comprende información de adjudicación de banda que indica información relativa a la banda de canal adjudicada.

OBJETO Y RESUMEN DE LA INVENCIÓN

El objetivo de la presente invención consiste en resolver, al menos en parte, los inconvenientes de la técnica anterior.

De acuerdo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para transmitir señales adicionales con originen en usuarios de un canal que posee una banda de transmisión que comprende bandas de guarda y subbandas dedicadas para su uso por parte de respectivos sistemas de telecomunicaciones, estando dichas subbandas dedicadas, cuando son usadas por los respectivos sistemas de telecomunicaciones, ocupadas por señales de transmisión; y el procedimiento comprende:

detección de la presencia de subbandas libres no ocupadas por ninguna señal de transmisión, comprendiendo dichas subbandas libres las subbandas dedicadas no usadas por los respectivos sistemas de telecomunicaciones; y

transmisión de las señales adicionales en subportadoras OFDM con frecuencias dentro de las subbandas libres; caracterizado porque dichas subbandas libres también comprenden las bandas de guarda, y porque la transmisión de las señales adicionales comprende:

multiplicación de cada señal adicional por un respectivo código CDMA a fin de ensanchar la respectiva banda de señal de dicha señal adicional a través de una o más subbandas libres, en la que dicho respectivo código CDMA tiene una longitud que se calcula en función de dicha banda de señal respectiva y de un ancho de banda total de las subbandas libres a fin de lograr que dicha respectiva banda de señal se ensanche a lo largo de dichas respectivas subbandas libres;

transmisión de cada señal adicional multiplicada por el respectivo código CDMA en las subportadoras OFDM con frecuencias dentro de las respectivas subbandas libres;

detección de variaciones en el número de subbandas libres; y,

en respuesta a una variación detectada en el número de subbandas libres, mantenimiento de un caudal constante de transmisión de uno o más usuarios variando las longitudes de los códigos CDMA o el número de señales adicionales que se transmiten al mismo tiempo.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los usuarios comprenden un usuario que usa una o más de las subbandas dedicadas para transmitir y que necesita más ancho de banda para transmitir.

3. Procedimiento que comprende la transmisión de señales adicionales usando el procedimiento de las reivindicaciones 1 o 2, y que comprende la recepción de dichas señales adicionales, mediante la:

detección de las primeras subbandas de la banda de transmisión que estén libres en un primer instante;

detección de la ocupación de las primeras subbandas en un segundo instante posterior al primero; y

si en el segundo instante las primeras subbandas están ocupadas,

-recepción de señales transportadas en las subportadoras OFDM con frecuencias dentro de las primeras subbandas, y

-reconstrucción de las señales adicionales multiplicando las señales recibidas por los códigos CDMA.

4. Sistema de telecomunicaciones OFDM (1) que comprende unos medios (2, 4) configurados para llevar a la práctica el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.