Procedimiento de sincronización y de control en los sistemas de comunicación inalámbricos.

Procedimiento de sincronización en un sistema de telecomunicaciones por satélite transparente que comprendeuna estación maestra,

NC, y una o varias estaciones de abonado, NM, utilizando el sistema para intercambiar lasinformaciones una forma de onda del tipo de salto de frecuencia ortogonal, intercambiando un abonado, NM, y elmaestro, NC, unos mensajes de petición de hora y de respuesta de la hora, estando controlada la hora de emisiónde cada abonado por un bucle largo controlado por el maestro de manera que todas las señales de la red lleguensensiblemente sincronizadas en el repetidor del satélite, determinando la estación maestra el error de bucle DB(n) deun abonado determinando el desfase entre el instante de recepción y la petición de hora de la estación de abonado yel instante de recepción de su propia baliza horaria, en el que:

• una estación de abonado tiene en cuenta el valor del desfase, error de bucle, recibido en la respuesta de lahora y la velocidad de variación del trayecto satélite-portador deducido de la recepción de la baliza horaria, paraproceder a un reajuste de su hora de emisión de la nueva petición de hora, y

• la estación maestra o una estación de abonado compara el valor del error de bucle medido con un valor deumbral y cuando el valor absoluto del error de bucle, para una estación de abonado dada, es inferior o igual alvalor de umbral, la estación maestra autoriza a dicha estación de abonado para emitir su tráfico.

Procedimiento de sincronización y de control en los sistemas de comunicación inalámbricos La invención se refiere, en particular, a un procedimiento de sincronización en las comunicaciones inalámbricas y en especial, en el campo de los satélites en los que se busca la sincronización y el control entre una estación maestra horaria de la red y un abonado de la red de telecomunicaciones.

Se utiliza principalmente en el campo de las telecomunicaciones que usan una forma de onda OFHMA (acceso múltiple por salto de frecuencia ortogonal u Orthogonal Frequency Hopping Multiple Access) .

En el campo de las telecomunicaciones que utilizan unas formas de onda del tipo OFHMA, la ortogonalidad se asegura habitualmente mediante una distribución y un mantenimiento de la hora del tipo maestro-esclavo que se realiza de manera que los instantes de llegada de todas las portadoras emitidas por el segmento de base en el mismo repetidor estén sincronizadas en el satélite, esto con una precisión de sincronización mejor que la duración de un hueco del escalón de la forma de onda EVF (de evasión de frecuencia) . Esto garantiza una auto-interferencia nula de la red y por tanto una mejor capacidad de la red. La gestión de la hora es así de tipo centralizado.

El medio utilizado generalmente para cumplir la condición de ortogonalidad anterior es un bucle de control entre el maestro horario de la red y cada abonado (esclavo) de la red.

Dada la latencia del bucle de control, cualquier variación del Tiempo de Tránsito debido al movimiento del satélite (por ejemplo, la inclinación de algunos grados del plano orbital que crea el famoso “ocho” del satélite) o del portador (por ejemplo, la velocidad de la nave) en un sistema controlado de 1er orden se traduce en un régimen permanente con un error de bucle incompatible con la exigencia de precisión de sincronización requerida por la condición de ortogonalidad.

El doble problema a resolver es por lo tanto asegurar un tiempo de convergencia del bucle satisfactorio, al mismo tiempo que un error de bucle nulo o casi nulo en régimen permanente, con un margen de estabilidad correcto. En efecto, el tiempo de convergencia de este bucle de control es un elemento preponderante en el rendimiento de tiempos de reentrada en la red de una estación.

Es conocido por la técnica anterior la utilización de un control de segundo orden para anular este error de bucle. Sin embargo, esto se realiza en detrimento del tiempo de convergencia del bucle que se incrementará de manera significativa para mantener un margen de estabilidad suficiente del bucle de control. Los inconvenientes de la solución del control de segundo orden son particularmente su complejidad y sobre todo el alargamiento del tiempo de convergencia.

Puede surgir también un rebose importante con varios rebotes para ciertos reglajes de las ganancias del bucle.

El documento US 4 811 365 describe un procedimiento de sincronización en las comunicaciones inalámbricas.

El procedimiento según la invención utiliza principalmente una información suplementaria que es la velocidad de variación del trayecto satélite-portador que permite hacer converger hacia cero el bucle largo de un abonado. Esta velocidad de variación se encuentra, por ejemplo, calculando la derivada de la posición temporal de recepción del enlace de servicio EVF denominado “baliza horaria”, que se emite por el maestro de la hora con difusión permanente hacia todos los abonados de la red.

La invención se refiere principalmente a un procedimiento de sincronización en un sistema de telecomunicaciones por satélite transparente que comprende una estación maestra y una o varias estaciones de abonado, utilizando el sistema para intercambiar las informaciones una forma de onda del tipo de salto de frecuencia ortogonal, intercambiando un abonado y el maestro unos mensajes de petición de hora y de respuesta de la hora, estando controlada la hora de emisión de cada abonado por un bucle largo controlado por el maestro de manera que todas las señales de la red lleguen sensiblemente sincronizadas en el repetidor del satélite, determinando la estación maestra el error de bucle ΔB (n) de un abonado determinando el desfase entre el instante de recepción y la petición de hora de la estación de abonado y el instante de recepción de su propia baliza horaria, caracterizado porque:

• una estación de abonado tiene en cuenta el valor del desfase (error de bucle) recibido en la respuesta de la hora y la velocidad de variación del trayecto satélite-portador deducido de la recepción de la baliza horaria, para proceder a un reajuste de su hora de emisión de la nueva petición de hora, y porque

• la estación maestra o una estación de abonado compara el valor del error de bucle medido con un valor de umbral y cuando el valor del error de bucle, para una estación de abonado dada, es inferior o igual al valor de umbral, la estación maestra da la autorización para emitir su tráfico a dicha estación de abonado.

Se determina la hora de emisión que permite anular el error de bucle en régimen permanente por ejemplo realizando en cada ciclo del bucle (es decir cada intercambio solicitud/respuesta de la hora) el algoritmo siguiente:

HBemi (n+1) = HBemi (n) – Go B (n–k) – C (n) [E3]

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en la que: Go es la ganancia de bucle C (n) un término de corrección que estima en este caso la variación del trayecto satélite-abonado y que es igual, según el algoritmo de la invención, a:

C (n) = Hrec (n) – Hrec (n–1)

HBemi: hora de emisión de la estación de abonado B (n) error de bucle para la estación de abonado B Hrec: hora de recepción por el abonado de la baliza horaria emitida por el maestro “k”: latencia del bucle expresada en número de ciclos del bucle = duración que separa la medición del desfase de la toma en consideración del reajuste.

La etapa de comparación del error de bucle y el valor de umbral se ejecuta por ejemplo en varios ciclos del bucle consecutivos.

El valor de umbral se elige por ejemplo inferior a la duración del hueco de escalón de la forma de onda.

La forma de onda es por ejemplo una forma de onda OFHMA.

La invención se refiere también a un dispositivo que permite sincronizar una estación maestra y una o varias estaciones de abonado en una red de comunicaciones inalámbricas, comprendiendo al menos un procesador dispuesto en cada una de las estaciones de abonado, estando adaptado un procesador para calcular el reajuste de la hora de emisión de cada abonado teniendo en cuenta la velocidad de variación del trayecto satélite-abonado, dispuesto un procesador del lado de la estación maestra, adaptado para medir el error de bucle y un procesador adaptado para comparar el valor del error con un valor de umbral y cuando el valor de error de bucle, para una estación de abonado, sea inferior o igual al valor de umbral, para dar autorización a dicha estación de abonado para emitir su tráfico.

El procesador adaptado para comparar el valor del error de bucle y el valor de umbral está dispuesto en la estación maestra o en una estación de abonado.

La invención presenta principalmente las ventajas siguientes: permite un tipo de convergencia sensiblemente idéntico al de un bucle de control de primer orden mientras asegura un error de bucle nulo compatible con el criterio de ortogonalidad.

El rendimiento en tiempos de reentrada en la red de una estación es significativamente mejorado. La idea es simple de realizar. La estabilidad del bucle se mejora.

Surgirán mejor otras características y ventajas de la presente invención con la lectura de la descripción a continuación de un ejemplo de realización, dado a título ilustrativo en ningún caso limitativo, con unas figuras adjuntas que representan:

• la figura 1, una representación de las leyes EVF ortogonales,

• la figura 2, la representación de un canal de difusión de la hora síncrona,

• la figura 3, un sinóptico de la adquisición de la hora mediante bucle largo y la figura 4 las etapas realizadas,

• la figura 5, una implementación del control de la hora mediante bucle largo,

• la figura 6, una respuesta a un escalón del bucle largo,

• la figura 7, unos resultados de simulación que comparan la convergencia obtenida según la técnica interior y realizando el procedimiento según la invención, y

• la figura 8, una representación de la latencia en un bucle largo.

En resumen, la idea de la invención consiste principalmente en utilizar una información suplementaria, por... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de sincronización en un sistema de telecomunicaciones por satélite transparente que comprende una estación maestra, NC, y una o varias estaciones de abonado, NM, utilizando el sistema para intercambiar las informaciones una forma de onda del tipo de salto de frecuencia ortogonal, intercambiando un abonado, NM, y el maestro, NC, unos mensajes de petición de hora y de respuesta de la hora, estando controlada la hora de emisión de cada abonado por un bucle largo controlado por el maestro de manera que todas las señales de la red lleguen sensiblemente sincronizadas en el repetidor del satélite, determinando la estación maestra el error de bucle ΔB (n) de un abonado determinando el desfase entre el instante de recepción y la petición de hora de la estación de abonado y el instante de recepción de su propia baliza horaria, en el que:

• una estación de abonado tiene en cuenta el valor del desfase, error de bucle, recibido en la respuesta de la hora y la velocidad de variación del trayecto satélite-portador deducido de la recepción de la baliza horaria, para proceder a un reajuste de su hora de emisión de la nueva petición de hora, y

• la estación maestra o una estación de abonado compara el valor del error de bucle medido con un valor de umbral y cuando el valor absoluto del error de bucle, para una estación de abonado dada, es inferior o igual al valor de umbral, la estación maestra autoriza a dicha estación de abonado para emitir su tráfico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se determina el instante de emisión que permite anular el error de bucle en régimen permanente gracias a la realización, en cada ciclo del bucle, del algoritmo siguiente:

HBemi (n+1) = HBemi (n) – Go B (n–k) – C (n) [E3]

en la que: Go es la ganancia de bucle C (n) un término de corrección que es igual a:

C (n) = Hrec (n) – Hrec (n–1)

HBemi: hora de emisión de la estación de abonado B (n) error de bucle para la estación de abonado B “k”: latencia del bucle expresada en número de ciclos del bucle Hrec: hora de recepción por el abonado de la baliza horaria emitida por el maestro

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se ejecuta la etapa de comparación del error de bucle y el valor de umbral en varios ciclos del bucle.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se elige el valor de umbral de modo que sea inferior a la duración del hueco de escalón de la forma de onda.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la forma de onda es una forma de onda OFHMA.

6. Sistema que permite sincronizar una estación maestra, NC, y una o varias estaciones de abonado, NM, en una red de comunicaciones inalámbricas, comprendiendo al menos un procesador dispuesto en cada una de las estaciones de abonado adaptado para calcular el reajuste de la hora de emisión de cada abonado teniendo en cuenta la velocidad de variación del trayecto satélite-abonado, un procesador del lado de la estación maestra adaptado para medir el error de bucle y un procesador adaptado para comparar el valor del error con un valor de umbral y cuando el valor de error de bucle, para una estación de abonado, es inferior o igual al valor de umbral, para dar autorización a dicha estación de abonado para emitir su tráfico.

7. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque el procesador adaptado para comparar el valor del error de bucle con el valor de umbral está dispuesto en la estación maestra.

8. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque el procesador adaptado para comparar el valor del error de bucle con el valor de umbral está dispuesto en una estación de abonado.