BRPI0611465A2 - método de comunicação digital de múltiplos acessos em redes de acesso via rádio de banda ultralarga - Google Patents

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BRPI0611465A2
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Bang Chul Jung
Ho Young Hwang
Chang Yong Jung
Young Jun Hong
Jo Woon Chong
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Abstract

fornecido método de comunicação digital de múltiplos acessos em rede de acesso via rádio em banda ultralarga (UWB). Mais especificamente, é fornecido método de múltiplos acessos em canais de comunicação UWB, em que os canais de comunicação UWB podem ser utilizados mais eficientemente e podem ser evitadas mais eficientemente colisões entre nós de usuários de múltiplo acesso quando os canais possuirem grande desvanecimento de trajetos múltiplos. O método de comunicação digital para uso em link superior em sistema de comunicação UWB inclui as etapas de: recebimento de simbolos de dados de nós correspondentes, nos quais os simbolos de dados são transmitidos conforme padrões de saltos no tempo ortogonais correspondentes; verificação de se existe colisão dos padrões de saltos no tempo ortogonais; e decodificação dos simbolos de dados, dependendo de se os simbolos de dados de nós envolvidos na colisão dos padrões de saltos no tempo ortogonais forem idênticos.

Description

Método de comunicação digital de múltiplos acessos em redes de acesso via rádiode banda ultralarga.
A presente invenção refere-se de forma geral a método decomunicação digital de múltiplos acessos em redes de acesso via rádio de banda ultralarga (denominada a seguir "UWB"). Mais especificamente, a presente invenção refere-se a método de acessos múltiplos por meio do qual canais de comunicação UWB podemser utilizados mais eficientemente e colisões entre nós de usuários de múltiplo acessopodem ser evitadas mais eficientemente sob as circunstâncias em que os canaisexperimentam grandes desvanecimentos de múltiplos trajetos.
Antecedentes da Invenção
Esquemas de múltiplo acesso em sistema de comunicaçãoUWB convencional incluem Múltiplo Acesso por Divisão de Tempo (TDMA) para alocaçãode espaços de tempo ou recursos de tempo a chamadas por nó de administração,Múltiplo Acesso no Sentido da Portadora/Evitar Colisões (CSMA/CA) para tentar fazeracesso após descobrir que canal compartilhado é disponível, Múltiplo Acesso por Saltosde Tempo (THMA), Múltiplo Acesso por Divisão de Códigos (CDMA) e assim por diante.
Entretanto, como esses métodos já foram utilizados amplamente antes dodesenvolvimento de método de comunicação UWB, eles deverão ser modificados ouaprimorados adequadamente segundo o recente método de camadas físicas.
TDMA é tecnologia que permite múltiplos acessos, na qualnó de administração solicita a cada nó a transmissão ou não de dados e atribuição deespaço de tempo ortogonal específico para nó que solicita transmissão de dados. Muitoembora TDMA seja útil para administrar eficientemente a qualidade de serviço de cadanó, é difícil e altamente complexo para nó de administração administrar todos os nós acada segundo para a operação de redes. Infelizmente, a complexidade aumenta muito àmedida que aumenta o número de nós.
CSMA/CS é tecnologia de controle de redes paracompartilhar canal no qual esquema de verificação de portadora é utilizado paradescobrir se outro nó utiliza o canal antes de tentar transmitir dados. Quando ACK(reconhecimento) não é recebido ou quando mais de um nó utiliza o canal compartilhadoao mesmo tempo, anuncia-se colisão e a comunicação é novamente tentada apósperíodo de tempo específico. Muito embora CSMA/CS possa possuir realização muitosimples, ele possui dificuldade na verificação de se o canal compartilhado está sendoutilizado, particularmente quando a potência de sinal UWB for muito baixa e os efeitos dedesvanecimento por múltiplos trajetos forem maiores. Quando a confiabilidade dapossibilidade de detecção de uso de canal é reduzida, o desempenho de CSMA/CAdeteriora-se substancialmente. A fim de obter alta confiabilidade, a verificação necessitaser realizada por extenso período de tempo, mas isso indica que a eficiência é reduzida.Além disso, no caso de CSMA/CA, quando o número de nós for maior que certo nível, aprobabilidade de sucesso de acessos múltiplos é notadamente reduzida.
Esquemas de múltiplo acesso desenvolvidos recentementeincluem THMA e CDMA. Estes esquemas são resistentes contra interferência porcalcularem a média da interferência de múltiplos usuários e possuem excelentespropriedades de domínio de freqüências de sinais UWB. Entretanto, quando a distânciade um nó de administração para outro for diferente, eles geram efeitos de "perto-longe" ea quantidade de interferência aumenta quando a quantidade de nós torna-se maior quedado nível, de forma que todos os nós podem não ser capazes de comunicar-se entre si.Este problema ocorre porque os sinais de diversos nós que têm acesso ao nó deadministração não são ortogonais entre si. No caso de esquemas de múltiplo acessoconvencionais, foi impossível utilizar códigos ortogonais, pois os sinais de nós não foramsincronizados com relação ao tempo de recepção do nó de administração.
A Fig. 1 exibe operação de ligação superior assincrônico emsistema convencional. Quando as distâncias de nó de administração 305 para os nósforem diferentes, os tempos de transferência de dados 310, 315 e 320 dos nós para o nóde administração também são diferentes. Além disso, embora os nós transmitam dadosao mesmo tempo, o nó de administração recebe os dados em momentos diferentes.Tentar comunicar-se utilizando recursos de tempo ortogonais sob esta circunstânciasomente causa interferência para outro nó na área de comunicação. Portanto, em vez deutilizar recursos de tempo ortogonais, pode ser utilizado código de pseudo ruído (PN) queé recurso de baixa correlação (DS-CDMA ou THMA) ou canal compartilhado pode serverificado e utilizado, ou canal aleatório pode ser utilizado (ALOHA).
Ainda existe interferência em comunicações, entretanto,mesmo se for utilizado código PN apesar da sua baixa correlação. Essa interferênciapode causar problema muito sério para sistema sem controle de energia. No caso deCSMA, em que nó verifica a ausência de outro tráfego antes de transmitir em canalcompartilhado, a comunicação não pode ser realizada a menos que o canalcompartilhado esteja absolutamente claro ou nenhum outro tráfego esteja presente. Issocorresponde ao caso em que desvanecimento de múltiplos trajetos é ruim ou caso queapresenta o problema de "nó oculto/nó exposto". Por fim, o uso de canal aleatório, talcomo em ALOHA, não é eficiente porque a probabilidade de sucesso da comunicação énotadamente reduzida à medida que aumenta o número de nós.
Entretanto, a estrutura de quadro para uso no esquema deacesso em sistemas de comunicação UWB convencionais é superquadro composto deperíodo ativo e período inativo. O período ativo no qual os nós são ativados paracomunicações consiste de período de farol, período de acesso de contenção e períodolivre de contenção. Por outro lado, no período inativo, todos os nós de rede que incluemcoordenador de rede são desativados. No período livre de contenção, tecnologia combase em TDMA é utilizada para que nó de administração opere a rede e, por isso, é difícile altamente complexo para o nó de administração administrar todos os nós a cadasegundo. No período de acesso de contenção, entretanto, utiliza-se tecnologia com baseem CSMA/CA, de forma que é difícil verificar o tráfego em canal compartilhado quando apotência de sinal UWB for muito baixa e os efeitos de desvanecimento de múltiplostrajetos forem grandes. Especialmente, à medida que aumenta o número de nós, acomplexidade do esquema TDMA no período livre de contenção aumenta muito e aprobabilidade de sucesso de múltiplo acesso de esquema CSMA/CA no período deacesso a contenção é notadamente reduzida. Conseqüentemente, o desempenho detodo o sistema de comunicação é deteriorado.
Descrição Detalhada das Realizações Preferidas
Objetivo Técnico
Várias realizações da presente invenção referem-se aofornecimento de método de comunicação digital de múltiplos acessos em redes deacesso via rádio em banda ultralarga (UWB), por meio do fornecimento de estrutura dequadros muito eficiente para sistemas de comunicação UWB, caracterizado portecnologia eficaz de acesso via rádio, baixo consumo de energia e alta eficiência.
O método de comunicação digital de múltiplos acessosconforme a presente invenção é esquema de acesso via rádio utiliza muito o efeito demultiplexação estatística em link superior que não é encontrado em sistemasconvencionais para sistema de comunicação UWB, em que o efeito de múltiplos trajetosé grande. Segundo a presente invenção, em sistema de comunicação em que nó deadministração específico administra nós com baixa atividade de canal, cada nó tentacomunicar-se utilizando padrão de saltos de tempo ortogonal que é previamente atribuídoem certo momento e o nó de administração diferencia os nós correspondentes por meiodos seus padrões de saltos. Desta forma, o efeito de multiplexação estatística é realizadoe atinge-se operação simplificada, pois não é necessário sistema de sinais de controlecomplexos para administrar canais de comunicação. A presente invenção resolveproblemas encontrados em sistemas de comunicação UWB utilizando tecnologias deacesso convencional, ou seja, dificuldades de verificação de canais disponíveis devidoaos efeitos de múltiplos trajetos e ao aumento da complexidade da operação de sistemaquando nó de administração específico deve administrar diversos nós de usuários. Alémdisso, o esquema de acesso via rádio conforme a presente invenção é operado comestrutura de quadro adaptativo muito eficaz que apresenta baixo consumo de energia ealta eficiência, por meio do qual períodos de economia de energia são atribuídos a nósde usuários em consideração ao seu consumo de energia de bateria, modo misto desistema de saltos de tempo ortogonal e sistema de divisão de tempo ortogonal é utilizadopara comunicações em período ativo que não é período de economia de energia e épossível a conversão em diferentes métodos de múltiplos acessos.
Ao permitir a sincronização de nós de usuário com o tempode recepção do nó de administração e tentar realizar acesso por meio de saltos de tempoortogonal, a presente invenção utiliza-se das propriedades de recursos de tempoortogonal em link superior e realiza multiplex estatístico de tráfegos com baixa atividadeou velocidade de dados de transmissão variável por meio do esquema de multiplexaçãode saltos de tempo ortogonal. Portanto, a melhoria do desempenho do sistema decomunicação UWB é atingida fazendo com que o nó de administração acomode maisnós no seu canal, aumentando o uso de recursos ortogonais limitados, reduzindotráfegos de sinais de controle para alocar e retornar canais desnecessários, liberando acomplexidade de programação de transmissão de link superior, reduzindo a capacidadedo buffer exigida por nó, reduzindo o tempo de atraso de transmissão de dados e assimpor diante.
Vantagens, objetos e características adicionais da presenteinvenção serão descritos em parte no relatório descritivo que se segue e em parte tornar-se-ão evidentes para os técnicos comuns no assunto mediante exame do seguinte, oupodem ser aprendidos a partir da prática da presente invenção.
Solução Técnica
Segundo realização da presente invenção, método decomunicação digital em link superior de sistema de comunicação UWB inclui:manutenção de sincronização de tempo de nós de usuário correspondentes com nó deadministração; e salto de espaços de tempo disponíveis para comunicação, conforme ospadrões de saltos de tempo ortogonal atribuídos pelo nó de administração. A etapa desincronização de tempo inclui as subetapas de: cálculo da diferença de tempo entre ageração de sinal de sincronização de tempo no nó de administração e a chegada do sinalde sincronização no nó de usuário; e ajuste do tempo de transmissão de dados ao nó deadministração conforme a diferença de tempo.
Segundo realização da presente invenção, método decomunicação digital em link superior de sistema de comunicação UWB inclui: soma dasenergias dos sinais recebidos em espaços de tempo que são atribuídos aos nós deusuário correspondentes por meio de padrões de saltos de tempo ortogonal; comparaçãoda energia somada com valor limite previamente determinado; e, quando a energiasomada for maior que o valor limite, julgamento de que o nó do usuário transmitiu dados.
Segundo realização da presente invenção, método decomunicação digital em link superior de sistema de comunicação UWB inclui:classificação de nós de usuários em pelo menos dois grupos; e definição de períodosativos por grupos de maneira que os períodos ativos não sejam sobrepostos entre si.Segundo realização da presente invenção, método decomunicação digital em link superior de sistema de comunicação UWB inclui:recebimento de símbolos de dados de nós correspondentes, em que os símbolos dedados são transmitidos conforme padrões de saltos de tempo ortogonalcorrespondentes; verificação se há colisão dos padrões de saltos de tempo ortogonal; edecodificação dos símbolos de dados, dependendo de se os símbolos de dados de nósenvolvidos na colisão dos padrões de saltos de tempo ortogonal são idênticos.
Segundo realização da presente invenção, estrutura dequadro para sistema de comunicação UWB é capaz de acomodar eficientementeusuários com solicitações de serviços diversos em rede e garantir boa qualidade deserviço aos usuários correspondentes, reduzindo o consumo de energia dos nós deusuários. A presente invenção introduz método de comunicação adaptativa, por meio doqual períodos de economia de energia são atribuídos a nós de usuários em consideraçãoao seu consumo de energia de bateria, modo misto de sistema de saltos de tempoortogonal e sistema de divisão de tempo ortogonal é utilizado para comunicações emperíodo ativo que não é período de economia de energia e é possível a conversão emdiferentes métodos de múltiplo acesso. A presente invenção também sugere doismétodos de comunicação adicionais, em que os nós de usuários são classificados empelo menos um grupo e o método de salto de tempo ortogonal e o método de divisão detempo ortogonal são combinados e utilizados nos grupos correspondentes, em que ométodo de salto de tempo ortogonal é utilizado nos grupos correspondentes, enquanto ométodo de divisão de tempo ortogonal é utilizado para todo o grupo.
Breve Descrição das Figuras
A Fig. 1 é diagrama que ilustra link superior não sincronizado em sistema convencional.
A Fig. 2 exibe estrutura de rede com base em nó de administração conforme realizaçãoda presente invenção.
A Fig. 3 é diagrama que ilustra processo de sincronização de link superior de nó para nóde administração conforme realização da presente invenção.
A Fig. 4 exibe estrutura do transmissor de nó em link superior do nó para nó deadministração segundo realização da presente invenção.
A Fig. 5 exibe estrutura do receptor de nó de administração em link superior de nó parao nó de administração segundo realização da presente invenção.
A Fig. 6 exibe a configuração de sistema de alocação e operação de padrões de saltosde nós correspondentes.
A Fig. 7 é diagrama que ilustra método de controle de colisões de padrões de saltos emnós correspondentes com modulação BPPM caso todos os símbolos colididos sejamidênticos.
A Fig. 8 é diagrama que ilustra método de controle de colisões de padrões de saltos emnós correspondentes com modulação BPPM caso todos os símbolos colididos não sejamidênticos.
A Fig. 9 é diagrama que ilustra método de controle de colisões caso os nóscorrespondentes utilizem método de modulação BPSK.
A Fig. 10 é diagrama conceituai que exibe a classificação de serviços de nó quando acomunicação segundo realização da presente invenção for estabelecida.
A Fig. 11 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistoconforme realização da presente invenção, em que os recursos de tempo são atribuídosde forma flexível sem distinção entre períodos de link superior e link inferior.
A Fig. 12 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistoconforme realização da presente invenção, em que os recursos de tempo são atribuídospor meio de distinção entre períodos de link superior e link inferior.
A Fig. 13 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistoconforme realização da presente invenção em que os dados de link superior e inferiorsão atendidos todos juntos para os usuários correspondentes em período de acesso pordivisão de tempo ortogonal.
A Fig. 14 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistopara grupos conforme realização da presente invenção, em que os nós de usuários sãoclassificados em pelo menos um grupo e os recursos de tempo são atribuídos de formaflexível aos grupos correspondentes sem distinção entre períodos de link superior e delink inferior.
A Fig. 15 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistopara grupos conforme realização da presente invenção, em que os nós de usuários sãoclassificados em pelo menos um grupo e os recursos de tempo são atribuídos aosgrupos correspondentes por meio de distinção entre períodos superiores e inferiores.
A Fig. 16 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistopara grupos conforme realização da presente invenção, em que os dados de link superiore inferior são atendidos todos juntos para os usuários correspondentes em período deacesso por divisão de tempo ortogonal.
A Fig. 17 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistopara grupos conforme realização da presente invenção, em que os recursos de temposão atribuídos de forma flexível sem diferenciação dos períodos de link superior e linkinferior, dado que o método de saltos de tempo ortogonal é aplicado aos gruposcorrespondentes, enquanto o método de divisão de tempo ortogonal é aplicado a todo ogrupo.
A Fig. 18 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistopara grupos conforme realização da presente invenção, em que os recursos de temposão atribuídos por meio de distinção dos períodos de link superior e link inferior, dadoque o método de salto de tempo ortogonal é aplicado aos grupos correspondentes,enquanto o método de divisão de tempo ortogonal é aplicado a todo o grupo.A Fig. 19 exibe estrutura de quadro de método de múltiplos acessos com modo mistopara grupos conforme realização da presente invenção, em que os dados de link superiore inferior são atendidos todos juntos para os usuários correspondentes, dado que ométodo de salto de tempo ortogonal é aplicado aos grupos correspondentes, enquanto ométodo de divisão de tempo ortogonal é aplicado a todo o grupo.
A Fig. 20 é diagrama que ilustra processo de estabelecimento de comunicações paradiversos nós por meio de modo de período de contenção distribuído caso os diversos nóssolicitem simultaneamente configuração de comunicação para nó de administraçãoconforme realização da presente invenção.
Realizações Preferidas
A presente invenção será explicada com referência àsfiguras anexas.
Configuração e Funções de Múltiplo Acesso por Salto de Tempo Ortogonal(OTHMA)
OTHMA é esquema de múltiplo acesso utilizado emambiente de link superior de sistema de comunicação UWB, em que cada nó ajusta oseu tempo de transmissão de sinal de forma que nó de administração possa recebersinais dos nós correspondentes ao mesmo tempo e os espaços de tempo de salto de nóspara comunicação conforme padrões de salto de tempo ortogonal atribuídos pelo nó deadministração. Isso significa que OTHMA é método de múltiplos acessos capaz deprocessar os sinais de nós correspondentes que são recebidos sincronicamente pelo nóde administração e de manipular possíveis colisões entre sinais.
A Fig. 2 exibe estrutura de rede com base em nó deadministração à qual se aplica a presente invenção. Os nós correspondentes 105, 110 e115 transmitem e recebem dados com nó de administração 120. Como a distância entrecada nó e o nó de administração difere, embora os nós possam enviar dados ao mesmotempo, o nó de administração recebe os dados em momentos diferentes. A fim deimplementar OTHMA conforme a presente invenção, o nó de administração deve receberdados de todos os nós simultaneamente. Com este propósito, os nós correspondentescalculam a diferença de tempo entre a geração de sinal com variação periódica(sincronização) pelo nó de administração e a chegada do sinal de sincronização eajustam o tempo de transmissão para fazer com que os seus sinais cheguem ao nó deadministração de forma sincrônica com o tempo de referência do nó de administração.
Por meio deste procedimento, os sinais dos nós correspondentes são enviados para o nóde administração ao mesmo tempo.
A Fig. 3 ilustra o processo de sincronização. Conformeexibido na Fig. 3, o nó a 205 recebe sinal do nó de administração após o período detempo A 210 e o nó b 215 e o nó ζ 220 recebem sinal do nó de administração após osperíodos de tempo B 225 e C 230, respectivamente. Os nós correspondentesarmazenam o tempo e transmitem os dados 235, 240 e 245 para link superior antes dotempo de referência nesses períodos de tempo. Desta forma, os sinais dos nós sãorecebidos pelo nó de administração ao mesmo tempo ilustrado na Fig. 3. Esse linksuperior é denominado link superior sincronizado.
A Fig. 4 exibe a estrutura de transmissor de nós utilizado napresente invenção. Cada um dos transmissores 405, 410 e 415 inclui gerador de códigos425, saltador de tempo 430, camada de MAC 435, codificador de dados 440 e moduladorde dados 445. Conforme descrito com referência à Fig. 3, cada nó sincroniza o tempo detransmissão de símbolo de dados a ser enviado para o nó de administração. Após asincronização, quando houver dados a serem enviados, a camada de MAC 435 geraquadro de transmissão, verifica padrão de salto de tempo ortogonal atribuído ecriptografa símbolos de dados a serem enviados, se necessário. Além disso, a camadade MAC 435 transfere informações em ciclo de padrão de saltos de tempo ortogonal aser utilizado e sua geração para o gerador de códigos 425. Em seguida, o gerador decódigos 425 gera padrões de saltos de tempo ortogonal para os nós correspondentesutilizando as informações fornecidas pela camada de MAC 435 e Sinal de Relógio deCódigo de Saltos de Tempo 420.
Os dados de nós gerados na camada de MAC sãocodificados pelo codificador de dados 440 e modulados pelo modulador de dados 445por meio de BPPM (Modulação de Posição de Pulsos Binários), BPSK (Chaveamento deComutação de Fases Binárias) etc. Os símbolos de dados modulados são atribuídos aespaços de tempo correspondentes pelo saltador de tempo 430 conforme os padrões desaltos de tempo ortogonal que são gerados pelo gerador de códigos 425. Os símbolos dedados atribuídos a espaços de tempo específicos são transmitidos por meio de canais derádio 450, 455 e 460 entre os nós correspondentes e o nó de administração. A Fig. 5exibe a estrutura de receptor do nó de administração utilizado na presente invenção.Conforme descrito acima, os nós ajustam o seu tempo de transmissão de dados paraajudar o nó de administração a receber os dados simultaneamente. Em outras palavras,os dados de cada nó 505, 510 e 515 são recebidos de forma sincrônica pelo nó deadministração.
Os sinais dos nós correspondentes sofrem multiplex emespaços de tempo ortogonais e são recebidos pelo nó de administração. Camada deMAC 545 transmite informações sobre padrões de saltos de tempo ortogonal dos nóscorrespondentes para gerador de códigos 520. O gerador de códigos 520 gera padrõesde saltos de tempo ortogonal para os nós correspondentes utilizando as informaçõesfornecidas pela camada de MAC 545. Dessaltador de tempo 525 recebe dados emespaços de tempo correspondentes aos padrões de salto de tempo ortogonais que sãogerados pelo gerador de códigos 520. Desta forma, os sinais recebidos sãodemodulados em seguida por demodulador de dados 530.
A camada de MAC 545 pode descobrir quais nós causamcolisão em qual espaço de tempo. O nó de administração possui padrões de saltos detempo ortogonal dos nós correspondentes. Portanto, ao aprender se cada um dos nósenvia dados, o nó de administração é capaz de descobrir quais nós causam colisãojuntos em qual tempo ortogonal. Existem duas formas para que o nó de administraçãodescubra se os nós correspondentes enviam dados.
Um método é que os nós correspondentes informem emprimeiro lugar ao nó de administração sobre sua transmissão de dados utilizando sinal decontrole anteriormente à transmissão de dados. Segundo o outro método, quando os nóscorrespondentes transmitirem dados sem utilizar sinal de controle específico, o nó deadministração soma energias de sinais que são recebidos em espaços de tempoatribuídos aos nós por meio dos seus padrões de saltos de tempo ortogonal e compara aenergia somada com valor limite previamente determinado para decidir se nó transmitiudados.
O método de descoberta de se nó transmitiu dados será explicado com maisdetalhes posteriormente com relação à estrutura de quadro.
Controlador de colisões 535 recebe da camada de MAC 545as informações sobre período de tempo em que ocorreu colisão e, com base nestainformação, executa controle de colisão sobre sinal recebido após a colisão. Após apassagem através do controlador de colisão 535, o sinal é decodificado por decodificadorde dados 540.
A Fig. 6 ilustra como nó salta espaço de tempo ortogonal.Para transmissão de dados, nó salta m espaços de tempo ortogonais 610-640 separadosem base de tempo durante o tempo de símbolo 605. Conforme exibido na figura, no casodo nó #a 645, ele transmite dados utilizando espaço de tempo ortogonal #3 no n° símboloe transmite dados utilizando espaço de tempo ortogonal #5 no (n-1)° símbolo. De formasimilar, outros nós transmitem dados por meio de saltos de espaços de tempo ortogonaispara cada símbolo. No presente, como os padrões de saltos dos nós são aleatórios eindependentes, podem ocorrer colisões com outros nós. Na Fig. 6, por exemplo, o nó #be o nó #z utilizam o mesmo espaço ortogonal #2 no n° período de símbolo. Esta é colisãoentre dois nós 660. Este tipo de colisão entre padrões de saltos de tempo ortogonaldeverá ser adequadamente controlado em extremidade receptora. Não é o espaço detempo ortogonal fixo e específico, mas espaço de tempo ortogonal atribuído conforme opadrão de salto de tempo ortogonal utilizado por cada nó para comunicação. O nó deadministração decodifica dados dos nós correspondentes por meio dos seus padrões desaltos atribuídos.A probabilidade de colisões de padrões de saltos de tempoortogonal entre os nós é expressa conforme segue:
[Equação 1]
<formula>formula see original document page 11</formula>
Aqui, N0T indica o número total de espaços de tempoortogonal, K indica o número de nós com os padrões de saltos de tempo ortogonalatribuídos a sessões de comunicação aberta e v. indica a média de atividades de canaldos nós correspondentes. A Equação 1 é obtida com base na consideração de que cadanó utiliza um tempo ortogonal entre o tempo ortogonal total para tentar comunicação.
Como se sabe por meio da equação, a probabilidade de colisão aumenta à medida queaumentam o número de nós e a atividade de canal dos nós correspondentes. A Fig. 6demonstra que todos os nós correspondentes são ativados. Entretanto, muito embora omesmo tempo ortogonal seja atribuído aos nós correspondentes no mesmo período desímbolo, quando os nós não são ativados, eles não interferem entre si. Considerando apropriedade de tráfego de dados com atividade de canais substancialmente baixa, aprobabilidade de colisão não é muito alta. Quando este método de acesso de saltos detempo ortogonal for utilizado para comunicação, os nós correspondentes podem tentarcomunicações a cada vez que possuam dados sem sinais de controle específicos e o nóde administração pode decodificar sinais dos nós utilizando somente os seus padrões desaltos de tempo ortogonal. Nesse momento, informações de controle de um bit queavisam se dados transmitidos por nós podem ser adicionados a fim de reduzir acomplexidade do recebimento de dados sobre o nó de administração.
Quando padrões de saltos de tempo ortogonal colidirem, onó de administração pode concluir que não recebeu o sinal transmitido no espaço detempo com ocorrência dessa colisão. Ele pode também verificar, entretanto, se ossímbolos de dados colididos são idênticos e, em caso afirmativo, utilizar o símbolo dedados para obtenção de informações.
Ao decidir-se que os nós que causam colisões de padrõesde saltos de tempo ortogonal possuem os mesmos símbolos, o símbolo de dadosrecebido é aplicado da forma em que se encontra ao decodificador para decodificação dosímbolo de cada nó. Isso ocorre porque, embora tenha havido colisão de padrões desaltos, ele oferece influência positiva sobre a decodificação. Entretanto, quando mais deum dos símbolos de dados de nós colididos não forem idênticos, os símbolos de dadosrecebidos não são aplicados diretamente ao decodificador, mas seu valor neutralizado éaplicado ao decodificador para decodificar símbolos dos nós correspondentes. Para nãogerar influência positiva nem negativa sobre qualquer nó, sinal neutro é anunciadocompulsivamente em períodos de símbolos de todos os nós que causaram colisões, deforma que qualquer sinal recebido nos espaços de tempo com a ocorrência de colisãonão seja considerado como sendo recebido.
Os métodos de controle de colisões para decodificaçãoespecialmente quando padrões de saltos de tempo ortogonal dos nós correspondentescolidirem podem possuir métodos de modulação diferentes.
A Fig. 7 exibe método de controle de colisões de padrões desaltos em nós correspondentes com modulação BPPM caso todos os dados de símboloscolididos sejam idênticos.
Na Fig. 7, os nós a, b e c 705, 710 e 715 transmitemsímbolos de dados utilizando o mesmo espaço de tempo. Como o nó de administraçãoconhece padrões de saltos dos nós correspondentes e quais nós transmitiram símbolosde dados, ele toma conhecimento de quais nós ocupam espaço de tempo ortogonalespecífico. Na Fig. 7, por exemplo, os nós correspondentes a, b e c transmitem dados namesma posição de pulso, ou seja, a posição de pulso correspondente a -1. Neste caso,os demoduladores 720, 725 e 730 do nó de administração medem energias de pulso nasposições de pulso correspondentes dentro do espaço de tempo com a ocorrência decolisão. Em outras palavras, os demoduladores medem a energia de pulso na posição dopulso do lado esquerdo correspondente a -1 e energia de pulso na posição do pulso dolado direito correspondente a +1. Suponha que válvula de energia de pulso grande seja Ae válvula de energia de pulso pequena seja B. Como A/B é maior que valor limitepreviamente determinado, o nó de administração considera que os símbolos de dadosexistem somente em uma posição 735, 740 e 745 e presume que as informações dosnós que ocupam tempo ortogonal específico sejam idênticas. Neste ponto, o valor limitepreviamente determinado varia, dependendo da quantidade de nós que causam colisõese da distância entre nó e o nó de administração. Na Fig. 7, a energia de pulso do ladoesquerdo é grande, enquanto a energia de pulso do lado direito é tão pequena quanto onível de ruído, de forma que o nó de administração considera que todos os símbolos dedados possuem -1, apesar das colisões dos padrões de saltos de tempo ortogonal.
Como este é o caso em que todos os nós que causaram colisões de padrões de saltosde tempo ortogonal possuem o mesmo símbolo, os símbolos de dados recebidos sãointroduzidos como se encontram no decodificador para decodificar símbolos dos nóscorrespondentes. Nomeadamente, o valor "-1" é aplicado ao decodificador 750, 755 e 760.
A Fig. 8 ilustra método de controle de colisões de padrõesde saltos em nós correspondentes com modulação de BPPM caso todos os dados desímbolos colididos não sejam idênticos.
Na Fig. 8, os nós a, b e c 805, 810 e 815 transmitemsímbolos de dados que utilizam o mesmo espaço de tempo. Como o nó de administraçãoconhece padrões de saltos dos nós correspondentes e quais nós transmitiram símbolosde dados, ele toma conhecimento de quais nós ocupam espaço de tempo ortogonalespecífico. Na Fig. 8, por exemplo, o nó a 805 transmite -1, o nó b 810 +1 e o nó c 815 -1, respectivamente. Neste caso, os demoduladores 820, 825 e 830 do nó deadministração medem energias de pulso nas posições de pulso correspondentes dentrodo espaço de tempo com a ocorrência de colisão. Em outras palavras, os demoduladoresmedem a energia de pulso na posição de pulso do lado esquerdo correspondente a -1 ea energia de pulso na posição de pulso de lado direito correspondente a +1. Suponhaque valor de energia de pulso grande seja A e valor de energia de pulso pequeno seja B.
Como A/B é menor que valor limite previamente determinado, o nó de administraçãoconsidera que os símbolos de dados existem em duas posições 835, 840 e 845 epresume que as informações dos nós que ocupam tempo ortogonal específico sãodiferentes. A Fig. 8 demonstra que o nó de administração recebe sinal misturado de doispulsos do lado esquerdo e um pulso do lado direito. Isso significa que a energia de pulsodò lado direito não é valor desprezível em comparação com a energia de pulso do ladoesquerdo. Como este é o caso em que símbolos dos nós que causaram colisões depadrões de saltos de tempo ortogonal são diferentes entre si, valor neutralizado, nemsinal +1 nem -1, é aplicado ao decodificador para decodificar símbolos de dados dos nóscorrespondentes 850, 855 e 860.
Embora as Figs. 7 e 8 ilustrem métodos de controle desímbolos de dados colididos utilizando razões de energia de pulso nas posições de pulsocorrespondentes, os símbolos de dados colididos podem ser controlados utilizando osvalores absolutos de energias de pulso nas posições de pulso correspondentes. Caso ovalor absoluto de energia de pulso em uma posição de pulso seja maior que valor limitepreviamente determinado embora o valor absoluto de energia de pulso na outra posiçãode pulso seja menor que o valor limite previamente determinado, o nó de administraçãoconsidera que símbolos de todos os nós que causam colisões de padrões de saltos detempo ortogonal são idênticos. Desta forma, os símbolos de dados recebidos sãoaplicados ao decodificador para decodificar símbolos de dados dos nós correspondentes.
Por outro lado, caso os valores absolutos de energias de pulso nas posições de pulsocorrespondentes sejam maiores que o valor limite previamente determinado, o nó deadministração considera que símbolos dos nós que causam colisões de padrões desaltos de tempo ortogonal são diferentes entre si. Desta forma, valor neutralizado, nemvalor +1 nem -1, é aplicado ao decodificador para decodificar símbolos de dados dos nóscorrespondentes.
A Fig. 9 ilustra método de controle de colisões caso os nóscorrespondentes utilizem método de modulação BPSK. Ao utilizar-se o método demodulação BPSK e quando mais de dois nós transmitirem símbolos de dados utilizandoo mesmo espaço de tempo ortogonal, caso suceda que os nós transmitiram os mesmosdados, a energia de sinal recebido aumenta proporcionalmente ao aumento do númerode nós que causaram colisões. Suponha, por exemplo, que três nós transmitiram +1 damesma distância. A energia de sinais recebidos seria, portanto, três vezes a energia desinal recebido na ausência de quaisquer colisões entre os nós. Portanto, o nó deadministração define valor limite específico utilizando o número de nós colididos einformações de distância dos nós correspondentes e, ao receber sinal que possuienergia maior que o valor limite, ele decide que todos os nós devem haver enviado osmesmos dados e, em seguida, introduz o sinal recebido no decodificador sem nenhumcontrole específico sobre ele. Enquanto isso, quando o sinal recebido possuir energiamenor que o valor limite, o nó de administração decide que existe nó entre os nóscolididos, que possui símbolo de dados diferente dos demais e, portanto, introduz valorneutralizado no decodificador.
A Fig. 9 exibe caso em que nó a 905 transmite +1, nó b 910transmite -1 e o nó c 915 transmite +1, respectivamente. Como os demoduladores 920,925 e 930 recebem sinal somado de informações dos nós a, b e c, quando a atenuaçãode ondas de rádio por distâncias for ignorada, sinal que possui valor de cerca de 2 érecebido para espaços de tempo que causaram as colisões 935, 940 e 945. Desde que ovalor limite seja 2,5, pois a soma de sinais recebidos é menor que o valor limite, valorneutralizado, ou seja zero, é aplicado ao decodificador para decodificar símbolos dedados dos nós correspondentes 950, 955 e 960. Caso as distâncias do nó deadministração para os nós correspondentes sejam diferentes e o controle de energia sejaausente, sinais destes nós podem possuir resistências diferentes. É necessário, portanto,ser muito cuidadoso ao definir valor limite para diferenciar se os símbolos de dados denós específicos são ou não idênticos.
Até o momento, explicou-se que o esquema de controle decolisão conforme a presente invenção pode ser utilizado para os métodos de modulaçãoBPSK e BPPM, que são amplamente utilizados em sistemas de comunicação UWB. Oesquema de controle de colisão conforme a presente invenção pode também seraplicado, entretanto, a outros métodos de modulação, tais como Amplitude Modulada deQuadratura (QAM), Chaveamento de Comutação de Freqüências (FSK) etc.
Classificação de serviços de nós:
A Fig. 10 exibe a classificação de serviços de nós quando acomunicação conforme realização da presente invenção é configurada. Em primeirolugar, caso nó no sistema inicie serviço de comunicação de dados móvel, comunicação éestabelecida e iniciada (1000). Quando chamada ou sessão for estabelecida pelaprimeira vez, nó de administração classifica os serviços solicitados por nós de usuárioscom relação a velocidades de transmissão de dados (1005 e 1010) e atribui um ou maismétodos de administração de recursos de tempo (1015 e 1020), dependendo dosserviços classificados. Detalhadamente, o nó de administração informa aos nós sobre osseus métodos de administração de recursos de tempo atribuídos por meio de período defarol e transmite informações, tais como padrões de saltos de tempo ortogonal,necessários para comunicações. Um ponto para ter cuidado ou ciência é que asvelocidades de transmissão solicitadas podem ser alteradas mesmo durante ascomunicações e os métodos de administração de recursos de tempo podem serconseqüentemente alterados (1025). Além disso, os valores SINR por distâncias entre osnós de usuário e o nó de administração para a classificação de serviços de nós deusuários podem ser levados em consideração.
Após o estabelecimento e início dacomunicação (1030), o nó de administração classifica os serviços solicitados por nós deusuários com relação a valores SINR em distâncias entre o nó de administração e os nósde usuários (1035 e 1040). Um dos métodos de recurso de tempo é atribuído (1045 e1050), dependendo dos serviços classificados e a comunicação é realizada. Os métodosde administração de recursos de tempo podem ser alterados proporcionalmente àalteração dos valores SINR causada pela mudança das distâncias entre o nó deadministração e os nós de usuários (1055). A alteração dos métodos de administraçãode recursos de tempo é atingida por quadro ou por "n" quadros (n > 1).
Sugestão de estrutura de quadro:
A estrutura de quadro sugerida na presente invenção émúltiplo acesso de modo misto de métodos OTHMA e OTDMA. Utilizando métodos taiscomo a variação de sincronização e tentativa de acesso por meio de saltos de tempoortogonal, o método OTHMA utiliza-se das propriedades de recursos de tempo ortogonalpara obter propriedades de multiplexação estatística. No método OTDMA, por outro lado,nó de administração programa tempos de comunicação de nós de usuário utilizandoperíodo de farol e atribui tempo específico aos nós correspondentes do usuário.
A Fig. 11 exibe a estrutura de quadro 1100 utilizada nométodo de múltiplo acesso de modo misto sugerido na presente invenção. Após osserviços dos nós de usuário correspondentes serem classificados em serviços de altavelocidade e serviços de velocidade média/baixa, conforme exibido na Fig. 10, os dadosde cada um dos nós de usuário são mapeados no quadro 1100 da Fig. 11.0 quadro1100 é grandemente dividido em período ativo 1105 e período de economia de energia1110. O período ativo 1105 é subdividido em período de farol 1115, período de acesso decontenção 1120, período de acesso de saltos de tempo ortogonal 1125 e período deacesso por divisão de tempo ortogonal 1130. Particularmente na presente invenção, operíodo de economia de energia 1110 é atribuído para reduzir o consumo de energia debateria de nós de usuários. Caso usuário deseje utilizar serviço de Internet móvel bemcomo serviço de voz, o período de economia de energia 1110 pode ser removido oureduzido para estes serviços. No período de acesso de contenção 1120, os nós deusuários correspondentes são unidos na comunicação e são executadosestabelecimento de comunicação e início e formação de faixas de comunicação.
Exemplos de protocolo utilizados no período de acesso de contenção incluem esquemaCSMA/CA que é múltiplo acesso com base em contenção, esquema ALOHA comespaços ou esquema de múltiplo acesso que causa contenção por meio de padrõespreviamente determinados ou espaços de tempo. Com relação ao estabelecimento decomunicação na ausência de informações de controle, os dados de nós de usuários quesolicitam serviços de baixa/média velocidade pulam os recursos de tempo no período deacesso por saltos de tempo ortogonal 1125 conforme os padrões de saltos de tempofornecidos pelo uso de parte do período de farol 1115 e tentam a comunicação. Nestemomento, os recursos de tempo são atribuídos de forma flexível sem diferenciar entre osperíodos superior e inferior. Enquanto isso, os dados de nós de usuários que solicitamserviços de alta velocidade são programados no período de acesso por divisão de tempoortogonal 1130 e mapeados posteriormente. O método de múltiplo acesso de nós deusuários pode ser convertido entre os saltos de tempo ortogonal 1125 e a divisão detempo ortogonal com base em programação 1130. Linha pontilhada 1135 na Fig. 11diferencia entre os recursos de tempo utilizados para tentar comunicações por meio desaltos de tempo e os recursos de tempo utilizados para tentar comunicações por meio dadivisão de tempo ortogonal com base em programação. Característica da estrutura dequadro é que fronteiras entre o período de farol 1115, o período de acesso de contenção1120, o período de acesso por saltos de tempo ortogonal 1125 e o período de acesso pordivisão de tempo ortogonal 1130 são variáveis para cada quadro. Isso pode variarconforme a razão entre nós de usuários em alta velocidade e nós de usuários emmédia/baixa velocidade descrita anteriormente. Quando a quantidade de usuários deserviço em baixa/média velocidade aumentar, por exemplo, o período de acesso porsaltos de tempo ortogonal 1125 aumenta e a quantidade de informações no período defarol 1115 é reduzida. Isso ocorre porque o nó de administração não necessita forneceraos nós de usuários do serviço de média/baixa velocidade informações relevantes deprogramação sobre os recursos de tempo disponíveis para os nós de usuárioscorrespondentes. Quando a quantidade de informação no período de farol 1115 forreduzida, a eficiência de quadro aumenta.
A Fig. 12 exibe a estrutura de quadro 1200 para uso emmétodo de múltiplos acessos em modo misto sugerido na presente invenção. Após aclassificação dos serviços dos nós de usuários correspondentes em serviços de altavelocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido na Fig. 10, os dadosde cada um dos nós de usuários são mapeados no quadro 1200 da Fig. 12. O quadro1200 é em grande parte dividido em período ativo 1205 e período de economia deenergia 1210. O período ativo 1205 é subdividido em período de farol 1215, período deacesso de contenção 1220, período inferior de acesso por salto de tempo ortogonal1225, período superior de acesso por salto de tempo ortogonal 1230, período de linkinferior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1235 e período de link superior deacesso por divisão de tempo ortogonal 1240. Quanto ao estabelecimento decomunicação na ausência de informações de controle, nós de usuários solicitandoserviços de média/baixa velocidade transmitem seus dados utilizando os recursos detempo atribuídos por parte do período de farol 1215 no período de link superior/linkinferior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1230/1225. Enquanto isso, os dados delink superior/link inferior de nós de usuário que solicitam serviços em alta velocidade sãoprogramados no período de link inferior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1235 eno período de link superior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1240,respectivamente, e mapeados posteriormente. Linha pontilhada 1245 na Fig. 12diferencia entre os recursos de tempo utilizados para tentar comunicações por meio desaltos de tempo e os recursos de tempo utilizados para tentar comunicações por meio dadivisão de tempo ortogonal com base em programação, mas isso pode ser alteradoadaptativamente.
A Fig. 13 exibe a estrutura de quadro 1300 para uso emmétodo de acessos múltiplos de modo misto sugerido na presente invenção. Após aclassificação dos serviços dos nós de usuário correspondentes em serviços de altavelocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido na Fig. 10, os dadosde cada um dos nós de usuários são mapeados no quadro 1300 da Fig. 13. O quadro1300 é em grande parte dividido em período ativo 1305 e período de economia deenergia 1310. O período ativo 1305 é subdividido em período de farol 1315, período deacesso de contenção 1320, período de link inferior de acesso por saltos de tempoortogonal 1325, período de link superior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1330 eperíodo de acesso por divisão de tempo ortogonal 1335. Quanto ao estabelecimento decomunicação na ausência de informações de controle, os dados de link superior e linkinferior de nós de usuário solicitam recursos de tempo de salto de serviços demédia/baixa velocidade no período de link superior de acesso por saltos de tempoortogonal 1330 e no período de link inferior de acesso por saltos de tempo ortogonal1325 conforme os padrões de saltos de tempo fornecidos utilizando parte do período defarol 1315 e tentam comunicação. Enquanto isso, os dados de link superior e link inferiorde nós de usuários que solicitam serviços de alta velocidade tentam comunicação noperíodo de acesso por divisão de tempo ortogonal 1335. Nesse momento, para reduzir oconsumo de energia da bateria de nó de usuário, dados de link superior e dados de linkinferior são servidos juntos para os usuários correspondentes 1340, 1345 e 1350. Linhapontilhada 1355 na Fig. 13 diferencia entre os recursos de tempo utilizados para tentarcomunicação por meio de saltos no tempo e os recursos de tempo utilizados para tentarcomunicação por meio da divisão de tempo ortogonal com base em programação, masisso pode ser alterado de forma adaptativa.
Cenário de manutenção e administração de padrão de saltos:
Ciclo de atribuição de padrões de saltos de tempo para usoem período de acesso de saltos de tempo ortogonal no método de múltiplos acessoscom modo misto conforme a presente invenção é conforme segue:
a. Caso o ciclo de atribuição de padrões de saltos de tempo coincida com quadro: ospadrões de saltos de tempo para uso em acesso de saltos de tempo ortogonal podemser gerados por quadro utilizando número de ID atribuído a cada quadro e identificadorexclusivo de nó de usuário. Os padrões de saltos de tempo podem também seratribuídos a usuários por quadro administrando-se os padrões de saltos de tempo emtabela.
b. Caso o ciclo de atribuição de padrões de saltos de tempo esteja na unidade de ηquadros (n > 1): o ciclo de atribuição de padrões de saltos de tempo para uso em acessode saltos de tempo ortogonal pode ser em unidade de η quadros (n > 1) que é maior queum quadro.
c. Caso o ciclo de atribuição de padrões de saltos de tempo cubra o estabelecimento decomunicação de nós de usuários, pontos inicial e final de comunicação: padrões desaltos de tempo para uso em acesso por salto de tempo ortogonal são atribuídos noponto em que nó de usuário une-se para o estabelecimento e início de comunicaçõescom nó de administração ao longo de período de acesso de contenção e os padrões desaltos de tempo atribuídos são liberados ao terminar serviço(s) para o nó de usuário.
Como os padrões de saltos de tempo são independentes egerados aleatoriamente para os nós de usuários correspondentes, quando dados de nósde usuários diferentes são carregados ao mesmo tempo, pode ocorrer colisão depadrões de saltos de tempo. Essa colisão pode ser adequadamente controlada,dependendo de método de modulação utilizado.
O número de recursos de tempo comunicáveis por meio desaltos em período de acesso por saltos de tempo ortogonal pode ser alterado, pois ocomprimento do período de acesso por saltos de tempo ortogonal varia pela quantidadede nós de usuários que solicitam serviço em média/baixa velocidade dentre a quantidadetotal de nós de usuários. No presente, quanto mais curto o ciclo de atribuição de padrõesde saltos de tempo, maior a alteração da quantidade de recursos de tempo para saltos.
Embora isso possibilite a administração mais eficiente de recursos de tempo, acomplexidade é aumentada na mesma proporção. À medida que aumenta a continuaçãode tempo de serviço durante a comunicação, é eficiente definir como longo o ciclo deatribuição de padrões de saltos de tempo. Caso a atividade durante o serviço decomunicações de pacotes seja baixa ou a velocidade de dados de transmissão sejavariável ou a continuação do tempo de serviço durante a comunicação não seja longa, éeficiente definir como curto o ciclo de atribuição de padrões de saltos de tempo.
Método de informação de se há dados (S/N) a seremenviados utilizando padrão de saltos específico (link superior):
A presente invenção inclui método de comunicação no qualnó que possui informações a serem enviadas além dos padrões de saltos de tempoespecíficos informa ao nó de administração informações resumidas sobre a presença dedados a serem enviados utilizando padrão de saltos de tempo específico. As Figs. 7 e 8 ea Fig. 9 ilustraram casos em que o nó de administração é capaz e incapaz de diferenciarinformações dos nós quando as informações ocuparam o mesmo tempo ortogonal. Éimportante que o nó de administração solicite informações de controle sobre se todos osnós tentaram comunicação em momento específico ou se não há sinal enviadooriginalmente pelos nós. Naturalmente, a comunicação é possível sem estas informaçõesde controle. Entretanto, quando não houver essas informações de controle, o nó deadministração deve analisar e decodificar padrões de saltos de tempo dos nóscorrespondentes a todo o tempo. Portanto, na presente invenção, quando nó possuirinformações a serem enviadas além dos padrões de saltos de tempo específicos, o nóenvia dados para o nó de administração e fornece informações resumidas sobre apresença de dados a serem enviados utilizando padrão de saltos de tempo específicos.
Quando for necessário constituir esse padrão de saltos, cada nó deverá possuir padrãode saltos exclusivo e que não colide. Isso ocorre porque, quando o padrão de saltoscarregado com informações de controle colidir e, portanto, for transmitido de formaincerta por esse motivo, o sistema pode operar de forma instável. Embora sinal decontrole possa ser gerado por meio deste procedimento, o método ainda é vantajosopara o nó de administração pelo fato de que a complexidade de decodificação de todosos padrões de saltos de tempo para cada momento de recebimento é substancialmentereduzida.
Método de informação de se há dados (S/N) a seremenviados utilizando informações de ID de usuário em período de farol (link inferior):
Segundo estrutura de quadro sugerida na presenteinvenção, como para link inferior no método de múltiplos acessos por saltos de tempoortogonal, o nó de administração é capaz de informar os nós de usuários se háinformações a serem enviadas utilizando ID de usuário no período de farol. Em detalhes,a ID de usuário para a qual informações necessitam ser enviadas é incluída nasinformações de farol. De forma similar, como para link inferior no método de múltiplosacessos por divisão de tempo ortogonal, o nó de administração é capaz de informar osnós de usuários se há informações a serem enviadas utilizando ID de usuário existenteno período de farol. Isso significa que a ID de usuário para a qual informaçõesnecessitam ser enviadas é incluída nas informações de farol. No presente, a ID dousuário é atribuída e anunciada a partir do nó de administração para nó de usuárioquando unir-se em comunicação com o nó de administração, desejando estabelecer einiciar comunicações por meio do período de acesso de contenção.
Método de informação se há dados (S/N) a serem enviadosutilizando informações de bitmaps em período de farol (link inferior):
Segundo estrutura de quadro sugerida na presenteinvenção, como para link inferior no método de múltiplos acessos por saltos de tempoortogonal, o nó de administração é capaz de informar aos nós de usuários se háinformações a serem enviadas utilizando informações de um bit para cada usuário noperíodo de farol. Em detalhes, mapa de bits utilizando informações de um bit parausuário é construído e incluído nas informações de farol. De forma similar, como para linkinferior no método de múltiplos acessos por divisão de tempo ortogonal, o nó deadministração é capaz de informar os nós de usuários se há informações a seremenviadas utilizando informações de um bit para cada usuário no período de farol. Issosignifica que mapa de bits utilizando informações de um bit para usuário é construído eincluído nas informações de farol. Mapeamento entre cada um dos nós de usuários ecada bit nas informações de mapa de bits do período de farol pode utilizar método que onó de administração informa aos nós de usuários sobre a posição de bit atribuído nomapa de bits quando o nó de usuário unir-se em comunicação com o nó deadministração, desejando estabelecer e iniciar comunicações por meio do período deacesso de contenção.
Método de informação se há dados (S/N) a serem enviadosutilizando nível de energia (link superior):
Segundo este método, o nó de administração, maisespecificamente extremidade receptora do nó de administração, conhece inerentemente,sem nenhuma informação de controle, se houve ou não informações de nós de usuáriospara os nós de usuários correspondentes, ou se houve erro quando essas informaçõesexistiram, por meio de detecção de informações que indicam se dados transmitidos pornó de usuário específico por meio de nível de energia dos dados transmitidos pelo nó deusuário. Em primeiro lugar, receptor do nó de administração demodula com relação aosnós de usuários correspondentes, pois ele não sabe se os nós de usuários que tentamcomunicação por meio de saltos de tempo transmitiram dados. Após a demodulação, onó de administração verifica os níveis de energia de dados que foram classificados edemodulados para os nós de usuários correspondentes. Quando houver certos dadosque não foram realmente transmitidos, os dados não excederiam valor de referênciaespecífico. Por meio desse processo de verificação, o nó de administração não poderealizar processos complexos tais como decodificação, controle de colisão etc. sobre nósde usuários que na verdade não transmitiram informações. Os nós de usuários comníveis de energia que excedem o valor de referência de energia específico sãoconsiderados como havendo transmitido informações para o nó de administração e,portanto, verificação de colisões e controle de colisões são realizados sobre eles. Nessemomento, controle de colisão pode ou não haver sido atingido, dependendo dos métodosde modulação sendo utilizados. Após a decodificação para os nós de usuárioscorrespondentes, o nó de administração descobre se há erro nos dados recebidos pormeio de verificação CRC. Mesmo se a estrutura de recebimento de dados parecercomplexa, o método é vantajoso pelo fato de que os nós de usuários não necessitamenviar informações de controle que contem a existência de informações.
Estrutura de quadro agrupado I:
Caso a quantidade de nós de usuários em rede aumente emuitos dos nós de usuários tentem a comunicação, os nós de usuários são classificadosem mais de um grupo e modo misto de divisão de tempo ortogonal e o salto de tempoortogonal é utilizado para os grupos correspondentes para administração eficiente commétodo simples.
A Fig. 14 exibe a estrutura de quadro 1400 para uso emmétodo de múltiplos acessos em modo misto para grupos sugerido na presenteinvenção. Após a classificação dos serviços dos nós de usuários correspondentes emserviços de alta velocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido naFig. 10, os dados de cada um dos nós de usuários são mapeados no quadro 1400 daFig. 14. O quadro 1400 em cada grupo é dividido em grande parte em período ativo 1405e período de economia de energia 1410. O período ativo 1405 em cada grupo ésubdividido em período de farol 1415, período de acesso de contenção 1420, período deacesso de salto de tempo ortogonal 1425 e período de acesso por divisão de tempoortogonal 1430. Característica desta estrutura de quadro é que os períodos ativos dosgrupos correspondentes são definidos para que não sejam sobrepostos entre si. Issopode ser interpretado com esquema TDMA no qual cada grupo recebe tempo de acessoao nó de administração. Portanto, os nós não geram nenhuma colisão com outros nósem grupos diferentes em rede de rádio, mesmo se os nós forem administrados pelomesmo nó de administração. Quando não houver esse grupo, nós com o mesmo nó deadministração podem colidir facilmente entre si, pois eles tentam transmitir quadros dedados que foram gerados em período inativo em período ativo do mesmo quadro. Noperíodo de acesso de contenção 1420, os nós de usuários correspondentes em cadagrupo são unidos na comunicação e são executados configuração da comunicação, inícioda comunicação e formação de faixas. Com relação à configuração de comunicação naausência de informações de controle, os dados de nós de usuários que solicitam serviçosem média/baixa velocidade saltam os recursos de tempo por grupos no período deacesso por saltos de tempo ortogonal segundo os padrões de saltos de tempo fornecidosutilizando parte do período de farol 1415 e tentam a comunicação. Neste momento, osrecursos de tempo são atribuídos de forma flexível sem diferenciar entre períodos de linksuperior e link inferior. Enquanto isso, os dados de nós de usuários que solicitamserviços em alta velocidade são programados por grupos no período de acesso pordivisão de tempo ortogonal 1430 e mapeados posteriormente. Linha pontilhada 1435 naFig. 14 diferencia entre os recursos de tempo utilizados para tentar comunicações pormeio de salto de tempo e os recursos de tempo utilizados para tentar comunicações pormeio da divisão de tempo ortogonal com base em programação, mas isso pode seralterado de forma adaptativa.
A Fig. 15 exibe a estrutura de quadro 1500 para uso emmétodo de múltiplos acessos em modo misto para grupos sugeridos na presenteinvenção. Após a classificação dos serviços dos nós de usuários correspondentes emserviços de alta velocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido naFig. 10, os dados de cada um dos nós de usuários são mapeados no quadro 1500 daFig. 15. O quadro em cada grupo é dividido em grande parte em período ativo 1505 eperíodo de economia de energia 1510. O período ativo 1505 em cada grupo ésubdividido em período de farol 1515, período de acesso de contenção 1520, períodoinferior de acesso por salto de tempo ortogonal 1525, período de link superior de acessopor salto de tempo ortogonal 1530, período de link inferior de acesso por divisão detempo ortogonal 1535 e período de link superior de acesso por divisão de tempoortogonal 1540. Com relação à configuração de comunicação na ausência deinformações de controle, os dados de link superior e link inferior de nós de usuáriossolicitando recursos de tempo de salto de serviços em média/baixa velocidade porgrupos no período de link superior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1530 e noperíodo de link inferior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1525 conforme ospadrões de saltos de tempo fornecidos utilizando parte do período de farol e tentam acomunicação. Enquanto isso, os dados de link superior e link inferior de nós de usuáriosque solicitam serviços de alta velocidade são programados por grupos no período de linkinferior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1535 e no período de link superior deacesso por divisão de tempo ortogonal 1540, respectivamente, e são mapeadosposteriormente. Linha pontilhada 1545 na Fig. 15 diferencia entre os recursos de tempoutilizados para tentar comunicações por meio de saltos de tempo e os recursos de tempoutilizados para tentar comunicações por meio da divisão de tempo ortogonal com baseem programação, mas isso pode ser alterado de forma adaptativa.A Fig. 16 exibe a estrutura de quadro 1600 para uso emmétodo de múltiplos acessos com modo misto para grupos sugerido na presenteinvenção. Após a classificação dos serviços dos nós de usuários correspondentes emserviços de alta velocidade e/ou serviços de média/baixa velocidade conforme exibido naFig. 10, os dados de cada um dos nós de usuário são mapeados no quadro 1600 da Fig.16. O quadro 1600 em cada grupo é dividido, em grande parte, em período ativo 1605 eperíodo de economia de energia 1610. O período ativo 1605 é subdividido em período defarol 1615, período de acesso de contenção 1620, período de link inferior de acesso porsaltos de tempo ortogonal 1625, período de link superior de acesso por saltos de tempoortogonal 1630 e período de acesso por divisão de tempo ortogonal 1635. Com relação àconfiguração de comunicação na ausência de informações de controle, os dados de linksuperior e link inferior de nós de usuários solicitam recursos de tempo de saltos deserviços em média/baixa velocidade por grupos no período de link superior de acesso porsaltos de tempo ortogonal 1630 e no período de link inferior de acesso por saltos detempo ortogonal 1625 segundo os padrões de saltos de tempo fornecidos utilizando partedo período de farol e tentam comunicação. Enquanto isso, os dados de link superior elink inferior de nós de usuários solicitando serviços de alta velocidade tentamcomunicação por grupos no período de acesso por divisão de tempo ortogonal 1635.Neste momento, para reduzir o consumo de energia da bateria de nó de usuário, dadosde link superior e dados de link inferior são servidos juntos para os usuárioscorrespondentes 1640, 1645 e 1650. Linha pontilhada 1655 na Fig. 16 diferencia entre osrecursos de tempo utilizados para tentar comunicação por meio de saltos de tempo e osrecursos de tempo utilizados para tentar comunicação por meio da divisão de tempoortogonal com base em programação, mas isso pode ser alterado de forma adaptativa.
Estrutura de quadro agrupado II:
Caso a quantidade de nós de usuários em rede aumente emuitos dos nós de usuários tentem comunicação, os nós de usuários são classificadosem mais de um grupo e os saltos de tempo ortogonal são utilizados para os gruposcorrespondentes enquanto a divisão de tempo ortogonal é utilizada para todo o grupo.Quando a divisão de tempo ortogonal for utilizada para todo o grupo, não para os gruposcorrespondentes, programação única é suficiente. Isso significa que a programação nãonecessita ser realizada sobre cada quadro nos grupos correspondentes. Especialmente,no caso de informações de broadcast como serviços de broadcast, as informaçõespodem ser transmitidas de uma vez, em vez de transmissão em tantas vezes quanto onúmero de grupos.
A Fig. 17 exibe a estrutura de quadro 1700 para uso emmétodo de múltiplos acessos com modo misto para grupos sugeridos na presenteinvenção. Após a classificação dos nós de usuário correspondentes em serviços de altavelocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido na Fig. 10, os dadosde cada um dos nós de usuário são mapeados no quadro 1700 da Fig. 17. O quadro1700 é dividido em grande parte em período ativo 1705 e período de economia deenergia 1710 em grupos e período de acesso por divisão de tempo ortogonal 1715 paratodo o grupo. O período ativo 1705 em cada grupo é subdividido em período de farol1720, período de acesso de contenção 1725 e período de acesso por saltos de tempoortogonal 1730. O período de acesso por divisão de tempo ortogonal 1715 para todo ogrupo é subdividido em período de farol de acesso por divisão de tempo ortogonal 1735 eperíodo de acesso por divisão de tempo ortogonal 1740. No período de acesso decontenção 1725, os nós de usuários correspondentes em cada grupo são unidos nacomunicação e são executados a configuração de comunicação, início da comunicação eformação de faixas. Com relação à configuração de comunicação na ausência deinformações de controle, os dados de nós de usuários solicitando serviços demédia/baixa velocidade saltam recursos de tempo por grupos no período de acesso porsaltos de tempo ortogonal 1730 segundo os padrões de saltos de tempo fornecidosutilizando parte do período de farol 1720 e tentam comunicação. Enquanto isso, os dadosde nós de usuários solicitando serviços em alta velocidade são programados no períodode acesso por divisão de tempo ortogonal 1715 para todo o grupo e são mapeadosposteriormente. Neste momento, os recursos de tempo são atribuídos de forma flexívelsem diferenciar entre períodos de link superior e link inferior. Linha pontilhada 1745 naFig. 17 diferencia entre os recursos de tempo utilizados para tentar comunicação pormeio de saltos de tempo e os recursos de tempo utilizados para tentar comunicação aolongo da divisão de tempo ortogonal com base em programação, mas isso pode seralterado de forma adaptativa.
A Fig. 18 exibe a estrutura de quadro 1800 para uso emmétodo de múltiplos acessos com modo misto para grupos sugerido na presenteinvenção. Após a classificação dos serviços dos nós de usuários correspondentes emserviços de alta velocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido naFig. 10, os dados de cada um dos nós de usuários são mapeados no quadro 1800 daFig. 18. O quadro 1800 é dividido em grande parte em período ativo 1805 e período deeconomia de energia 1810 por grupos e período de acesso por divisão de tempoortogonal 1815 para todo o grupo. O período ativo 1805 em cada grupo é subdividido emperíodo de farol 1820, período de acesso de contenção 1825, período de link inferior deacesso por saltos de tempo ortogonal 1830 e período de link superior de acesso porsaltos de tempo ortogonal 1835. Com relação à configuração de comunicação naausência de informações de controle, os dados de link superior e link inferior de nós deusuários solicitando recursos de tempo de salto de serviços em média/baixa velocidadepor grupos no período de link superior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1835 eno período de link inferior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1830 conforme ospadrões de salto de tempo fornecidos utilizando parte do período de farol 1820 e tentamcomunicação. Enquanto isso, o período de acesso por divisão de tempo 1815 para todo ogrupo é subdividido em período de farol de acesso por divisão de tempo ortogonal 1840,período de link inferior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1845 e período de linksuperior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1850. Os dados de link superior e linkinferior de nós de usuários solicitando serviços em alta velocidade são programados noperíodo de link inferior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1845 e no período delink superior de acesso por divisão de tempo ortogonal 1850 para todo o grupo e sãomapeados posteriormente. Linha pontilhada 1855 na Fig. 18 diferencia entre os recursosde tempo utilizados para tentar comunicações por meio de saltos de tempo e os recursosde tempo utilizados para tentar comunicações por meio da divisão de tempo ortogonalcom base em programação, mas isso pode ser alterado de forma adaptativa.
A Fig. 19 exibe a estrutura de quadro 1900 para uso emmétodo de múltiplos acessos com modo misto para grupos sugeridos na presenteinvenção. Após a classificação dos serviços dos nós de usuário correspondentes emserviços de alta velocidade e serviços de média/baixa velocidade conforme exibido naFig. 10, os dados de cada um dos nós de usuários são mapeados no quadro 1900 daFig. 19. O quadro 1900 é dividido em grande parte em período ativo 1905 e período deeconomia de energia 1610 para os grupos correspondentes e período de acesso pordivisão de tempo ortogonal 1915 para todo o grupo. O período ativo 1905 é subdivididoem período de farol 1920, período de acesso de contenção 1925, período de link inferiorde acesso por saltos de tempo ortogonal 1930 e período de link superior de acesso porsaltos de tempo ortogonal 1935. Com relação à configuração de comunicação naausência de informações de controle, os dados de link superior e link inferior de nós deusuários solicitando serviços em média/baixa velocidade pulam recursos de tempo porgrupos no período de link superior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1935 e noperíodo de link inferior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1930 conforme ospadrões de saltos de tempo fornecidos utilizando parte do período de farol 1920 e tentamcomunicação. Enquanto isso, os dados de link superior e link inferior de nós de usuáriossolicitando serviços em alta velocidade tentam comunicação por grupos no períodosuperior de acesso por saltos de tempo ortogonal 1935 e no período inferior de acessopor saltos de tempo ortogonal 1930. Enquanto isso, o período de acesso por divisão detempo ortogonal 1915 para todo o grupo é subdividido em período de farol de acesso pordivisão de tempo ortogonal 1940 e período de acesso por divisão de tempo ortogonal1945. Os dados de link superior e link inferior de nós de usuário solicitando serviços emalta velocidade tentam comunicação no período de acesso por divisão de tempoortogonal 1945 para todo o grupo. Neste momento, para reduzir o consumo de energiade bateria de nó de usuário, dados de link superior e dados de link inferior são servidosjuntos para os usuários correspondentes 1950, 1955 e 1960. Linha pontilhada 1965 naFig. 19 diferencia entre os recursos de tempo utilizados para tentar comunicação pormeio de saltos de tempo e os recursos de tempo utilizados para tentar comunicação pormeio da divisão de tempo ortogonal com base em programação, mas isso pode seralterado de forma adaptativa.
Método de classificação de grupos:
Caso a quantidade de nós de usuários em rede aumente emuitos dos nós de usuários tentem comunicação, os nós de usuários são classificadosem mais de um grupo para administração eficiente com método simples. Em detalhes,nós de usuários são classificados em diferentes grupos de acordo com:
a. velocidade de transmissão de dados solicitada por usuário;
b. distância entre o nó de usuário e nó de administração;
c. valor SINR em nó de usuário ou em nó de administração; e
d. número de identificação do nó de usuário.
Após a classificação de nós de usuários em mais de umgrupo, os nós de usuários podem ser adicionalmente classificados mais uma vezperiodicamente ou sempre que necessário. Detalhadamente, os nós de usuários sãoreclassificados conforme segue:
a. reclassificação de grupos de nós de usuários por quadro;
b. reclassificação de grupos de nós de usuários em "n" unidade de quadros (n > 1); e
c. reclassificação de grupos de nós de usuários a cada vez em que nó de usuário une-seao nó de administração para configuração e início de comunicação por meio de períodode acesso de contenção.
Método de melhoria do desempenho de período de acessode contenção:
A Fig. 20 ilustra processo de configuração de comunicaçãopara diversos nós por meio de modo de estação distribuída caso esses vários nóssolicitem simultaneamente configuração de comunicação de nó de administração,segundo realização da presente invenção.
Quando rede é inicializada e o nó de administração solicitaconfiguração de comunicação dos nós correspondentes ou transmissão de dados érealizada após a primeira coleta dos dados sobre eventos específicos dos nóscorrespondentes, ou seja, grande quantidade de nós estabelece comunicação com o nóde administração ao mesmo tempo, muitos nós podem ter acesso ao meio em períodode acesso de contenção 2005. Neste caso, o desempenho de CSMA/CA ésubstancialmente deteriorado. Para solucionar este problema, o período de acesso decontenção é dividido em espaços de tempo 2010 com tamanho adequado e cada espaçoé subdividido em miniespaços de link superior 2015 para solicitar configuração decomunicação e miniespaços de link inferior 2020 para gerar ACK. Quando um dosminiespaços de link superior com tamanho adequado for selecionado aleatoriamente porcada um dos nós e os dados dos nós forem transmitidos para o nó de administração semcausar nenhuma colisão, sinal ACK é imediatamente fornecido para o nó por meio deminiespaço de link inferior seguinte. Por meio dessa estrutura de acesso distribuído,configuração de comunicação pode ser realizada mais eficientemente, embora vários nóspossam solicitar configurações de comunicação ao mesmo tempo. Por meio desteprocedimento, os nós correspondentes determinam o tipo de comunicação segundo seusserviços solicitados e recebem padrões de saltos exclusivos correspondentes.
Embora a presente invenção seja suscetível a váriasmodificações e formas alternativas, realizações específicas foram exibidas como formade exemplo nos desenhos e descritas em detalhes no presente. Dever-se-ácompreender, entretanto, que a presente invenção não se limita às formas específicasdescritas. Pelo contrário, a presente invenção cobre todas as modificações, equivalentese alternativas que se encontrem dentro do espírito e escopo da presente invençãoconforme definido nas reivindicações anexas.
Aplicabilidade Industrial
Conforme descrito acima, o método de comunicação digitalde múltiplos acessos conforme a realização da presente invenção pode ser utilizado emsistema de comunicação ultrafaixas.

Claims (30)

1. Método de comunicação digital em link superior desistema de comunicação UWB1 em que o método é caracterizado por compreender:- sincronização de sinais de nós de usuários correspondentes com nó de administração;e- salto de espaços de tempo disponíveis para comunicação, conforme padrões de saltosde tempo ortogonal atribuídos pelo nó de administração.
2. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a etapa de sincronização é caracterizado por compreender:- cálculo da diferença de tempo entre a geração de sinal de sincronização no nó deadministração e a chegada do sinal de sincronização no nó de usuário; e- ajuste do tempo de transmissão de dados para o nó de administração conforme adiferença de tempo.
3. Método de comunicação digital em link superior desistema de comunicação UWB1 em que o método é caracterizado por compreender:- soma de energias de sinais recebidos em espaços de tempo que são atribuídos aosnós de usuários correspondentes por meio de padrões de saltos de tempo ortogonal;- comparação da energia somada com valor crítico previamente determinado; e- quando a energia somada for maior que o valor crítico, julgamento de que o nó deusuário transmitiu dados.
4. Método de comunicação digital em link superior desistema de comunicação UWB, que é caracterizado por compreender as etapas de:- classificação de nós de usuários em pelo menos dois grupos; e- definição de períodos ativos por grupos de maneira que os períodos ativos não sejamsobrepostos entre si.
5. Método de comunicação digital que é caracterizado porcompreender: as etapas de:- permissão que nós de usuários tentem múltiplos acessos por meio de método dedivisão de tempo ortogonal com base em programação conforme velocidades detransmissão de dados de serviços solicitados pelos nós de usuários correspondentes;- permissão que nós de usuários tentem múltiplos acessos por meio de método de saltosde tempo ortogonal utilizando padrões de saltos de tempo ortogonal; e- classificação dos nós de usuários em pelo menos um grupo e tentativa decomunicação por grupos em modo misto do método de divisão de tempo ortogonal e dométodo de saltos de tempo ortogonal.
6. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que período de economia de energia é atribuído em consideração ao consumo deenergia de bateria dos nós de usuários correspondentes e o modo misto do método desaltos de tempo ortogonal e o método de divisão de tempo ortogonal é utilizado emperíodo ativo que não é o período de economia de energia.
7. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que os nós de usuários que solicitam serviços de dados em alta velocidadeacomodam múltiplo acesso com base em programação, enquanto os nós de usuáriosque solicitam serviços de dados em média/baixa velocidade acomodam o método desaltos de tempo ortogonal.
8. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que é possível conversão recíproca dos métodos de acessos múltiplos durante acomunicação.
9. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que utiliza um dos esquemas a seguir:- atribuição de recursos de tempo de forma flexível sem diferenciar entre períodos delink superior e link inferior;- distinção entre períodos de link superior e link inferior, programação e mapeamento dedados de link superior e link inferior de nó de usuário em períodos de link superior e linkinferior de acesso por divisão de tempo e salto de recursos de tempo em períodos de linksuperior e link inferior de acesso por saltos de tempo ortogonal e períodos de link inferiorpara comunicação; e- serviço dos dados de link superior e link inferior por usuários no período de acesso pordivisão de tempo ortogonal e, desta forma, redução do consumo de energia de bateriados nós de usuários correspondentes.
10. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que os nós de usuários são classificados em pelo menos um grupo e o métodode acesso por saltos de tempo ortogonal é utilizado para os grupos correspondentesenquanto o método de divisão de tempo ortogonal é utilizado para todo o grupo.
11. Método conforme qualquer das reivindicações 5 ou 10,caracterizado pelo fato de que a classificação dos nós de usuários em pelo menos umgrupo é determinada por uma das condições a seguir:- velocidades de transmissão de dados solicitadas por usuários;- distâncias entre os nós de usuários correspondentes e o nó de administração;- valores SINR recebidos nos nós de usuários correspondentes ou no nó deadministração; e- números de identificação do nó de usuário.
12. Método conforme qualquer das reivindicações 5 ou 10,caracterizado pelo fato de que os nós de usuários são classificados em pelo menos umgrupo, em que os grupos de nós de usuários são reclassificados periodicamente ou senecessário.
13. Método conforme a reivindicação 12, caracterizado pelofato de que utiliza um dos métodos a seguir:- reclassificação de grupos de nós de usuários por quadro;- reclassificação de grupos de nós de usuários em "n" unidades de quadros (n > 1); e- reclassificação de grupos de nós de usuários a cada vez em que nó de usuário une-sea nó de administração por meio de período de acesso de contenção para configuraçãode comunicação e início de comunicação.
14. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que os padrões de saltos de tempo no método de múltiplos acessos por saltos detempo ortogonal são administrados por um dos métodos a seguir.- geração de padrão de saltos de tempo por quadro utilizando ID intrínseca atribuída acada quadro e identificador intrínseco atribuído a nó de usuário;- atribuição dos padrões de saltos de tempo a usuários por quadro por meio deadministração de padrões de saltos de tempo no método de múltiplos acessos por saltosde tempo ortogonal em tabela;- atribuição dos padrões de saltos de tempo no método de múltiplos acessos por saltosde tempo ortogonal em "n" unidades de quadros (n > 1); e- atribuição dos padrões de saltos de tempo no método de múltiplos acessos por saltosde tempo ortogonal em ponto em que nó de usuário une-se ao nó de administração aolongo de período de acesso de contenção para configuração de comunicação e início decomunicação e restauração dos padrões de saltos de tempo atribuídos ao término do(s)serviço(s) do nó de usuário.
15. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que nó com informações a serem enviadas além dos padrões de saltos de tempoespecíficos no método de múltiplos acessos por saltos de tempo ortogonal fornece ao nóde administração os dados e informações resumidas sobre a presença dos dadosutilizando padrão de saltos de tempo específico.
16. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o nó de administração não define canal de sinal de controle referente a se osnós de usuários correspondentes possuem informações a serem enviadas para linkinferior no método de múltiplos acessos por saltos de tempo ortogonal, mas constróimapa de bits de informações de um bit por usuários, utilizando as informações do mapade bits em período de farol e inclui o mapa de bits em informações de farol para informaros usuários.
17. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o nó de administração não define canal de sinal de controle referente a se osnós de usuários correspondentes possuem informações a serem enviadas para linkinferior no método de múltiplos acessos por divisão de tempo ortogonal, mas constróimapa de bits de informações de um bit por usuários utilizando as informações de mapasde bits em período de farol e inclui o mapa de bits em informações de farol para informaros usuários.
18. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que canal de sinal de controle que indica se os nós correspondentes possueminformações a serem enviadas não é definido, mas nível de energia recebido do nó deadministração é utilizado para verificar se existem dados dos nós correspondentes emquadro.
19. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o nó de administração não define canal de sinal de controle com relação a seos nós de usuários correspondentes possuem informações a serem enviadas para linkinferior no método de múltiplos acessos por saltos de tempo ortogonal, mas incluisomente ID de usuário com informações a serem enviadas utilizando a ID do usuário noperíodo de farol para informar os usuários.
20. Método conforme a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o nó de administração não define canal de sinal de controle com relação a seos nós de usuários correspondentes possuem informações a serem enviadas para linkinferior no método de múltiplos acessos por divisão de tempo ortogonal, mas incluisomente ID de usuário com informações a serem enviadas utilizando a ID do usuário noperíodo de farol para informar os usuários.
21. Método de comunicação digital em período de acessode contenção caso diversos nós estabeleçam comunicações simultaneamente com redede comunicação que tenha se encontrado em estado inicializado, em que o método écaracterizado por compreender as etapas de:- divisão do período de acesso de contenção completo em três espaços de tempopequenos;- divisão dos espaços de tempo correspondentes em miniespaços de link inferiorsolicitando miniespaços de link inferior e configuração de comunicação para gerar ACKpara eles; e- em nó que necessite de configuração de comunicação, solicitação da configuração decomunicação utilizando aleatoriamente um dos diversos miniespaços de link superior.
22. Método conforme a reivindicação 21, caracterizado pelofato de que, quando solicitação de configuração de comunicação por link superior do nóé transferida para nó de administração sem causar erro ou colisão, ACK é enviadoimediatamente por meio de miniespaço de link inferior seguinte.
23. Método de comunicação digital em link superior desistema de comunicação UWB, que é caracterizado por compreender as etapas de:- recebimento de símbolos de dados de nós correspondentes, em que os símbolos dedados são transmitidos conforme padrões de saltos de tempo ortogonalcorrespondentes;- verificação se existe colisão dos padrões de saltos de tempo ortogonal; e- decodificação dos símbolos de dados, dependendo de se os símbolos de dados de nósenvolvidos na colisão dos padrões de saltos de tempo ortogonal são idênticos.
24. Método conforme a reivindicação 23, caracterizado pelofato de que, quando símbolos de dados de nós envolvidos na colisão dos padrões desaltos de tempo ortogonal são diferentes entre si, os símbolos de dados sãoconsiderados como não sendo recebidos.
25. Método conforme a reivindicação 24, caracterizado pelofato de que os símbolos de dados são considerados como não sendo recebidos por meiode decodificação dos símbolos de dados com valor neutralizado.
26. Método conforme a reivindicação 23, caracterizado pelofato de que, quando símbolos de dados de nós envolvidos na colisão dos padrões desaltos de tempo ortogonal forem idênticos, os símbolos de dados recebidos sãodecodificados como se encontram.
27. Método conforme a reivindicação 23, caracterizado pelofato de que, ao utilizar-se método de modulação BPPM, determina-se se os símbolos dedados são idênticos utilizando valores de energia de pulsos em posições de pulsoscorrespondentes.
28. Método conforme a reivindicação 27, caracterizado pelofato de que se determina se os símbolos de dados são idênticos por meio de razões deenergia de pulsos nas posições de pulso correspondentes.
29. Método conforme a reivindicação 27, caracterizado pelofato de que se determina se os símbolos de dados são idênticos por valores absolutos deenergia de pulsos nas posições de pulsos correspondentes.
30. Método conforme a reivindicação 23, caracterizado pelofato de que, ao utilizar-se método de modulação BPSK e quando os valores de energiado símbolo de dados recebido forem maiores que valor limite previamente determinado,os símbolos de dados de nós envolvidos na colisão dos padrões de saltos de tempoortogonal são considerados idênticos.
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