ES2643607T3 - Procedimiento de gestión de las frecuencias de AF para utilización en banda ancha - Google Patents

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de gestion de las frecuencias de AF para utilizacion en banda ancha

La invencion se refiere a un procedimiento para gestionar dinamicamente la asignacion de las frecuencias en un contexto de banda ancha que requiere mas frecuencias que en un contexto de banda estrecha, por ejemplo. El procedimiento se utiliza particularmente para las transmisiones de alta frecuencia, AF, de cuarta generacion (4G), principalmente en el caso de las utilizaciones siguientes: formas de onda multi-portadora, en presencia o no de transmisiones monocanal, gestion compartida de las frecuencias entre diferentes usuarios y servicios, asignacion de canales con potencias diferentes.

Los enlaces de AF ofrecen una capacidad mas alla del horizonte o BLOS (Beyond Line of Sight) lo que permite realizar unas comunicaciones a larga, incluso muy larga, distancia, sin necesidad de recurrir a un satelite o al empleo de estaciones de retransmision. La gestion de las frecuencias permite elegir la o las frecuencias utilizadas por un servicio dado lo que permite asegurar el servicio en cuestion, mientras se mantiene una disponibilidad de los otros servicios y respetando las asignaciones normativas particularmente en lo que se refiere a la potencia maxima y al patron de radio radiado sin banda util. El estado de la tecnica en el campo de la gestion de las frecuencias en banda de AF corresponde a los mecanismos denominados de establecimiento automatico del enlace o ALE (Automatic Link Establishment) y de mantenimiento del enlace o ALM (Automatic Link Maintenance). En el campo mas general de la radio cognitiva, se observan unos mecanismos de gestion de las frecuencias mas finos y aplicados de modo continuo, para seleccionar un intervalo de frecuencias o unas frecuencias en funcion principalmente del balance del enlace y/o de la ocupacion de los canales por otros usuarios.

Segun un primer planteamiento, el estado de la tecnica se basa esencialmente en una asignacion estatica de un plan de frecuencias constituido por el conjunto de frecuencias y elaborado en la preparacion de la mision, y de protocolos ALE de segunda o de tercera generacion implementados durante el establecimiento del enlace. El protocolo ALE clasico consiste en buscar una frecuencia pasante, probando secuencialmente las diferencias frecuencias del plan. Segun el modo utilizado, la frecuencia mantenida puede ser la primera frecuencia que satisfaga los criterios del enlace, o la “mejor” frecuencia, es decir aquella que optimiza el criterio en cuestion, para el plan de frecuencias considerado. Durante la comunicacion, el protocolo de gestion del enlace puede disponerse para modificar los parametros de dicho enlace, comprendiendo en ellos el relanzamiento de una busqueda de una frecuencia adecuada, por ejemplo, a traves de un mecanismo denominado ALM. La solucion de asignacion clasica 2G o 3G y de mantenimiento del enlace correspondiente, “primero en llegar, primero atendido” no permite tener en cuenta eventuales prioridades/derechos variables segun el servicio considerado.

Segun un segundo planteamiento, que se refiere al caso particular de las formas de onda que utilizan varios canales no contiguos, es posible modificar la eleccion de las frecuencias en el transcurso de la comunicacion, mientras que se permanezca en la misma banda de comunicaciones, por ejemplo segun un principio descrito en la solicitud de patente del presente Solicitante WO 2013/053703. Estas diferentes soluciones de creacion, posteriormente de gestion del enlace se basan en unas asignaciones de frecuencias estaticas, al menos a corto plazo, y localmente exclusivas entre las diferentes redes. Permiten la cohabitacion de los diferentes modos de transmision (monocanal, multicanales) asf como de diferentes servicios, tales como la telefoma, la telegraffa, el correo electronico, la intranet, la transferencia de archivos, etc. Aunque se sigue teniendo la posibilidad de hacer depender estos planes de frecuencia de la hora y de la estacion, para adaptarse a las condiciones de propagacion en un instante dado, la asignacion sigue siendo estatica y locamente exclusiva, lo que tiene por inconveniente necesitar globalmente un gran numero de frecuencias. La solucion de gestion del enlace de banda ancha en el transcurso de la comunicacion no resuelve el problema de “primero en llegar, primero atendido”. No permite gestionar unos niveles de potencia maximas autorizadas diferentes segun las frecuencias.

Por otro lado, segun un tercer planteamiento, es posible aproximarse a unas tecnicas denominadas “radio cognitiva” que desarrollan unos principios de comparticion de las frecuencias, para aportar una solucion al problema de falta de frecuencias. Estos principios se basan en un tipificado de las frecuencias, propio del usuario y/o del servicio considerado. En el caso particular de la AF, se podra distinguir principalmente tres casos de usuarios: el usuario primario exclusivo, el usuario primario no exclusivo, el usuario secundario. Un usuario secundario no debe utilizar la frecuencia en caso de uso por un usuario primario, y debe liberarla cuando un usuario primario busca utilizarla. La solucion de tipo radio cognitiva con una comparticion de las frecuencias entre varios usuarios no permite sin embargo gestionar espedficamente los niveles de potencia variable segun las frecuencias. Esta solucion se supone que es capaz de detectar y de identificar a otros usuarios y su tipo, por tanto de tener acceso a su senalizacion, mientras que las comunicaciones en banda de AF estan generalmente cifradas, mas o menos protegidas.

Las soluciones ofrecidas por la tecnica anterior presentan principalmente grandes limitaciones. No permiten tener en cuenta un conjunto de asignaciones que incluyan varios niveles de potencia, principalmente en el caso de las transmisiones multicanales. Una segunda dificultad surge cuando se desea combinar un principio de comparticion de las frecuencias, con una gestion conjunta de transmisiones monocanal y de transmisiones multicanales. El principio de base de la comparticion de frecuencias consiste en asignar, a cada canal, un conjunto de servicios SLA (Service Level Agreement) con la atribucion de ciertas caractensticas para cada SLA: la potencia, el tipo de uso primario o secundario.

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La eleccion de un conjunto de canales para la implementacion de una transmision multicanales exige, por otro lado, respetar ciertas restricciones, que tratan no solamente sobre los canales individuals sino tambien sobre el grupo de canales mantenidos: anchura de banda maxima, potencia total de emision, patron espectral de emision. El estado de la tecnica anterior consiste en reagrupar a priori los canales que satisfacen estas restricciones, lo que tiene como efecto dedicarles a la forma de onda multicanales, y lo que va contra el principio de comparticion de las frecuencias.

Las soluciones existentes no permiten tener en cuenta facilmente el hecho de tener que gestionar unos canales con unos niveles de potencia diferentes y garantizar el respeto a los patrones asociados. Lo que es mas, debido a esto, las soluciones existentes no permiten al asignador de frecuencias proporcionar unos juegos de frecuencias netamente mayores que los juegos de frecuencias requeridas para los modos actuales de comunicacion, en el que las asignaciones de frecuencias con gran potencia son el objeto de una reglamentacion internacional y de una comparticion a nivel mundial, debido al caracter de muy larga distancia de la propagacion de AF en modo ionosferico, puesto que no se sabe garantizar facilmente el respeto de las potencias limitadas.

Cada frecuencia tiene un cierto numero de servicios autorizados o SLA, un nivel de potencia maxima Pmax autorizado por servicio SLA y un tipo de uso asociado; primario exclusivo, primario no exclusivo y secundario.

El documento EP 2 458 770 divulga un procedimiento que permite seleccionar una sub-banda util en una banda de frecuencia con el fin de permitir un aumento de la velocidad util de una transmision de AF, aumentando la anchura de la canalizacion global mientras se asegura que las perturbaciones inherentes al canal de propagacion de AF no afectan a la transmision limitando indirectamente la velocidad util.

El procedimiento segun la invencion se basa principalmente en la utilizacion de un modelo que aprovecha principalmente la percepcion del ruido y de la potencia recibida en el canal en cuestion. El procedimiento considerara las restricciones iniciales para cada una de las portadoras, posteriormente utilizara un criterio de optimizacion global. Las restricciones que deben satisfacerse por la transmision multicanales se expresan como anchura de banda maxima, potencia, respeto al patron de emision resultante de los multiplex de las frecuencias.

La invencion se refiere a un procedimiento para gestionar la asignacion dinamica de frecuencias de AF en una red de comunicacion de banda ancha que comprende varios usuarios, siendo atribuido a cada usuario un conjunto de frecuencias S= {fi}i=i,..,N0, una frecuencia que tenga uno o varios servicios SLA autorizados, un nivel de potencia maxima Pmax por los servicios SLA y un tipo de uso asociado, caracterizado porque incluye al menos las etapas siguientes:

para cada usuario

• determinar el intervalo de las frecuencias pasantes para el usuario para un enlace y un servicio SLA considerados, conjunto S',

• establecer el conjunto de las frecuencias S'' autorizadas en el intervalo de emision del usuario teniendo para cada frecuencia las diferentes configuraciones de potencia y de modulacion, interseccion entre el conjunto S y el intervalo de las frecuencias pasantes S',

• analizar el espectro recibido, con el fin de determinar la o las frecuencias utilizadas, y decidir, en funcion de su tipo de uso asociado, si deben excluirse, con el fin de formar un conjunto S'” de N frecuencias fl posibles,

en cada enlace que comprende a los usuarios

• para cada frecuencia fl del conjunto S'”, determinar la potencia necesaria P/, i = 1...N, j = 1...m para cada

una de las m configuraciones velocidad/forma de onda posibles teniendo en cuenta el lfmite de potencia para cada frecuencia fl,

• asignar las frecuencias fl del conjunto S'” a los diferentes usuarios, su modulacion y su potencia teniendo en cuenta la restricciones multi-portadoras tales como la banda total maxima, la potencia total, la conformidad con el espectro emitido, resultante de la utilizacion simultanea de las frecuencias fl, con el patron de frecuencias de potencia autorizado.

Segun el modo de realizacion, para un usuario y un servicio considerado SLA se determina en el curso del funcionamiento del procedimiento la lista de las m configuraciones velocidades/formas de onda que pueden concebirse para el servicio SLA.

Segun otro modo de realizacion, se determina la potencia necesaria p', i = 1...N, j = 1...m aplicando la regla:

si PI > Ptot, entonces P‘ = Ptot + 1

si PI < Ptot, entonces P‘ = PI.

Segun una variante de realizacion, se utiliza una funcion de coste del tipo velocidad/potencia para determinar la configuracion de las frecuencias.

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Se define por ejemplo una funcion de coste q = ve1°cidad y |os costes qj = dy se clasifican los diferentes

potencia

Pj - Pj

incrementos por orden creciente.

Segun una variante de realizacion del procedimiento, la etapa de resolucion bajo restricciones de la asignacion de frecuencias se realiza segun el criterio deseado utilizando uno de los criterios siguientes:

busqueda de una velocidad objetivo D utilizando una potencia global minima

N m

mm XX xiP‘

i=1 j=1

N m

XXxjdj s D

i=1 j=1

busqueda de una velocidad maxima bajo la restriccion de un nivel de potencia de emision global total Pfe

N m N m

max XX xjdj XX xjP/ < Po

i=1 j=1 i=1 j=1

en la que n es el numero de canales de 3 kHz maximo considerado.

Es posible tambien utilizar una restriccion de integridad de eleccion de modulacion por frecuencia, representado por la variable entera xi:

Vi = 1...N, j = 1...m, xi e N

m

Vi = 1...N, X x] * 1

j=1

Nm

XXx/ *n

i=1 j=1

La variable entera puede ser igual a 1 cuando la frecuencia fi se emplea con la j-esima velocidad dj.

La invencion se refiere tambien a un sistema para gestionar la asignacion dinamica de frecuencias de AF en una red de comunicacion de banda ancha que comprende varios usuarios, siendo atribuido un conjunto de frecuencias S = {fi}i=1,..,N0 a cada usuario, teniendo una frecuencia uno o varios servicios SLA autorizados, un nivel de potencia maxima Pmax por los servicios SLA y un tipo de uso asociado, caracterizado porque cada usuario incluye al menos unos medios de emision/recepcion, un modulo de comunicacion, un procesador adaptado para ejecutar las etapas del procedimiento antes citadas, una memoria de almacenamiento del plan de frecuencias para un servicio SLA.

El procedimiento y el sistema segun la invencion pueden utilizarse para las transmisiones de alta frecuencia de cuarta generacion o 4G.

Surgiran mejor otras caractensticas y ventajas de la presente invencion con la lectura de la descripcion de uno o varios modos de realizacion que representan:

• La figura 1, una ilustracion de la asignacion de frecuencias para un servicio y un usuario dados, y

• La figura 2, una arquitectura de un terminal de usuario.

El procedimiento segun la invencion se basa principalmente en la implementacion de un modelo que permite evaluar la velocidad que puede alcanzarse, para una potencia de emision Pi, y una modulacion dada Mj por canal Ck de transmision. El modelo tiene en cuenta principalmente la percepcion del ruido y la potencia recibida en el canal en cuestion. El procedimiento permite principalmente determinar una solucion de empleo de las frecuencias respetando las asignaciones realizadas.

Las hipotesis para la realizacion del procedimiento segun la invencion son las siguientes: el usuario ve que se asignan por un dispositivo de asignacion de frecuencias un conjunto S de No frecuencias.

SLA autorizadas

S = { fi}i=1..No Vi = 1...N f :

P™x (SLA) tipo de uso

El conjunto S de las frecuencias se filtra frecuencia por frecuencia en un primer tiempo en funcion de diferentes criterios, tales como el SLA, la calidad del canal de comunicacion asociado a la frecuencia y evaluado a priori, la potencia autorizada. Bajo el subconjunto S' de las frecuencia resultantes de esta etapa de filtrado, se determina

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teniendo en cuenta la percepcion del entorno de transmision, cuales son las frecuencias utilizables, y teniendo en cuenta la modelizacion de los rendimientos del sistema, la relacion entre los parametros de potencia, de modulacion y de velocidad. Como resultado de esta segunda etapa, se determina el conjunto de las frecuencias elegibles S'', con sus diferentes configuraciones de potencia y de modulacion. Se elige entonces la mejor configuracion de frecuencias, teniendo para cada frecuencia los parametros asociados (potencia, modulacion), de manera que se respeten las restricciones relativas al multiplex mantenido (banda total de frecuencia utilizada, potencia total emitida, patron espectral resultante), para asegurar el SLA solicitado, y optimizar el criterio deseado (por ejemplo velocidad total/potencia).

Podran asignarse un gran numero de frecuencias con un reducido nivel de potencia, por ejemplo, 20 W, sin perjuicio de que no pueda autorizarse utilizarlas para unos servicios en banda estrecha. Podran asignarse una o varias frecuencias con un nivel de potencia mayor, 125 W, 400 W incluso 1 kW, de manera que ofrezcan una capacidad habitual principalmente en modo monocanal de banda estrecha.

Segun un modo particular habra por ejemplo un servicio SLA para el establecimiento del enlace (ALE) que podna permitir separar unas frecuencias dedicadas a la ALE de banda estrecha y otras para la comunicacion.

El ejemplo que se dara a tttulo de ejemplo se refiere al caso de un unico SLA, puesto que es posible definir una necesidad de los SLA espedficos correspondientes al empleo de varios servicios de SLA diferentes simultaneamente.

La figura 1 representa un ejemplo de asignacion de frecuencias para diferentes usuarios, usuario primario exclusivo, 1, usuario primario no exclusivo, 2, y usuario secundario 3. El procedimiento segun la invencion se representa por el proceso de asignacion dinamica P de las frecuencias, bajo las restricciones C1 tales como la percepcion del espectro, el balance del enlace, etc., y bajo restricciones C2, por ejemplo la potencia de cresta y la banda. La lmea A1 corresponde a un ejemplo de asignacion de frecuencias de un primer servicio A1, y la lmea A2 corresponde a un ejemplo de asignacion de frecuencias del servicio A2.

La figura 2 esquematiza un ejemplo de sistema que comprende varios usuarios 10i, incluyendo cada usuario unos medios 11i de emision/recepcion, un modulo 12i de comunicacion, un procesador 13i adaptado para ejecutar las etapas del procedimiento segun la invencion, una memoria 14i de almacenamiento del plan de frecuencias para un servicio SLA. Las etapas del procedimiento se desarrollan en un terminal de usuario que gestionara por sf mismo las frecuencias de las que tiene necesidad, esto cuando los usuarios trabajan en unas subbandas distintas. En el caso de que varios terminales de usuario compartan una subbanda, es posible definir como maestro del sistema al terminal de usuario que inicio el enlace. Las etapas del procedimiento segun la invencion se daran en este ultimo contexto a tftulo de ejemplo ilustrativo y en ningun caso limitativo.

Inicio del algoritmo ejecutado en un terminal de usuario

El usuario desea lanzar una comunicacion segun el servicio (SLA). La potencia maxima utilizable es Ptot.

Etapa 1, filtrado fuera de lmea

Esta primera etapa reagrupa el conjunto de los calculos que pueden realizarse sin el conocimiento de las condiciones espedficas de propagacion consideradas.

1-A: el procesador selecciona en S unas frecuencias autorizadas para el SLA considerado, dando S', el conjunto de las frecuencias autorizadas.

1- B: elabora a continuacion una lista de las formas de onda que pueden concebirse para el servicio considerado SLA y unas velocidades de interes (y del intervalo de los valores de relacion senal a ruido SNR objetivo asociados) en un canal equivalente a 3 kHz, por ejemplo.

Es posible efectuar este calculo por intervalo de banda util. Por simplicidad se propone a continuacion considerar el caso en el que se extrapola a n*3 kHz comprendiendo en ello el empleo de una forma de onda monoportadora de anchura > 3 kHz, siendo n un numero entero.

Etapa 2, filtrado en lmea

Esta etapa reagrupa el conjunto de los calculos realizados teniendo en cuenta unas condiciones espedficas de propagacion consideradas.

2- A: el procesador analiza el intervalo de frecuencias seleccionadas (por ejemplo despues de una fase de establecimiento del enlace ALE, o porque se trata del ultimo intervalo de frecuencias utilizado). Si el intervalo no permite alcanzar el servicio solicitado (por ejemplo si no hay bastantes frecuencias para un servicio de alta velocidad AV), se relanza un establecimiento del enlace (o aLm), y se lleva a un caso en el que el servicio es potencialmente posible.

2-B: se filtra entonces S' para obtener S'' el conjunto de las frecuencias autorizadas en el intervalo de emision del usuario con las diferentes configuraciones de potencia y de modulacion para cada frecuencia, interseccion entre

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el conjunto S y el intervalo de las frecuencias pasantes S'.

En un caso de una transmision de tipo XL tal como el que se describe en la patente EP 2458770 del presente Solicitante, el intervalo de emision podra ser claramente de 200 kHz.

2-C: se analiza el espectro recibido, con el fin de determinar las frecuencias ocupadas y decidir, en funcion de su tipo de uso asociado, si deben excluirse con el fin de formar un conjunto de frecuencias posibles. Se mide, por ejemplo, en nivel de ruido percibido mediante un procedimiento conocido para el experto en la materia, estando en banda ancha, se tiene en cuenta la hipotesis de que el nivel mas reducido de ruido percibido es el suelo de ruido. Para cada frecuencia fi en S'', se mide el nivel de ruido y se compara el valor encontrado con un valor de suelo de ruido evaluado segun un principio conocido en el campo de la comunicacion de banda ancha.

Esto permite excluir del plan considerado las frecuencias eventualmente ya ocupadas en las que no es posible emitir (nivel percibido netamente superior al suelo de ruido), debido a su tipo de uso asociado. Sea S'” el conjunto de las frecuencias autorizadas resultante de esta separacion.

2-D: con los valores de relacion senal a ruido SNR alcanzables para cada frecuencia de S'”, se determina para cada frecuencia la potencia necesaria P/, i = 1...N, j = 1...m para cada una de las m configuraciones velocidades/forma de onda seleccionadas en la etapa 1-B.

Para cualquier configuracion de m, se determina para las N frecuencias fl en S'”, el nivel de potencia necesario asociado, teniendo en cuenta el lfmite de potencia en cada fi:

si p > Ptot, entonces P‘ = Ptot + 1

si PI < Ptot, entonces P‘ = PI.

2-E: resolucion bajo restricciones de la asignacion de las frecuencias segun el criterio deseado. Se pueden concebir varios casos particularmente, por ejemplo:

Busqueda de una velocidad objetivo D utilizando una potencia global minima. El criterio sera entonces

N m N m

mm 22xjPj 22xjdj - D en la que xj es una restriccion de integridad detallada a continuacion,

i=1 j=1 i=1 j=1

Busqueda de una velocidad maxima bajo la restriccion de un nivel de potencia de emision global total Ptot (por

Nm

ejemplo potencia del emisor considerada). El criterio sera entonces max 22xjdj

i=1 j=1

Nm

22xjPj < Ptot en la

i=1 j=1

que n es el numero de canales de 3 kHz maximo considerado.

En el ejemplo dado, Ptot designa la potencia de cresta o media. Pueden afinarse diferentes soluciones, pudiendo utilizarse varios factores de recalculo u OBO (Output back-off) segun el empleo o no de saturacion conocido bajo la expresion anglosajona “clipping”, los valores de n, el tipo de modulacion. Por omision, en modo XL se recomienda aplicar un “clipping” de valor de 6 a 8 dB y trabajar con relacion a una potencia media util.

En todos los casos, estas ecuaciones se escriben con una restriccion de integridad de eleccion de modulacion por frecuencia, representado por la variable entera xi (que vale 1 cuando la frecuencia fi se emplea con la j- esima velocidad dj):

Vi = 1...N, j = 1...m, xi e N

m

Vi = 1...N, 2 x] * 1

j=1

Nm

22x! *n

i=1 j=1

2-F: se anade un filtrado sobre la conformidad del espectro emitido (resultante del multiplex en frecuencia) al patron de frecuencias de potencia autorizada. Las diferentes configuraciones se ensayan y validan o no segun que respeten un patron deseado. En particular, se puede asf adaptar a unas configuraciones de antena, sitios conjuntos diferentes.

Etapa 3, Optimizacion utilizando una funcion de coste

Una manera de proceder es resolver el problema considerando una funcion de coste del tipo g =

velocidad

potencia

para

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determinar una buena configuracion de frecuencias.

En la practica, considerando las frecuencias del conjunto S’

se definen los costes

d‘ - d‘-1 P‘ - P‘-1

por ejemplo se clasifican los diferentes incrementos por orden creciente.

que las clasifican,

Se anaden entonces los incrementos mas reducidos para tener la solucion al problema considerado (comparese con el criterio indicado en la etapa 2-E). En cada etapa, se verifican las eventuales restricciones espedficas (comparese con la etapa 2-F), modificando si es necesario el coste de la configuracion que no permita el respeto de estas restricciones (paso a coste > maximo).

Es posible acelerar el proceso, por ejemplo, comenzando el conjunto de los incrementos, retirando los mas elevados para obtener la solucion a un problema de tipo velocidad maxima.

En todos los casos se puede disponer para recalcular el coste llevandole a un valor maximo si una frecuencia no permite respetar las restricciones suplementarias del tipo 2-F.

Se dan a tftulo ilustrativo y en ningun caso limitativo algunos ejemplos de realizacion del procedimiento. Considerando un ejemplo de frecuencias S = {fi0,... fio0} que dan, despues del filtrado sobre las condiciones de servicio y de frecuencias pasantes el conjunto

S'” = {fi, f2, fa}

El analisis de la banda considerada y de las informaciones de calidad permite atribuir:

fi: 1W => 3200 b/s; 3,5 W => 4800 b/s estando prohibidas las otras velocidades para fi a Pmax 5W

f2: 2W => 3200 b/s; 4,5 W => 4800 b/s; 8,5W => 6400 b/s estando prohibidas las otras velocidades para f2 a Pmax

i0W

f3: 3W => 3200 b/s; 6 W => 4800 b/s; i0W => 6400 b/s, 20W => 9600 b/s siendo correctas todas estas velocidades con relacion a Pmax 400W para f3

fi = 3200/i = 3200 f 2 = i600/2,5 = 640 f i = 3200/2 = i600 f22 = i600/2,5 = 640 f3 = i600/4 = 400 f i = 3200/3 = i067 f32 = i600/3 = 533 f3 = i600/4 = 400 f34 = 3200/i0 = 320

se obtiene por tanto: fi > fi > fi > f2 > f22 > f2 > f23 > f3 > f34.

Se alcanzara por tanto una velocidad D de i0 kb/s con potencia minima utilizando las tres frecuencias fi, f2 y f3 siendo fi a 4800 b/s, f2 a 3200 b/s y f3 a 3200 b/s.

Si una verificacion del patron resultante mostrara un no respeto de las restricciones debido, por ejemplo, a una desviacion demasiado grande de f2 con relacion a las otras frecuencias, se eliminana f2 de las elecciones, sus costes se podnan al maximo y se obtendna entonces la velocidad D buscada de i0 kb/s siendo fi a 4800 b/s y f3 a 6400 b/s.

Este tipo de problema de optimizacion bajo restricciones se trata particularmente bien con la clase de algoritmos por separacion y evaluacion conocidos bajo la expresion anglosajona “branch and bound”. Este principio permite combinar un procedimiento recursivo de enumeracion de las combinaciones, con una evaluacion de soluciones parciales (variables parcialmente afectadas) que evita la exploracion exhaustiva de las combinaciones. Por ejemplo, si el criterio de potencia maxima no se verifica para un conjunto de dos canales, es inutil explorar todos los otros

conjuntos que incluyen estos canales.

El procedimiento segun la invencion permite principalmente determinar una solucion de empleo de las frecuencias que respetan las asignaciones hechas, y en particular unas limitaciones que pueden vincularse al tipo de servicio considerado, un tipo de uso de las frecuencias y a unas restricciones de radio de tipo patron, emisiones de sitios 5 conjuntos. El procedimiento permite gestionar la asignacion de canales a unas trasmisiones de banda estrecha o a unas trasmisiones de banda ancha, sin tener que particularizar necesariamente estos canales. Debido a esto, el procedimiento permite una puesta en comun de canales de banda estrecha para estos dos tipos de transmision. El procedimiento permite principalmente tener en cuenta el patron espectral resultante de la seleccion del multiplex y rechazar una configuracion que podna no estar de acuerdo con la norma.

10 La solucion ofrecida por el procedimiento segun la invencion ofrece principalmente las siguientes ventajas:

• es compatible con diferentes normas y criterios que se pueden desear ver respetados, pero igualmente con configuraciones particulares, las antenas con anchura de banda mas estrecha, por simple modificacion de las reglas de filtrado y/o de la funcion de coste,

• es compatible con el empleo simultaneo de las normas 2G/3G existentes por otras estaciones de radio que

15 comparten un plan comun o parcialmente comun,

• permite determinar una configuracion de emision optimizada en funcion del criterio buscado, velocidad maxima, potencia minima a la velocidad dada, etc.

Finalmente el procedimiento puede utilizarse unilateralmente en el lado de la estacion emisora proporcionando simplemente al receptor las frecuencias retenidas.

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de gestion de la asignacion dinamica de frecuencias de AF en una red de comunicacion de banda ancha que comprende varios usuarios (10i), siendo atribuido a cada usuario un conjunto de frecuencias S= {fi}i=i,..,N0, una frecuencia que tenga uno o varios servicios SLA autorizados, un nivel de potencia maxima Pmax por los servicios SLA y un tipo de uso asociado, caracterizado porque incluye al menos las etapas siguientes:

   para cada usuario

   • determinar el intervalo de las frecuencias pasantes para el usuario para un enlace y un servicio SLA considerados, conjunto S' (2-A),

   • establecer el conjunto de las frecuencias S'' autorizadas en el intervalo de emision del usuario teniendo para cada frecuencia las diferentes configuraciones de potencia y de modulacion, interseccion entre el conjunto S y el intervalo de las frecuencias pasantes S' (2-B),

   • analizar el espectro recibido, con el fin de determinar la o las frecuencias utilizadas, y decidir, en funcion de su tipo de uso asociado, si deben excluirse, con el fin de formar un conjunto S'” de N frecuencias fl posibles (2-C),

   en cada enlace que contiene a los usuarios

   • para cada frecuencia fl del conjunto S'”, determinar la potencia necesaria P/, i = 1...N, j = 1...m para cada

   una de las m configuraciones velocidad/forma de onda posibles teniendo en cuenta el lfmite de potencia para cada frecuencia fl (2-D),

   • asignar las frecuencias fl del conjunto S''' a los diferentes usuarios, su modulacion y su potencia teniendo en cuenta la restricciones multi-portadoras tales como la banda total maxima, la potencia total, la conformidad con el espectro emitido, resultante de la utilizacion simultanea de las frecuencias fl, con el patron de frecuencias de potencia autorizado.
2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque para un usuario y un servicio considerado SLA se determina en el curso del funcionamiento del procedimiento la lista de las m configuraciones velocidades/formas de onda que pueden concebirse para el servicio SLA.
3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque se determina la potencia necesaria p', i = 1...N, j = 1...m aplicando la regla:

   si PI > Ptot, entonces P‘ = Ptot + 1

   si PI < Ptot, entonces P‘ = PI.
4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque se utiliza una funcion de coste del tipo velocidad/potencia para determinar la configuracion de las frecuencias.
5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque se define una funcion de coste

   q = vel°cidad y |os costes qj = ——d— y se clasifican los diferentes incrementos por orden creciente. potencia P/ - P/ 1
6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se realiza la etapa de resolucion bajo restricciones de la asignacion de frecuencias segun el criterio deseado utilizando uno de los criterios siguientes:

   busqueda de una velocidad objetivo D utilizando una potencia global minima

   Nm

   mm XX xjPj

   i=1 j=1

   N m

   XXxjdj s D

   i=1 j=1

   busqueda de una velocidad maxima bajo la restriccion de un nivel de potencia de emision global total Ptot

   N m N m

   max XX xjdj XX xjP/ < Ptot

   i=1 j=1 i=1 j=1

   en la que n es el numero de canales de 3 kHz maximo considerado.
7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6 caracterizado porque se utiliza una restriccion de integridad de eleccion

   de modulacion por frecuencia, representado por la variable entera x/:

   V/ = 1...N, j = 1...m, x] e N

   m

   V/ = 1...N, Z x/ < 1

   j=1

   N m

   ZZ x/ <n

   /=1 j=1

   5 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7 caracterizado porque la variable entera puede ser igual a 1 cuando la

   frecuencia fi se emplea con la j-esima velocidad dj.
8. 9. Sistema para gestionar la asignacion dinamica de frecuencias de AF en una red de comunicacion de banda ancha que comprende varios usuarios, siendo atribuido un conjunto de frecuencias S = {fi}i=1,..,N0 a cada usuario, teniendo una frecuencia uno o varios servicios SLA autorizados, un nivel de potencia maxima Pmax por los servicios SLA y un

   10 tipo de uso asociado, caracterizado porque cada usuario incluye al menos unos medios (11i) de emision/recepcion, un modulo (12i) de comunicacion, un procesador (13i) adaptado para ejecutar las etapas del procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, una memoria (14i) de almacenamiento del plan de frecuencias para un servicio SLA.
9. 10. Uso del procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8 o del sistema segun la reivindicacion 9 para las 15 transmisiones de alta frecuencia de cuarta generacion o 4G.