ES2256087T3

ES2256087T3 - Metodo para resolver colisiones en funcionamiento en modo directo.

Info

Publication number: ES2256087T3
Application number: ES00991661T
Authority: ES
Inventors: Rafael Carmon
Original assignee: Motorola Israel Ltd
Current assignee: Motorola Solutions Israel Ltd
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2006-07-16
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: WO2001037580A3; GB2356525B; EP1149501B1; GB9926322D0; WO2001037580A2; EP1149501A1; ATE318052T1; GB2356525A; DE60026077D1; AU3399201A; DE60026077T2

Abstract

Un método para la comunicación entre una pluralidad de usuarios, que comprende las etapas de : (b) proporcionar un transmisor receptor a cada usuario siendo, todos los transmisores receptores, operativos para transmitir y recibir sobre un canal común; y (c) para cada uno de los transmisores receptores con los que el usuario desea transmitir, (ii)comprobar, en el mencionado, canal si hay una transmisión realizada por cualquier otro transmisor receptor, y (iii) si se detecta una transmisión por parte de otro transmisor receptor, desactivar, de modo reversible, cada uno de los mencionados transmisores receptores; caracterizado porque (d) la comunicación, es una comunicación de radio en modo directo entre transmisores receptores, que son transmisores receptores de radio, de doble vía, semidúplex; y (e) cada uno de las transmisores receptores con los que el usuario ha comenzado a transmitir voz, lleva a cabo las etapas de: (iii) detectar una pausa en la locución de su usuario; (iv)durante la mencionada pausa, comprobar el mencionado canal común; y (v) si se detecta una transmisión efectuada por otro transmisor receptor, finalizar la transmisión, y si no se detecta una transmisión efectuada por otro transmisor receptor, mantener la transmisión de voz, por parte del mencionado, al menos un, transmisor receptor en transmisión.

Description

Método para resolver colisiones en funcionamiento en modo directo.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada con comunicaciones de radio y, más en concreto, con un método para resolver colisiones entre varias unidades de radio de dos vías, que intentan transmitir en el mismo
canal.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de radio de dos vías pueden usar uno, de entre dos distintos modos de funcionamiento, para gestionar la comunicación entre las unidades. En el funcionamiento en modo troncal (TMO, trunked mode operation), la comunicación es manejada por una o más estaciones base. Las unidades comunican entre sí, solo por vía de las estaciones base. En funcionamiento en modo directo (DMO, direct mode operation), las unidades comunican directamente entre sí, sobre un canal común.

Para una comunicación limpia en DMO, solo una unidad puede transmitir en el canal común, en cualquier momento. Si dos, o más, unidades intentan transmitir simultáneamente, las transmisiones interfieren entre sí, situación que se denomina una "colisión". Por lo tanto, cada unidad comprueba el canal antes de transmitir, y transmite solo si el canal está despejado, es decir, si no hay otra unidad transmitiendo. Esta comprobación usualmente se lleva a cabo por medio de medidas de indicador de la fuerza de la señal recibida (RSSI, received signal strangth indication), o mediante medidas de un estimador similar de la calidad de señal.

Dos unidades que han comprobado en canal común, y han determinado que el canal común está libre pueden, no obstante, comenzar a transmitir simultáneamente, mediante lo que producen una colisión. Para unidades que son capaces de transmitir y recibir simultáneamente, los estándares tales como el estándar Aloha y el estándar Aloha Ranurado, proporcionan protocolos para resolver tales colisiones. Básicamente, si una unidad recibe cualquier señal que es diferente, respecto de la señal que esa unidad está transmitiendo, esa unidad deja de transmitir. Estos protocolos no son utilizables por los sistemas, de bajo coste, de unidades de radio de dos vías, que no son capaces de transmisión y recepción simultáneas.

Además, dos unidades móviles pueden determinar que el canal común quede libre, y comenzar luego la transmisión, debido a que las dos unidades estén fuera de rango, entre sí. Subsiguientemente si las dos unidades entran, cada una, en el rango de la otra se tiene una colisión, que no es reconocida como tal.

Existe una necesidad ampliamente reconocida, y sería extremadamente ventajosos disponer, de un método para resolver colisiones en un sistema de comunicaciones, basado en unidades de radio de dos vías, que no transmitan y reciban simultáneamente y funcionen en un modo directo de funcionamiento.

El documento US - A - 4 751 701, describe un método de detección de colisión en un sistema TDM. El documento "Voice-Data Hybrid Transmission Systems in 64 bit/sec Digital Lines" de J. Seguel et al., publicado en 2 334 Transactions of the IECE of Japan, Vol. E-68, (1 985) enero, Núm. 1, Tokio, Japón, describe la transmisión de información de datos y voz por el mismo sistema de comunicación. Ninguna de estas referencias tiene que ver con un sistema de comunicación basado en unidades de radio de dos vías, que no transmitan y reciban simultáneamente y funcionen en un modo directo de funcionamiento.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para la comunicación entre una pluralidad de usuarios, que comprende las etapas de:

(a): proporcionar un transmisor receptor a cada usuario siendo, todos los transmisores receptores, operativos para transmitir y recibir sobre un canal común; y

(b): para cada uno de los transmisores receptores con los que el usuario desea transmitir,

(i): comprobar en el mencionado canal si hay una transmisión realizada por cualquier otro transmisor receptor, y

(ii): si se detecta una transmisión por medio de otro transmisor receptor, desactivar de modo reversible cada uno de los mencionados transmisores receptores;

\hskip0,4cm donde

(c): la comunicación es una comunicación de radio en modo directo, entre transmisores receptores que son transmisores receptores de radio, de doble vía, semidúplex; y

(d): cada uno de las transmisores receptores con los que el usuario ha comenzado a transmitir voz, lleva a cabo las etapas de:

(i): detectar una pausa en la locución de su usuario;

(ii): durante la mencionada pausa, comprobar el mencionado canal común; y

(iii): si se detecta una transmisión efectuada por otro transmisor receptor, finalizar la transmisión y, si no se detecta una transmisión efectuada por otro transmisor receptor, mantener la transmisión, de voz por parte del mencionado, al menos un, transmisor receptor en transmisión.

Los sistemas de comunicaciones basados en unidades de radio de dos vías, semidúplex, que no transmiten y reciben simultáneamente, alternan típicamente entre segmentos de tiempo usados colectivamente para transmisión, y segmentos de tiempo usados colectivamente para recepción. La duración de estas ranuras temporales va, típicamente, desde varios cientos de microsegundos, hasta varias decenas de microsegundos. Por ejemplo, bajo el estándar TETRA la duración del segmento es de 14,1 milisegundos. La presente invención se dirige a la resolución de colisión en sistemas para comunicación de voz, y está basada en el hecho de que el discurso ordinario incluye pausas que están en la escala de tiempo del segmento de tiempo de transmisión / recepción. Durante una pausa, una unidad que está intentando transmitir comprueba el canal común. Si la unidad detecta una transmisión por otra unidad, durante la pausa, entonces la unidad en pausa detiene la transmisión.

Breve descripción de los dibujos

Aquí se describe la invención solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 es una ilustración, de cómo la presente invención resuelve una colisión de dos unidades de transmisor receptor, que comienzan a transmitir simultáneamente; y

la figura 2 es una ilustración, de cómo la presente invención resuelve una colisión de dos unidades de transmisor receptor, que comienzan a transmitir de forma secuencial.

Descripción de las realizaciones preferidas

La presente invención es un método para resolver colisiones, en un sistema de comunicaciones en el que varios dispositivos de transmisión recepción comparten un canal de comunicación común. Específicamente, la presente invención puede ser usada para resolver colisiones en un sistema de radios de dos vías, que no transmiten y reciben simultáneamente.

Los principios y el funcionamiento, de la resolución de colisión acorde con la presente invención, pueden comprenderse mejor con referencia a la descripción anexa.

En referencia ahora a los dibujos, la figura 1 muestra las actividades de tres unidades transmisoras receptoras, por ejemplo unidades de radio de dos vías, en función del tiempo, ilustrando varias características del funcionamiento de la presente invención. En el momento T_{0} la unidad 1, habiendo comprobado (RX) el canal común, y encontrado que el canal común está libre, intenta transmitir (TX) a la unidad 3. A la vez, la unidad 2 habiendo comprobado (RX) el canal común, y encontrado que está libre, intenta transmitir (TX) a una cuarta unidad (no mostrada). Así, comenzando en el momento T_{0} hay una colisión, entre las transmisiones de la unidad 1 y las transmisiones de la unidad 2.

Las transmisiones son de la forma de paquetes digitales, que incluyen representaciones comprimidas digitalizadas de la voz de los usuarios de la unidades 1 y 2, y también información de dirección, que identifica los receptores deseados de los paquetes. Por ejemplo, los paquetes transmitidos por la unidad 1 identifican a la unidad 3 como receptor previsto. Se asume, por claridad en la ilustración de la figura 1, que la señal recibida por la unidad 3 desde la unidad 1 es más fuerte, en grado suficiente, que la señal recibida por la unidad 3 desde la unidad 2, por ejemplo debido a que la unidad 3 está significativamente más cerca de la unidad 1 que de la unidad 2, como para que la unidad 3 pueda reconocer los paquetes transmitidos por la unidad 1, a pesar de la interferencia procedente de la unidad 2, aunque en general este no sea el caso. El altavoz de la unidad 3 está inicialmente
DESACTIVADO, pero tras la recepción y reconocimiento de paquetes transmitidos por la unidad 1, la unidad 3 pone su altavoz en ACTIVADO, y traduce los paquetes en voz audible que se entrega al usuario de la unidad 3, en el altavoz de la unidad 3.

En el momento T_{1}, los usuarios de ambas unidades 1 y 2 hacen una pausa en su locución. Ambas unidades 1 y 2 detectan estas pausas, usando una técnica estándar tal como Detección de Actividad de Voz (VAD). Durante las pausas, desde el momento T_{1} al momento T_{2} ambas unidades 1 y 2 detienen la transmisión y, en su lugar, comprueban el canal común. Debido a que ni la unidad 1 ni la unidad 2 transmiten desde el momento T_{1} hasta el momento T_{2} en que los usuarios de las unidades 1 y 2 reanudan ambos su discurso, ambas unidades 1 y 2 determinan que el canal común está libre, y ambas unidades 1 y 2 reanudan la transmisión en el momento T_{2}. Típicamente, la duración del intervalo temporal (T2-T1), durante el que una unidad de transmisión detiene la comprobación del canal común, está entre la duración de 2 segmentos de recepción, y varios segundos. Así, bajo el estándar TETRA, en el que los segmentos alternos de transmisión y recepción tienen duraciones de 14,5 milisegundos, la duración de la pausa está entre 110 milisegundos y 4 segundos.

Convencionalmente, una unidad de transmisor receptor que deja de recibir transmisiones desde otra unidad de transmisor receptor, espera un intervalo temporal predeterminado ("tiempo inactivo"), para la retomar las transmisiones desde la otra unidad. Si las transmisiones no se reanudan durante este intervalo, la unidad de transmisor receptor asume que las transmisiones han finalizado, y actúa en consecuencia. Por ejemplo, la unidad de transmisión recepción que recibe, desactiva su altavoz, y la unidad de transmisión recepción que recibe, puede reanudar la comprobación sobre el canal común, con el objeto de iniciar su propia transmisión. Para indicar a la unidad 3 que la pausa en el momento T_{1} no es un verdadero cese de la transmisión, en el momento del inicio de la pausa la unidad 1 transmite a la unidad 3 un mensaje de pausa, a tal efecto. La unidad 3 espera, entonces, un tiempo mayor que el tiempo estándar de inactividad, antes de concluir que las transmisiones desde la unidad 1 han finalizado. Un valor típico del tiempo de inactividad es de 0,5 segundos. Un valor ilustrativo del tiempo que la unidad 3 espera para la transmisión reanudada desde la unidad 1, después de recibir un mensaje de pausa, es de 2,0 segundos.

Preferentemente, durante la pausa desde el momento T_{1} al T_{2}, el altavoz de la unidad 3 proporciona un "ruido agradable", representado en la figura 1 por sombreado a rayas, para dar al usuario de la unidad 3 la certeza de que la unidad 3 sigue funcionando, y que la pausa es solo un cese temporal de la transmisión desde la unidad 1. Preferentemente, el mensaje de pausa incluye valores de parámetros que describen nivel del ruido de fondo en la unidad 1, de modo que la unidad 3 puede generar ruido agradable, que corresponde al nivel de ruido de fondo.

Como se ha indicado arriba, en el momento T_{2}, ambas unidades 1 y 2 reanudan la transmisión. La unidad 3, tras detectar la reanudación de la transmisión desde la unidad 1, reanuda la conversión de los paquetes transmitidos por la unidad 1, en voz audible y proporciona esta voz al usuario de la unidad 3, en el altavoz de la unidad 3. La voz del usuario de la unidad 1 cesa en el momento T_{3}, pero la voz del usuario de la unidad 2 no cesa hasta un tiempo después T_{4}. En el momento T_{3} la unidad 1 deja de transmitir, y comienza a comprobar el canal común. Debido a que la unidad 2 sigue transmitiendo, la unidad 1 detecta transmisión en el canal común, la unidad 1 se desactiva ahora a sí misma, temporalmente, para no transmitir, y entrega una señal de ocupado a su altavoz, para indicar la usuario de la unidad 1, que el canal común está en uso por otra unidad de transmisión recepción. La unidad 3, tras detectar el cese de la transmisión desde la unidad 1 en el momento T_{3}, entrega de nuevo ruido agradable en su altavoz, hasta que se ha alcanzado el tiempo máximo de la pausa en el momento T_{4}. La unidad 3 pone entonces el altavoz DESACTIVADO.

La figura 1 ilustra la naturaleza estocástica de la presente invención. El método de la presente invención reconoce una colisión, solo cuando una de las unidades de transmisión recepción se detiene. Así, en el ejemplo ilustrado en la figura 1, la colisión entre las unidades 1 y 2 no se reconoce hasta el momento T_{3}, debido a que las unidades 1 y 2 se detienen a la vez en el momento T_{1}, y reanudan simultáneamente la transmisión en el momento T_{2}. Una vez que comienza la colisión, cualquier unidad de transmisión recepción detiene primero su uso denegado del canal común, y la unidad de transmisión recepción que hace la pausa más tarde, obtiene el uso exclusivo del canal común.

La figura 2 ilustra la capacidad de la presente invención, para resolver colisiones que se producen a pesar de la comprobación del canal común por medio de las unidades de transmisión recepción. En el tiempo T_{0} la unidad 1, que ha comprobado el canal común y que ha determinado que el canal común está libre, comienza la transmisión. Mientras tanto la unidad 2 está, también, comprobando el canal común. La unidad 2 falla en la detección de las transmisiones de la unidad 1. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si la unidad 2 está apantallada desde la unidad 1, o si la unidad 2 está demasiado lejos de la unidad 1 como para detectar las transmisiones de la unidad 1. Por consiguiente, la unidad 2 comienza a transmitir en el momento T_{1}, iniciando una colisión, por lo menos con respecto a otras unidades de transmisión recepción que son capaces de recibir transmisiones, desde tanto la unidad 1 como la unidad 2. En el momento T_{2}, la unidad 2 se mueve a una posición donde las unidades 1 y 2 con capaces de recibir, cada una, las transmisiones de la otra. La locución del usuario de la unidad 1 cesa en el momento T_{3}, y la locución del usuario de la unidad 2 cesa en el momento posterior T_{4}. Habiendo cesado en el momento T_{3}, la unidad 1 detecta las transmisiones de la unidad 2, y se desactiva a si misma temporalmente. La unidad 2, habiendo cesado en un momento T_{2} posterior, detecta un canal común libre y reanuda la transmisión en el momento T_{5}.

Si bien la invención ha sido descrita con respecto a un número limitado de realizaciones, se apreciará que puede hacerse muchas variaciones, modificaciones y otras aplicaciones de la invención, dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

1. Un método para la comunicación entre una pluralidad de usuarios, que comprende las etapas de :

(e): proporcionar un transmisor receptor a cada usuario siendo, todos los transmisores receptores, operativos para transmitir y recibir sobre un canal común; y

(f): para cada uno de los transmisores receptores con los que el usuario desea transmitir,

(iii): comprobar, en el mencionado, canal si hay una transmisión realizada por cualquier otro transmisor receptor, y

(iv): si se detecta una transmisión por parte de otro transmisor receptor, desactivar, de modo reversible, cada uno de los mencionados transmisores receptores;

\hskip0,4cmcaracterizado porque

(g): la comunicación, es una comunicación de radio en modo directo entre transmisores receptores, que son transmisores receptores de radio, de doble vía, semidúplex; y

(h): cada uno de las transmisores receptores con los que el usuario ha comenzado a transmitir voz, lleva a cabo las etapas de:

(iv): detectar una pausa en la locución de su usuario;

(v): durante la mencionada pausa, comprobar el mencionado canal común; y

(vi): si se detecta una transmisión efectuada por otro transmisor receptor, finalizar la transmisión, y si no se detecta una transmisión efectuada por otro transmisor receptor, mantener la transmisión de voz, por parte del mencionado, al menos un, transmisor receptor en transmisión.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la comprobación del mencionado canal común se lleva a cabo durante múltiples pausas en la locución del usuario, y la transmisión de voz por el transmisor receptor sigue, hasta que se detecta una transmisión por otro transmisor receptor en el canal y, cuando tal transmisión es detectada, el transmisor receptor que transmite, se desactiva de forma reversible.

3. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la mencionada desactivación reversible del transmisor receptor, incluye generar una señal de ocupado.

4. El método de cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de: durante una pausa, transmitir un mensaje de pausa, previo a la mencionada comprobación.

5. El método de la reivindicación 4, en el que el mencionado mensaje de pausa incluye una indicación de un nivel de ruido en el transmisor receptor.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la mencionada detección de la mencionada pausa, se lleva a cabo usando Detección de Actividad de Voz.

7. El método acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que las comunicaciones entre los transmisores receptores son acordes con el estándar TETRA.