MXPA97001970A

MXPA97001970A - Sistema celular de arreglo masivo

Info

Publication number: MXPA97001970A
Application number: MXPA/A/1997/001970A
Authority: MX
Inventors: Pierobon Victor
Original assignee: Pierobon Victor
Priority date: 1994-09-15
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1997-06-01

Abstract

La presente invención proporciona un sistema de arreglo celular masivo que consiste de un transceptor electromagnético capaz de enviar y recibir simultáneamente señales electromagnéticas de frecuencia múltiple. Los transceptores son también capaces de comunicarse entre sípara relevar señales electromagnéticas de frecuencia múltiple de un transceptor a otro. La presente invención también proporciona dispositivos de sistema de arreglo celular masivo individuales y para el protocolo de la operación de los dispositivos.

Description

SISTEMA DE ARREGLO CELULAR MASIVO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un sistema celular de antena direccional masivo y dispositivos usados en el sistema capaces de enviar y recibir simultáneamente señales electromagnéticas de frecuencia múltiple.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de comunicación presentes de teléfono y celulares disponibles para el público requieren la compra de un teléfono o de un teléfono celular y de un pago para la conexión al servicio telefónico. Las líneas y el sistema celular pertenecen a la compañía de teléfonos y el usuario paga por el acceso al servicio pa ra la transmisión y recepción de señales. Las compañías de teléfono transmiten las señales por varios métodos (microondas, líneas conductoras o lineas de fibra) , cobrando al usuario. Actualmente los sistemas celulares utilizan células múltiples que se comunican con el teléfono celular, el cual se comunica con la célula más cercana que tiene la señal más fuerte. Estas células se conectan , entonces, al medio físico de transmisión de la compañ ía de teléfonos.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un sistema celular de antena direccional con un transmisor y receptor electromagnético capaz de enviar y recibir señales electromagnéticas de frecuencia múltiple en forma simultánea; los transmisores-receptores con capacidad de comunicarse con otros dispositivos similares para enviar señales electromagnéticas de frecuencia múltiple de un transmisor-receptor a otro. La presente invención también cubre un sistema celular de antena direccional comprendiendo varios dispositivos y la información para operarlos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presentación preferida de la invención se muestra en los dibujos, donde: La Figura 1 ilustra la inicialización del dispositivo M.A.C.S.; La Figura 2 ilustra la solicitud de conexión y relai para el dispositivo M.A.C.S.; La Figura 3 ilustra la operación de un dispositivo móvil M.A.C.S.; La Figura 4 ilustra el dispositivo móvil M.A.C.S. conectado a M.A.C.S. estacionarios para efectuar el relai a servicios existentes de la compañía de teléfonos; La Figura 5 ilustra dispositivos móviles M.A.C.S. comunicándose con dispositivos M.A.C.S. estacionarios con el propósito de conectarse a otros dispositivos M.A.C.S.; y La Figura 6 ilustra una topología típica de dispositivos M.A.C.S. sin repetidores.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTACIÓN PREFERIDA Los dispositivos, protocolos y topologías del sistema celular de antena direccional masivo (de ahora en adelante llamado M.A.C.S.) son una alternativa económica a los servicios de comunicación y telecomunicaciones de una compañía de teléfonos. Típicamente este sistema y dispositivos permiten que hogares y compañías se unan para recibir señales de otro sistema M.A.C.S. para comunicaciones de multimedios (voz y video, televisión, datos y cualquiera otra forma de señales digitales o análogas). Los dispositivos M.A.C.S. se componen de transmisores y receptores electromagnéticos capaces de simultáneamente enviar y recibir señales electromagnéticas de frecuencias múltiples. Los dispositivos M.A.C.S. están conectados a varios dispositivos de entrada y salida, tales como dispositivos de multimedios (ej. micrófonos, parlantes, cámaras de video, computadoras, etc.) Los dispositivos M.A.C.S. y los protocolos usan canales electromagnéticos de vatiaje relativamente bajo. Las especificaciones de señal máxima y longitud de las ondas no se incluyen ya que las mismas posiblemente serán reguladas por el gobierno. Para compensar la limitación de canales de frecuencia, los dispositivos M.A.C.S. pueden utilizar tecnología de compresión digital. Los dispositivos M.A.C.S., en algunos casos de comunicaciones de multimedios, pueden también incorporar procesamiento de señales digitales. Cada uno de los canales individualmente pueden tener poder variable para su uso en largas distancias en conexión con otros M.A.C.S., minimizando el número de conexiones requeridas para establecer una comunicación final con un M.A.C.S.. Cada dispositivo de M.A.C.S. es capaz de procesar simultáneamente muchos canales. La mayoría de estos canales se usan para enviar las señales de otros dispositivos M.A.C.S. al dispositivo M.A.C.S. de destino. Cada compañía que tenga dispositivos M.A.C.S. puede hacer solicitud para conexión a un dispositivo M.A.C.S. distante a través del relai de otros dispositivos M.A.C.S. tal como se describe más adelante. El método primario de navegación de las señales se basa en las coordenadas de localización geofísica de los dispositivos (ej. longitud y latitud o UTM o cualquier otro sistema geo-físico de coordenadas). Un dispositivo M.A.C.S. se identifica por una localización de coordenada geofísica y por una identificación del dispositivo de tal forma que la combinación es única. Esta dirección se llamará en adelante LOC-nombre. Para identificación y seguridad, este LOC-nombre puede tener una clave de identificación. Los protocolos de los M.A.C.S. se usan para establecer conexiones de dos vías a dispositivos remotos de hogares/compañías y también para distribuir señales a otros dispositivos M.A.C.S.. Cada usuario de tales dispositivos M.A.C.S. podría enviar y recibir llamadas o comunicaciones de multimedios relativamente libres de cargos. Otra función de los dispositivos M.A.C.S. y de los protocolos M.A.C.S. es la de proveer conexiones móviles a dispositivos M.A.C.S. de hogares/compañías, cooperando para la conexión a una compañía de servicios existente. Otra función de los dispositivos y protocolos M.A.C.S. es la comunicación entre vehículos de tráfico (tierra, aire o agua) para prevenir accidentes y navegación a altas velocidades. Los dispositivos y protocolos M.A.C.S. tienen capacidad para proveer el nuevo video-teléfono y otros dispositivos de multimedios. Los protocolos M.A.C.S. se usan para establecer conexión entre dispositivos M.A.C.S. que pueden estar separados y conectados por otros dispositivos de M.A.C.S.. Después de establecida la comunicación entre el dispositivo M.A.C.S. original y los dispositivos destinatarios, otras conexiones de dispositivos M.A.C.S. pueden ser navegadas por comunicaciones exitosas previas o por instrucciones enviadas por el dispositivo M.A.C.S. original. Los protocolos M.A.C.S. permiten alternativas de navegación en caso de falla de un dispositivo intermedio de conexión M.A.C.S. o por falta de canales disponibles en un dispositivo M.A.C.S. intermedio.

Los protocolos M.A.C.S. cubren los métodos básicos de las rutinas para inicializar los dispositivos M.A.C.S., comunicaciones entre dispositivos M.A.C.S., conexión entre dispositivos M.A.C.S. móviles y manejo de los dispositivos M.A.C.S.. Se anexan varios dibujos y sus explicaciones para explicar los dispositivos M.A.C.S., los protocolos, las topologías y su operación.

INICIALIZACION DE DISPOSITIVOS M.A.C.S.

Como se ilustra en la figura 1, en la activación inicial el dispositivo 10 requiere un LOC-nombre. Este LOC-nombre puede ser coordenadas geofísicas (ej. longitud, latitud o UTM), y la identificación del usuario o la del dispositivo M.A.C.S. (ej. nombre de la compañía, nombre personal, número de identificación personal etc.). El usuario del dispositivo M.A.C.S. 10 puede usar una clave, autorización de acceso y seguridad. El dispositivo M.A.C.S. 10 habiendo manualmente recibido la información transmite una solicitud al nodo 12 cercano. El dispositivo M.A.C.S. 14 más cercano responderá con LOS-nombre. El dispositivo M.A.C.S. 10 entonces almacena la información para su futuro uso con el propósito de transmitir comunicaciones desde y hacia otros dispositivos M.A.C.S. 14. Como muchos dispositivos M.A.C.S. pueden estar en un edificio, el dispositivo 10 empieza usando una señal de potencia de transmisión de pocos metros de radio en su emisión hacia el nodo 12, espera por respuesta y lentamente incrementa el vatiaje de transmisión o la fuerza de la señal hasta que un número suficiente de dispositivos M.A.C.S. 14 respondan, logrando un número máximo de canales al mismo tiempo que dispositivos M.A.C.S. 14 en diversas direcciones. Si el loe-nombre de un dispositivo M.A.C.S. no encuadra dentro de la señal de radio de otros LOC-nombres dispositivos, entonces estos ignoran todas las comunicaciones con el dispositivo ilícito. Esto evita la recepción de señales sin autorización.

SOLICITUD DE CONEXIÓN DEL DISPOSITIVO M.A.C.S.. Y RELAI / REPETICIÓN DEL DISPOSITIVO M.A.C.S.

Como se ilustra en la figura 2, teniendo el LOC-nombre del dispositivo M.A.C.S. 16 para conectarse, se transmite una solicitud de conexión a los dispositivos M.A.C.S. 14 vecinos (determinados por la rutina de arranque anterior) enviando el LOC-nombre deseado y su propio LOC-nombre 18 originario. Los siguientes dispositivos M.A.C.S. 14 también pasarán la estación relai LOC- nombre 20, por no ser la originaria. Como ejemplo, si la posición del LOC- nombre deseado está al nor-oeste de la solicitud originaria, el dispositivo M.A.C.S. 10 originario solicita al dispositivo M.A.C.S. 14 más cercano al nor-oeste que sea el dispositivo M.A.C.S. relai de su transmisión. Este dispositivo M.A.C.S. que hace el relai contestará que tiene un canal para transmitir la comunicación. El dispositivo M.A.C.S. 10 originario confirma la recepción del mensaje, y almacena la ruta destino de primer nivel del LOC-nombre del dispositivo M.A.C.S. 14. El dispositivo M.A.C.S. 14, que no es el dispositivo M.A.C.S. 16 destino final, enviará la solicitud original 22 con el LOC-nombre del dispositivo M.A.C.S. destinatario, el LOC- nombre del dispositivo M.A.C.S. origen, y el LOC-nombre de los dispositivos M.A.C.S. efectuando el relai, al dispositivo M.A.C.S. 24 vecino. Este proceso se repite y continúa hasta que el dispositivo M.A.C.S. de destino final es contactado. Una vez que el dispositivo M.A.C.S. destinatario responde, entonces el relai de comunicación 26 empieza en ambas direcciones desde y hasta el M.A.C.S. origen a través de los dispositivos M.A.C.S. que comunican y hacen el relai. En casos de falla de comunicación de dispositivos M.A.C.S., el sistema sigue haciendo el envío de solicitud de conexión hasta que se logra la conexión a un dispositivo M.A.C.S. con destino final. Para incrementar la velocidad, el dispositivo M.A.C.S. originario puede memorizar la ruta que funcionó y usarla en futuras comunicaciones. Los dispositivos M.A.C.S. que hacen el relai pueden transmitir hacia el M.A.C.S. originario a través de la ruta tomada por los M.A.C.S. relai para el futuro uso por el M.A.C.S. originario. Algunos canales pueden reservarse para el relai de servicios de una vía para televisión y multimedios a otros dispositivos M.A.C.S. para eliminar la necesidad de compañías por cable, televisión, radiodifusión y servicios de televisión/multimedios por satélite.

COMUNICACIÓN DE M.A.C.S. MÓVILES A ESTACIONARIOS Como se ilustra en la figura 3, la conexión origen de primer nivel 28 a un dispositivo M.A.C.S. 10 estacionario se vuelve el componente de localización del dispositivo M.A.C.S. 30 originario para la comunicación de retorno del destinatario M.A.C.S. 16 o dispositivo relai M.A.C.S. 14. El primer dispositivo M.A.C.S. 10 estacionario toma la función de representar el LOC-nombre del dispositivo móvil M.A.C.S. 30. Cuando el M.A.C.S. 30 movible empieza a pasar físicamente más allá del área de señal de la conexión de primer nivel del M.A.C.S. estacionario 10 como muestra la flecha 36, el M.A.C.S. 30 movible solicita otro M.A.C.S. estacionario dentro de su área de señal para que se vuelva su LOC-nombre dispositivo M.A.C.S. originario y su conexión de primer nivel tal como se representa por la flecha 38 asegurando así un canal de comunicación. El M.A.C.S. 10 anterior es informado de su deseo de usar otro dispositivo M.A.C.S. estacionario para que lo represente como el LOC-nombre del M.A.C.S. original. El M.A.C.S. 10 a su vez informa a los M.A.C.S. del siguiente nivel para que se comuniquen con el nuevo LOC-nombre dispositivo M.A.C.S.. Si cualquiera de los dispositivos M.A.C.S. 14 efectuando el relai se pone fuera de servicio, fuera de rango de señal, o sin canales para transmitir, entonces se efectúa un cambio de ruta hacia adelante y hacia atrás al nuevo dispositivo M.A.C.S.. La verificación de la clave puede transmitirse al dispositivo M.A.C.S. del usuario para autorizar la recepción de señales de los M.A.C.S. móviles que normalmente se enviarían al dispositivo M.A.C.S. estacionario del usuario.

CONEXIÓN DE M.A.C.S. MÓVILES A ESTACIONARIOS PARA TRANSMISIÓN A SERVICIOS TELEFÓNICOS EXISTENTES Como se ve en la figura 4, una función secundaria de los dispositivos M.A.C.S. 10 sería hacer relai a un M.A.C.S. móvil 30 comunicándose por medio de los M.A.C.S. 10 estacionarios por vía de los servicios de una compañía de teléfonos a un sitio 34 teniendo solamente una línea telefónica 32 permitiendo al M.A.C.S. móvil 10 enviar su numero de cuenta de servicio telefónico a la compañía de teléfonos para su validación y cargar los gastos al número de teléfono del usuario del dispositivo M.A.C.S. 30 móvil. El dispositivo M.A.C.S. 10 alimentaría la comunicación del M.A.C.S. móvil 30 a los servicios de la compañía de teléfonos por cableado 32 u otro sistema tradicional de sistema telefónico. Un M.A.C.S. móvil puede solicitar también relai de un M.A.C.S. móvil a otro M.A.C.S. móvil que a su vez se comunicará con otro M.A.C.S. móvil usando coordenadas físicas obtenidas de satélites para obtener su localización para navegar hacia el LOC- nombre de destino. Esto permite la navegación de los relés para incorporar cualquier mezcla de M.A.C.S. estacionarios y móviles para conectar al LOC-nombre de destino.

M.A.C.S. MÓVILES PARA NAVEGACIÓN ENTRE-VEHICULOS Y SEGURIDAD Y COMUNICACIÓN DEL USUARIO EN VEHÍCULOS Los M.A.C.S. móviles para tales funciones deben tener medios para recalcular su posición o LOC-nombre. Con resolución de posición de mejor de pocos metros, los vehículos pueden intercomunicar su velocidad, dirección, condiciones del vehículo, condiciones de frenado, comunicación de pasajeros, etc., a otros dispositivos M.A.C.S. móviles. En casos cuando un vehículo, teniendo un M.A.C.S. móvil está al frente de otro vehículo equipado con un M.A.C.S. móvil que puede frenar de repente, entonces el vehículo que está siguiendo puede tomar las medidas del caso para prevenir una colisión. En casos de intersección por estos vehículos, la intercomunicación puede alertar sobre una colisión. Los dispositivos M.A.C.S. y sistemas de la presente invención proveen numerosos beneficios. El sistema elimina el uso de compañías de teléfono, televisión, y sistema de televisión por cable. Los protocolos M.A.C.S. permiten a estos dispositivos la comunicación entre sí, navegar señales a través de los dispositivos y transmitir o relai varios tipos de comunicación de dispositivos M.A.C.S. a dispositivos y también a dispositivos que no son M.A.C.S.. Los dispositivos M.A.C.S. móviles y estacionarios, los protocolos y topologías proveen multimedia masiva, comunicación personal de multimedia, servicio móvil celular, así como control de seguridad vehicular (ej. automóviles). Como se ilustra en parte en la figura 6, los dispositivos M.A.C.S. 10 y los protocolos permiten el desarrollo de un sistema de millones de dispositivos M.A.C.S. 10 distribuidos en varios países. Los dispositivos M.A.C.S. 10 originan y transmiten datos entre ellos, tele-video, televisión, y otra multimedia. El sistema de dispositivos M.A.C.S. 10 incluyen canales 44 de alto poder a la vez que canales de bajo poder 42 y puede también incluir nodos de relai 46. El sistema basado en los dispositivos M.A.C.S., los protocolos y topología tendría ventajas estratégicas de comunicaciones. La destrucción de una ciudad por causas naturales o de otro tipo no interruptiría permanentemente a los alrededores o a los M.A.C.S. que queden. Las comunicaciones entre los M.A.C.S. se harían alrededor de la ciudad destruida incrementando el radio receptor de transmisión para atravesar sobre los M.A.C.S. desactivados o enviar señales alrededor del área desactivada usando otros dispositivos M.A.C.S.. Este sistema de dispositivos M.A.C.S. tendrán un poder combinado de multimedia que supera los servicios de las actuales compañías de comunicación. Aunque se han incluido varias presentaciones de la presente invención en detalle, se debe apreciar que se pueden efectuar variaciones del sistema sin salirse del espíritu de la invención o el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1 .- U n dispositivo celular de antena direccional masivo que comprende un transm isor electromagnético capaz de enviar y recibir simultáneamente señales electromagnéticas de frecuencia múltiple, el transmisor también siendo capaz de comunicarse con otro dispositivo para enviar o relai señales electromagnéticas de frecuencia múltiple de un dispositivo a otro .

2.- Un dispositivo celular de antena direccional masivo que comprende una pluralidad de transmisores electromagnéticos, cada uno de éstos siendo capaz de enviar y recibir simultáneamente señales electromagnéticas de frecuencia múltiple, cada uno de los transmisores también siendo capaz de comunicarse con otros transmisores cercanos para enviar o relai señales electromagnéticas de frecuencia múltiple de un dispositivo a otro .

3.- Un método para operar sistemas celulares de antena direccional masivos que consisten de una pluralidad de transmisores electromagnéticos, cada uno de los transmisores siendo capaz de enviar y recibir simultáneamente señales electromagnéticas de frecuencia múltiple, cada uno de los transmisores teniendo también una única dirección y siendo capaz de comunicarse con otros transmisores cercanos para enviar o relai señales electromagnéticas de frecuencia múltiple de un dispositivo a otro , el método comprendiendo: (a) un dispositivo de origen, origina una transmisión de señal a un dispositivo de destino enviando una solicitud a un dispositivo muy cercano a la dirección del dispositivo de destino para ser el dispositivo de envío o relai de esta transmisión, (b) el dispositivo de envío o relai, si no el dispositivo de destino, a su vez envía la solicitud original con la dirección de dispositivo de destino deseado, la dirección del dispositivo de origen, y la dirección de dispositivo de relai, hacia sus dispositivos cercanos, (c) repetir los pasos anteriores hasta que se haga contacto con el dispositivo de destino, y (d) enviar o relai la comunicación entre el dispositivo de origen y el dispositivo de destino vía los dispositivos de envío o relai. 4 - Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el dispositivo de origen adquiere las direcciones de dispositivos cercanos a través del método que comprende: (a) difundir una solicitud para la dirección hacia dispositivos cercanos, (b) recibir las direcciones únicas de los dispositivos más cercanos y vecinos, y (c) almacenar las direcciones para futuras estrategias de ruta para el propósito de enviar o relai o repetir comunicaciones desde y hacia otros dispositivos. 5.- Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el dispositivo en el paso (a) primero utiliza una resistencia de transmisión de señal de algunos metros de radio en su difusión para solicitudes de dirección, esperar las respuestas e incrementar lentamente el vatiaje de transmisión o resistencia de señal hasta que un número suficiente de dispositivos cercanos respondan con direcciones.