BR0011355B1 - Método para comunicação em uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS <UTRAN>, e, sistema para comunicação entre um terminal <MS> em uma rede de acesso sem fio e um equipamento de terminal em uma rede fixa - Google Patents

Description

"MÉTODO PARA COMUNICAçãO EM UMA REDE DE ACESSO POR

RÁDIO TERRESTRE UMTS <UTRAN>, E, SISTEMA PARA

COMUNICAçãO ENTRE UM TERMINAL <MS> EM UMA REDE DE

ACESSO SEM FIO E UM EQUIPAMENTO DE TERMINAL EM UMA REDE FIXA".

Campo Técnico A presente invenção refere-se à telecomunicação móvel, e em particular uo uso de um equipamento de comunicação de dados comutados de circuito mais antigo nas novas redes de acesso que estão cm desenvolvimento.

Fundamentos Técnicos Área Problemática GMS e outros sistemas móveis digitais possuem soluções específicas para o transporte de dados comutados de circuito na direção da rede lixa através dc sua rede de aeesso.

Uma nova rede de acesso por rádio terrestre c construída para a terceira geração móvel por 3GPP chamada de UMTS. Essa rede de acesso não possui qualquer forma definida de manuseio de dados comutados de Entretanto, ainda existe uma quantidade imensa de equipamento de comunicação de dados comutados por circuito, instalado na rcdc fixa. c pessoas serão capazes de conectar através da nova tecnologia dc rede de acesso.

Soluções Conhecidas A fig. 1 mostra o cenário de rede com uma comunicação de terminal móvel através de UTMS na direção do equipamento de comunicação de dados comutados de circuito instalado na PSTN/ISDN. No presente estado da técnica, as chamadas comutadas por circuito podem ser suportadas nas redes dc acesso por uma solução utilizando o acesso a dados de pacote ou mecanismos de transporte de fala.

Acesso a dados de pacote Uma das intenções principais do novo sistema móvel é o acesso a dados. O acesso IP olimi/ado (acesso de pacote) lem sido um dos acionadorcs chave para o desenvolvimento da solução de interface aérea aperfeiçoada. Uma pilha de protocolo de plano de usuário garantindo que a transmissão foi criada. A pilha de protocolo dc plano de usuário de acesso a pacote não c muito otimizada para conexões duplas completas com taxa dc bit constante. Possui muito excesso (overhead) que não é necessário ou benéfico para as conexões comutadas por circuito. A pilha dc acesso a pacote é otimizada também para o manuseio dc tráfego súbito enquanto é natural sc ter uma carga mais constante para o acesso a dados comutados por circuito móvel. A pilha de acesso a pacote pode ser utilizada também para conexões comutadas por circuito, mas em adição às desvantagens supracitadas seria muito difícil se suportar a transferência para chamadas de dados comutados de circuito GSM.

Fala A fala também é um serviço importante e uma solução para garantir as capacidades de transporte necessárias para tal, baixo retardo e taxa dc bit constante foram cspcciíicados. A solução de fala possui boas capacidades de transporte parti as chamadas comutadas por circuito, mas não é confiável para o transporte de dados. O transporte apresenta um retardo menor possível e utiliza ATM AAL2 que é otimizado para suportar conexões com taxa de bit fixa abaixo de 64 kbit/s.

Sc dados forem transportados da mesma forma que a fala. se basearia cm uma instalação dc correção sem fim dc erros dc bit através da interface aérea. Os protocolos suportados no equipamento de rede fixa são projetados para cabos físicos, c não são muito eficientes quando utilizados através da interface aérea que possui muita interferência e tem uma natureza muito instável em comparação com fios.

Sumário da Invenção A invenção possui como seu objetivo fornecer um método de comunicação nas novas redes de acesso que permita o uso de um equipamento de comunicação comutada por circuito mais antigo sem as desvantagens associadas com os métodos conhecidos como mencionado Em particular, a presente invenção se refere a um método de comunicação em uma UTRAN. compreendendo um terminal móvel trabalhando no sentido de um Centro de Comutação Móvel com uma Função de Inter Trabalho (IWF). De acordo com o dito método, os dados comutados por circuito são transportados cm camadas superiores do GSM que utilizam os protocolos RLP e L2R, nas camadas dc transporte para a fala UTMS. A invenção também se refere a um sistema para comunicação entre um terminal em uma rede de acesso sem fio e uma rede fixa que utiliza o dito método.

Modalidades adicionais da invenção surgirão a partir das reivindicações de patente em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção será agora descrita em detalhes com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 fornece uma visão geral do sistema; A figura 2 indica os protocolos principais c especificações de transporte de dados e onde se aplicam em um sistema de acordo com a invenção; A figura 3 ilustra a pilha dc acordo com a presente invenção utilizando protocolos de camada superior tipo GSM e protocolos de camada inferior de fala UMTS.

Descrição das Modalidades A figura 1 fornece uma visão geral do sistema ilustrando um terminal móvel no lado esquerdo. UTRAN (Rede de Acesso por Rádio Terrestre UMTS) designa a rede de rádio na qual o terminal móvel está se comunicando através da interface Uu. A UTRAN é a parte de rádio do sistema UMTS. enquanto a PLMN (Rede Móvel Terrestre Pública) é a rede núcleo por trás do sistema UMTS. isso é. a arquitetura dc hardware dos comutadores, etc. suportando a UTRAN. A UTRAN está "falando" com a PLMN através da interface lu. A rede UMTS é conectada à Rede de Telefonia Comutada Pública comum, com seus terminais ilustrados no lado direito. A base dessa invenção é utilizar as camadas superiores do GSM juntamente com as camadas de transporte para a fala UMTS.

Na discussão adicional faz-se referencia à figura 2 que ilustra os protocolos principais e os mecanismos de transporte de dados e como são dispostos em um sistema de acordo com a presente invenção. As camadas inferiores são utilizadas por mais serviços, enquanto que as camadas superiores são específicas para a comunicação de dados comutados por circuito. O sistema contém quatro partes principais na solução, que serão discutidas em detalhes abaixo. O equipamento de usuãrio Esse é o equipamento físico que o usuário final utilizará para se comunicar através da interface dc rádio. O mesmo pode, c provavelmente será, de uma variedade de tipos diferentes de equipamento. De máquinas de fac-símile físicas conectadas a telefones móveis UMTS a dispositivos integrados para transmissão dc vídeo. Para essa solução não c importante se o equipamento de usuário contém uma ou várias caixas físicas. O equipamento de usuário precisará rodar o RLP através do RLC. (Ver o capítulo de protocolo para descrição adicional).

AUTRAN

Essa é, como a abreviação sugere, a rede de acesso por rádio terrestre UMTS. A UTRAN possui muita funcionalidade para manusear o acesso por rádio. Cuida da interface aérea física, e também cuida das transferências entre diferentes estações base dentro de uma UTRAN. Uma tarefa importante da UTRAN relacionada com essa invenção é a conversão dos protocolos de rádio atuais (Ll, MAC e RLC) em protocolos lu (AAL2 e ATM). Essa conversão é especificada para fala, e essa invenção utiliza a mesma. Qualquer informação de cabeçalho específico para fala somada à estrutura lu deve ser opcional e não transportada. Apenas a informação do cabeçalho menor é necessária por conter informação como a condição atual do transporte.

A UMTS MSC

Esse nó manuseará o controle de chamada e gerenciamento de mobilidade para todas as chamadas comutadas por circuito. Essa funcionalidade é obviamente também necessária para as chamadas de dados comutadas por circuito. A tarefa importante do UMTS MSC para essa invenção é a funcionalidade do inter trabalho, que é chamada IWF. A IWF realiza uma conversão entre os protocolos lu e os protocolos na direção da rede fixa (ver figura 1). No GSM essa é uma conversão dos protocolos GSM V.110 e GSM ATRAU na camada 1 e RLP no topo para chamadas não transparentes para ISDN V.l 10 e protocolos de modem (LAPM, V.34 etc.) no lado da rede fixa. Q Servidor Na outra extremidade, dentro da rede fixa, encontra-se o servidor. Isso não precisa ser necessariamente um servidor. O termo se refere a todo o equipamento que normalmente iria conectar com Servidores de Acesso, servidores de empresa c modems locais. No GSM esse podería ser outro móvel, visto que a funcionalidade IWF tomaria o mesmo invisível para o equipamento de usuário. É um aspecto importante da invenção que o servidor não note coisa alguma do que está ocorrendo com o UMTS. Isso é similar a uma chamada de dados comutados por circuito GSM. A Pilha de Protocolo A íigura 3 ilustra uma pilha dc protocolo que visualiza a solução: Essa solução utiliza os protocolos não transparentes GSM RLP e L2R para garantir que nenhuma falha ocorra nos dados de usuário transmitidos. As estruturas RLP utilizam o formato RLP GSM 14.4 porque o mesmo introduz menos excesso. A solução utiliza os protocolos de fala UMTS (ATM AAL2) para o transporte não seguro dc camada inferior. O equipamento dc usuário mapeara as estruturas RLP para c da camada Rl.C. A função na UTRAN que realiza um mapeamento da fala do RLC para a estrutura lu através do AAL2 precisa dc ajuste pequenos para transportar os dados comutados por circuito da mesma forma. O ajuste é o manuseio do cabeçalho de estrutura lu também para chamadas de dados. A IWF precisa colocar as estruturas RLP dentro da estrutura lu. Nenhuma adaptação de taxa é necessária para o transporte. Isso se deve às capacidades de AAL2 li.363.2j.

Os protocolos envolvidos Faz-se referencia novamente à figura 2 que fornece uma visão geral de onde os diferentes protocolos e especificações se aplicam. Será fornecida uma discussão mais detalhada de cada prolocolo/camada envolvido no método inventivo.

Retransmissão da Camada 2 iL2R) A finalidade principal de L2R é fornecer um mecanismo de controle de fluxo. Isso é necessário para suportar os serviços de suporte não transparente. Os detalhes da função L2R em particular para os diferentes serviços de suporte não transparente são contidos no GSM adequado série 07 especificação, verref. [I|, [2j e [3]. A função da Retransmissão da camada 2 (L2R) prepara-se para transporte confiável de protocolos de usuário conhecidos, isso é, não transparentes através da interface de rádio de um GSM PLMN. As funções L2R são localizadas na Terminação Móvel (MT) e a Função de Inter Trabalho (IWF) associada com um Centro de Comutação Móvel (MSC). A L2R utiliza os serviços fornecidos pelo Protocolo de Conexão de Rádio (RLP) para transportar a informação de protocolo não transparente entre a MS e a IWF.

Protocolo de Conexão de Rádio (RLP) A finalidade principal do RLP é fornecer um transporte de dados livre de erro e seguro entre a estação móvel e a IWF. O Protocolo de Conexão de Rádio (RLP) é especificado para a transmissão de dados através do GSM PLMN. (ver ref. [4]). É baseado cm idéias de outras especificações tais como X.25 e Q.92x (LAP-B e LAP-D de CC1TT, respectivamente).

Inclui várias possibilidades de se invocar retransmissões se a carga for errada. O RLP foi personalizado para as necessidades especiais da transmissão de rádio digital e é destinado ao uso com transferência de dados não transparente.

Protocolo de Controle dc Conexão dc Rádio (RLCl O RLC é definido para a interface de rádio (Uu) no UMTS.

Sua finalidade principal é garantir a transferência de dados dc usuário através dessa interface. As funções RLC são localizadas na Estação Móvel (MS) c na Rede de Acesso por Rádio (UTRAN). Possui os seguintes modos diferentes: modo transparente modo desconhecido modo conhecido Os modos oferecem serviços com características diferentes para as camadas acima. O modo transparente fornece um retardo baixo, mas taxas de erro relativamente aitas. O modo desconhecido é similar ao modo transparente, mas possui algumas funções adicionais, mas não inclui o suporte para retransmissões. O modo conhecido, entretanto suporte as retransmissões e fornece um serviço livre de erros. Possui um retardo maior do que os outros modos. O retardo real dependerá das condições de rádio.

Para maiores detalhes ver |5].

Camada de Adaptação ATM tipo 2 iAAL 2) AAL 2 é uma forma dc transporte de dados no ATM.

Comparada com outras camadas de adaptação ATM c mais eficiente para pacotes relativamente pequenos. Como pode ser observado a partir da figura entra entre a UTRAN e a Rede Núcleo. AAL2 consiste de duas partes, a parte comum c a parte específica de serviço. A parte comum é especificada pela recomendação 1.363.2 (ver rcf. [6]). A AAL tipo 2 prepara-se para transmissão eficiente cm iargura dc banda de pacotes de comprimento variável, curto de baixa taxa em aplicações sensíveis a retardo. Mais de uma corrente de informação de usuário AAL tipo 2 pode ser suportada em uma única conexão ATM. A recomendação 1.366.1 (ver rei. |7|), especifica a Subcamada de Convergência Específica de Serviço de Segmentação e Remontagem da Camada de Adaptação ATM (AAL) tipo 2. Em uma ou mais correntes de informação de usuário AAL tipo 2. a Subcamada dc Convergência Específica de Serviço de Segmentação e Remontagem pode ser desenvolvida. A estrutura da subcaniada, c os procedimentos para o processo dc segmentação e remontagem, além da detecção de erro de transmissão opcional e transferência de dados garantida são definidos em profundidade.

Vantagens Transferência parti o GSM de segunda geração pode ser facilmente manuseada visto que já é definida na camada RLP.

Utiliza muito da funcionalidade existente e comprovada.

Ambas a funcionalidade dc camada mais alta como compressão c controle de fluxo e a funcionalidade de camada mais baixa como ATM VC. O usuário final pode manter seu equipamento de comunicação dc dados comutado cm circuito c aplicativos no lado do servidor (rcdc fixa) inalterados.

As capacidades de transporte da rede de rádio são bem adequadas para as conexões comutadas por circuito.

Abreviações Conto muitas das áreas modernas, o mundo de telecomunicações utiliza muitas abreviações. Aqui se encontram as descrições para as que foram utilizadas nesse documento: AAL2 Camada de Adaptação ATM 2 ATM Modo de Transferência Assíncrono ETSI Instituto dc Padrões dc Telecomunicações Europeu GSM Sistema Global para Comunicações Móveis IP Protocolo de Internet ISDN Rede Digital de Serviços Integrados lu Interface entre UTRAN c Rede Núcleo IWF Função de Inter Trabalho (para serviços de dados CS) LI Camada 1 L2R protocolo dc Retransmissão dc Camada 2 MAC Controle de Acesso ao Meio MSC Centro de Comutação Móvel PLMN Rede Móvel Terrestre Pública PSTN Rede de Telefonia Comutada Pública RAB Suporte de Acesso por Rádio RLC Controle de Conexão de Rádio RLP Protocolo de Conexão de Rádio UE Equipamento de Usuário UMSC Centro de Comutação Móvel UMTS UMTS Sistema de Telecomunicações Móvel Universal UTRAN Rede de Acesso por Rádio Terrestre UMTS

Uu Interface entre UTRAN e o equipamento móvel 3GPP Projeto de parceria de 3a. geração criado para especificar um sistema móvel de terceira geração.

Maiores informações disponíveis em: http://www.3gpp.org/ Referências [1] Geral em Funções de Adaptação de Terminal (TAF) para as Estações Móveis (MS) (ETSI GSM 07.01). [2] Funções de Adaptação de Terminal (TAF) para serviços utilizando capacidades de suporte assíncrono (ETSI GSM 07.02). [3] Funções de Adaptação de Terminal (TAF) para serviços utilizando capacidades de suporte assíncrono (ETSI GSM 07.03). [4] Protocolo de Conexão de Rádio (RLP) para dados e serviços telemáticos (ETSI GSM 04.22). [5] ETSI T.doc SMG2 095/99; UMTS YY.22 Descrição de RLC. [6] Camada de Adaptação B-ISDN ATM tipo 2.

Especificação. Recomendação ITU-T 1.363.2. [7] Subcamada de convergência específica e serviço de segmentação e remontagem para a AAL tipo2. Recomendação ITU-T 1.363.1.

Claims (4)

1. Método para comunicação em uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS <UTRAN> compreendendo um terminal móvel <MS> funcionando na direção de um Centro de Comutação Móvel <MSC> compreendendo uma função de inter trabalho <IWF>, caracterizado pelo fato de: realizar o transporte de dados comutados por circuito em camadas superiores dc GSM que utiliza os protocolos RLP e L2R nas camadas de transporte para fala UMTS; converter protocolos de rádio atuais Camada 1 <L1>, Controle de Acesso ao Meio <MAC>. Controle de Link de Rádio <RLC> nos protocolos lu Camada 2 dc Adaptação ATM <AAL2> e Modo dc Transferência Assíncrono <ATM>; e converter os ditos protocolos lu em protocolos usados na direção de uma rede lixa.

2. Método dc acordo com a reivindicação 1. caracterizado pelo fato de o transporte RLP ser realizado de acordo com um formato GSM 14.4.

3. Sistema para comunicação entre um terminal <MS> em uma rede de acesso sem tio. o dito terminal mapeando quadros de Protocolo de Link de Rádio <RLP> para e a partir da camada de Controle de Link de Rádio <RLC>, e um equipamento de terminal em uma rede fixa, o dito equipamento dc terminal usando protocolos dc camada superior GSM RLP c L2R em protocolos padrão para fala UMTS para transporte de camada inferior, caracterizado pelo fato de compreender: uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS <UTRAN> adaptada para converter os protocolos de rádio atuais Camada 1 <L1>, Controle de Acesso ao Meio <MAC>. Controle de Link de Rádio <RLC> nos protocolos lu Camada 2 dc Adaptação ATM <AAL2> c Modo de Transferencia Assíncrono <ATM>: c um Centro de Comutação Móvel UMTS <MSC> compreendendo uma função de inter trabalho <IWF> adaptada para converter os ditos protocolos lu nos protocolos usados na direção da rede fixa.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a dita função inter trabalho <IWF> ser adaptada para converter de GSM V.110, GSM ATRAU e RLP em ISDN V.110 e/ou protocolos de modem <LAMPM, V.34> no lado da rede fixa.