BR112020024225A2

BR112020024225A2 - acesso integrado e mobilidade de retorno

Info

Publication number: BR112020024225A2
Application number: BR112020024225-0A
Authority: BR
Inventors: Andreas Schmidt; Martin Hans
Original assignee: Ipcom Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2021-02-17
Also published as: JP2022116207A; JP2021525467A; JP7436113B2; EP4068856A3; KR20210015782A; JP2024050823A; EP3804404A1; US20240073751A1; US11490295B2; US11849357B2; WO2019229048A1; US20210235332A1; CN114900866A; EP4068856A2; KR20220073854A; CN112237028B; CN112237028A; JP7436107B2; US20230262537A1

Abstract

ACESSO INTEGRADO E MOBILIDADE DE RETORNO. A presente invenção provê um sistema de sub-rede de comunicação móvel compreendendo uma estação base de macrocélula e uma pluralidade de estações base de célula pequena, a pluralidade de estações base de célula pequena estando em comunicação sem fio com a estação base de macrocélula, em que cada estação base de célula pequena está ou em conexão direta com a estação base de macrocélula ou está em conexão com a estação base de macrocélula, por meio de uma ou mais outras estações base de célula pequena, em que a estação base de macrocélula está disposta para configurar um dispositivo de UE tendo uma conexão RRC com a estação base de macrocélula com informação de estação base de célula pequena candidata para habilitar o dispositivo de UE a comutar de maneira autônoma entre estações base de célula pequena, e em que a estação base de célula pequena está disposta para configurar as estações base de célula pequena com informação de configuração de estação base de célula pequena, as informação de configuração de estação base de célula pequena habilitando as estações base de célula pequena a transmitir dados e receber dados do dispositivo de UE e a multiplexar e rotear dados a partir de e para o dispositivo de UE.

Description

ACESSO INTEGRADO E MOBILIDADE DE RETORNO

[0001] A presente invenção se refere a um método de operação de uma rede de comunicação móvel na qual os dispositivos de equipamento de usuário, UE, podem comutar entre células de comunicação.

[0002] As redes de comunicações móveis celular conhecidas compreendem uma rede de base (CN) e uma ou mais redes de acesso por rádio (RANs). A CN compreende, entre outras funções, para autenticação e autorização de usuários e dispositivos, para gestão e controle da qualidade de serviço (QoS), para prover acesso a várias redes de dados e para roteamento de dados entre as RANs e redes de dados. A CN é tipicamente agnóstica de tecnologia de acesso de rádio (RAT), ou seja, compreende apenas funções que não estão relacionadas a uma RAT ou RAN específica.

[0003] Cada RAN compreende funções que proveem, aos dispositivos de equipamento de usuário (UE), acesso de rádio sem fio à rede de base. Algumas dessas funções são específicas para a RAT usada, por exemplo, UMTS, LTE ou novo rádio 5G (NR). Uma RAN consiste em múltiplas estações base macro de uma RAT específica (NB, eNB, gNB) e pode compreender adicionalmente várias estações base de célula pequena (SCs) da mesma ou de uma RAT diferente.

[0004] Os dispositivos de UE que estão registrados na CN podem ter uma conexão atual a uma RAN e à CN, ou seja, esses estão no modo conectado, ou não têm tal conexão, ou seja, estão no modo ocioso ou inativo. Para dispositivos de UE, no modo conectado, tipicamente há uma estação base controlando o dispositivo, chamada estação base de serviço ou célula de serviço ao longo deste documento. Esta estação base de serviço está usando o protocolo de controle de recursos de rádio (RRC) para estabelecer um contexto RRC em ambos, o UE e a estação base. O contexto RRC compreende as capacidades de rádio do dispositivo de UE, a configuração atual de portadores com QoS respectivas, a multiplexação de serviços ou aplicações nesses portadores e a multiplexação desses portadores em recursos físicos, os recursos e medições utilizáveis alocadas para serem realizados pelo dispositivo de UE e disparadores e conteúdo para o relatório de tais medições. A configuração de medição compreende células vizinhas a serem medidas, cujas células vizinhas podem operar na mesma RAT e mesma frequência que a estação base controladora, a mesma RAT e frequências diferentes ou RATs diferentes.

[0005] Quando os relatórios de medição recebidos na estação base de serviço indicam que as células vizinhas são mais adequadas para a comunicação do que a célula de serviço, a estação base pode executar um procedimento de transferência no qual prepara uma célula alvo selecionada para a transferência e comanda que o UE transfira à célula alvo. Durante a preparação, a célula alvo recebe o contexto RRC da célula de serviço, de modo que a comunicação entre o UE e a célula alvo possa continuar basicamente a partir do estado que tinha na célula de serviço.

[0006] US 2011/0143738 A1 descreve funções de busca autônoma (ASFs) que são funções que modificam sua própria funcionalidade em resposta a entradas externas, otimizando a estratégia de busca para o ambiente. Os dispositivos móveis usam ASFs em uma rede LTE para varredura de uma faixa de frequências para encontrar informações emitidas por células. As informações emitidas pelas células UTRA e E-UTRA podem incluir o ID do grupo fechado de inscritos (CSG) da célula, informação que especifica os protocolos suportados, informação que especifica a tecnologia de acesso de rádio (RAT) suportada e a classificação da célula dentro de sua frequência, bem como outra informação que identifica a célula e como se conectar a ela. O dispositivo móvel pode usar informação sobre células detectadas para iniciar mensagens de detecção de proximidade para transferência de chamada ou prevenção de transferência. Quando um dispositivo móvel entra ou sai da proximidade de outra célula enquanto conectado a uma estação base

UTRA ou E-UTRA, a rede pode iniciar mensagens de transferência entre a estação base atual do dispositivo móvel e a estação base da célula detectada.

[0007] US 9.717.110 provê métodos para comunicação sem fio entre um primeiro e segundo dispositivos de comunicação sem fio, o primeiro dispositivo enviando um sinal de chirp para os segundos dispositivos em uma rede de malha durante um primeiro período de ativação comum ao primeiro e segundo dispositivos. O primeiro dispositivo adicionalmente recebe um sinal de mantenha ativado e informação de configuração de conexão de um determinado dispositivo de retransmissão sem fio de entre os segundos dispositivos durante o primeiro período de ativação, a informação de configuração de conexão compreendendo informação de alocação de recursos. Adicionalmente, uma página de ligação descendente (downlink) pode ser transmitida para o primeiro dispositivo juntamente com a informação de configuração de conexão.

[0008] US 2017/0055192 A1 descreve um mecanismo de mobilidade centrado no UE no qual um UE realiza a nova seleção de células durante o modo de conexão RRC, quando o DRX estendido é usado, ou seja, quando o UE não recebe dados por um período de tempo mais longo. Os critérios da nova seleção são recebidos de uma célula de origem no modo de conexão RRC e o UE decide se a mobilidade controlada pela rede ou a nova seleção de célula autônoma do UE é aplicada com base nas condições, por exemplo, se DRX estendido é usado. Quando é necessária a nova seleção e sinalização autônoma do UE em uma célula alvo, um procedimento de restabelecimento de RRC é usado pelo UE para estabelecer uma conexão com a célula alvo. Como resultado, a célula alvo busca o contexto do UE a partir da célula de origem, semelhante a um estabelecimento de conexão RRC ou retomada do modo ocioso.

[0009] EP 2 879 440 A1 descreve uma técnica para controlar uma estação base de célula pequena em um sistema compreendendo estações base de célula pequena controladas por uma estação base de macrocélula. As células pequenas fazem medições e as informação são reportadas à estação base da macrocélula.

[0010] WO 2017/028808 A1 discute um método de nova seleção de célula no modo conectado em que um UE pode realizar nova seleção de célula sem sinalização de transferência. EP 3 125 640 A1 descreve um procedimento de gestão de portador onde o UE tem conectividade dupla, mudando um tipo de portador entre um grupo de células mestre e um grupo de células secundário. WO 2015/065010 A1 descreve um método para realizar conectividade dupla em uma rede heterogênea compreendendo, por exemplo, uma estação base de macrocélula e estações base de célula pequena.

[0011] As retransmissões sem fio são conhecidas da LTE. Essas são estações base que se conectam sem fio por meio das chamadas estações base doadoras (DeNB) à rede base. Em direção aos dispositivos de UE servidos pela retransmissão sem fio, a retransmissão parece uma estação base normal que controla o dispositivo de UE, ou seja, uma conexão RRC é configurada entre a retransmissão e o dispositivo de UE. A retransmissão sem fio atua de forma semelhante a um UE em direção a DeNB, mas os recursos de rádio usados entre o UE e a retransmissão são controladas pela DeNB ou pela CN até certo ponto.

[0012] Mecanismos de conectividade dupla ou múltipla são conhecidos de LTE e NR na qual um único dispositivo de UE tem uma conexão RRC e uma conexão de rádio ativa para uma célula servidora, nesse caso, chamada de célula primária e, além disso, tem uma ou mais conexões de rádio ativas para células secundárias. A célula primária controla o dispositivo de UE e também controla as células secundárias em relação ao dispositivo de UE. A estação base provendo a célula secundária para um dispositivo de UE pode, paralelamente, controlar outros dispositivos de UE como uma célula primária ou de serviço. A adição e remoção de células secundárias para o UE estão completamente sob controle da célula primária.

[0013] Para a migração de uma rede LTE em direção a novas técnicas de NR 5G, a conectividade dupla é introduzida com um dispositivo de UE tendo uma célula primária provendo uma conexão LTE e células secundárias provendo conexões NR 5G, ou vice-versa. Nesse caso, também as células secundárias têm uma conexão RRC com o dispositivo de UE do respectivo RAT secundário, mas a célula primária ainda está no controle das conexões, incluindo adição e remoção de células secundárias.

[0014] Para um único dispositivo de UE, a estação base de serviço é tipicamente o único ou o principal ponto de acesso à rede base. Ou seja, a troca de mensagens de controle com a rede base, chamada de sinalização NAS, é roteada através dessa estação base para a rede base. Além disso, os dados do usuário são roteados por meio da célula de serviço, exceto para alguns cenários de conectividade dupla em que múltiplos pontos de acesso CN são usados para o roteamento de dados do usuário. No caso de a CN precisar iniciar a sinalização ou transferência de dados para o UE, essa solicita sinalização ou transferência de dados na estação base servidora.

[0015] 3GPP recentemente iniciou estudos sobre o uso da RAT NR 5G para ligações de retorno sem fio, normalmente usadas para células pequenas (SCs). O objetivo do estudo é permitir uma implantação de SC econômica e baixo desempenho, conectando as SCs sem fio a uma estação base de controle, chamada Nó B doador de próxima geração, DgNB. O estudo inclui cenários de múltiplos saltos que conectam uma SC sem fio a outra SC até que uma SC final no caminho ofereça uma ligação direta para o DgNB.

[0016] Uma nova RAN sem fio de múltiplos saltos pode usar alternativas de arquitetura diferente em relação a qual nó, ou seja, qual estação base tem controle da RAN de múltiplos saltos e dos dispositivos de UE conectados a essa RAN. Cada solução tem seus benefícios e desvantagens.

[0017] Semelhante as retransmissões sem fio conhecidas de LTE, cada estação base (SC) na RAN múltiplos saltos pode atuar como uma estação base completa em direção a um dispositivo de UE servido o ou em direção a uma SC servida. Para a sua ligação de retorno, tal SC agiria então de maneira semelhante a um dispositivo de UE servido pela próxima SC de salto ou pelo DgNB para a camada de SC superior. As desvantagens desta solução são que cada transferência de UEs entre SCs exigiria uma transferência de contexto entre SCs através da RAN de múltiplos saltos hierárquicos. Como as chaves de segurança para criptografia e proteção de integridade são configuradas entre a estação base de serviço e o dispositivo de UE, as SCs precisam ser construídas de acordo, ou seja, localizadas em um local não acessível ou protegidos com um alojamento que proteja as chaves de segurança de serem lidas. Isso aumentaria o preço de tal SC de maneira significativa. Além disso, nenhum nó único tem controle da rede de múltiplos saltos, deste modo, cada SC precisaria de conhecimento sobre as células vizinhas circundantes para configurar adequadamente as medições nos dispositivos de UE servidos. Isso dificultaria uma configuração fácil de tais SCs sem fio e pode exigir a intervenção de um sistema de operação e manutenção necessária para cada SC recém configurada. Outra desvantagem é que cada SC nessa arquitetura seria o nó RAN de serviço de um UE para a CN, ou seja, cada transferência de um UE entre SCs exigiria uma atualização do respectivo nó CN.

[0018] Uma abordagem alternativa é o término de cada conexão RRC no DgNB, ou seja, todos os dispositivos de UE, bem como as SCs com um retorno sem fio por meio de RAN de múltiplos saltos configurariam uma conexão RRC com o DgNB, que por sua vez controla todos os dispositivos dentro do RAN de múltiplos saltos. Isso permitiria uma fácil configuração de SCs, que são totalmente configuradas pelo DgNB. Como a segurança nesse caso é configurada entre cada dispositivo e o DgNB, a segurança dos dispositivos servidos não seria um problema em nenhuma das SCs e, deste modo, o preço da SC e sua colocação podem ser reduzidos.

[0019] Contudo, a última alternativa de arquitetura introduz latência para a conexão entre os dispositivos e sua estação base de serviço, agora sendo o DgNB, o que contradiz a exigência de que algumas funções em uma estação base de serviço sejam executadas muito rapidamente e as configurações resultantes atingindo os dispositivos servidos rapidamente. Um exemplo de tais procedimentos de baixo atraso é o relatório de medição e as decisões de transferência resultantes.

[0020] A presente invenção supera a desvantagem do RAN de múltiplos saltos centrados em DgNB e torna essa arquitetura a solução mais benéfica para implantação de SC.

[0021] A presente invenção provê um sistema de sub-rede de comunicação móvel compreendendo uma primeira estação base, ou de macrocélula, e uma pluralidade de segunda estações base, ou de célula pequena, a pluralidade de segunda estações base estando em comunicação sem fio com a primeira estação base, em que cada segunda estação base está ou em conexão direta com a primeira estação base ou está em conexão com a primeira estação base por meio de uma ou mais outras segundas estações base, em que a primeira estação base está disposta para configurar um dispositivo de equipamento de usuário, UE, com uma conexão de controle de recurso de rádio, RRC, à primeira estação base com informação de segunda estação base candidata para habilitar o dispositivo de UE a comutar de maneira autônoma entre as segundas estações base, e em que a primeira estação base está disposta para configurar as segundas estações base com a informação de configuração da segunda estação base, a informação de configuração da segunda estação base habilitando as segundas estações base a transmitir dados para e receber dados do dispositivo de UE e a multiplexar e rotear dados a partir de e para o dispositivo de UE.

[0022] A invenção provê adicionalmente um dispositivo de UE correspondente, estação base de célula pequena e método de operação de uma rede de comunicações móveis.

[0023] Modalidades preferenciais da invenção serão agora descritas, somente a título de exemplos, em referência aos desenhos que acompanham, nos quais: A Figura 1 mostra uma disposição esquemática de uma rede de retorno sem fio de múltiplos saltos; As Figuras 2a, 2b e 2c mostram camadas de pilha de protocolo; A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma sub-rede; A Figura 4 é um diagrama de sequência de mensagem. A Figura 5 é um diagrama de sequência de mensagem adicional; A Figura 6 é uma ilustração esquemática de uma disposição de sub- rede adicional; A Figura 7 é um diagrama de sequência de mensagem; A Figura 8 é uma ilustração esquemática de uma disposição de sub- rede adicional; e A Figura 9 é um diagrama de sequência de mensagens para a sub- rede de acordo com a Figura 8.

[0024] A Figura 1 mostra um exemplo de RAN de retorno sem fio de múltiplos saltos com uma estação base doadora (DgNB) de novo rádio (NR) 5G conectada a uma CN. O DgNB controla uma sub-rede de múltiplas estações base de célula pequena em cascata sem fio. Cada estação base de célula pequena tem uma ligação de retorno sem fio para outra estação base de célula pequena ou para o DgNB e zero ou mais ligações de acesso para outras estações base de célula pequena ou para dispositivos de UE.

[0025] O DgNB tem ligações de acesso 1 e 5 para células pequenas SC2.1 e SC2.2, respectivamente.

[0026] A estação base de célula pequena SC2.1 tem ligações de acesso 2 e 4 para células pequenas SC3.1 e SC3.2, respectivamente. Além disso, o SC2.1 provê uma ligação de acesso ao dispositivo de UE, UE3. A célula pequena SC2,2 tem ligações de acesso à célula pequena SC3.3 e ao dispositivo EU, UE5.

[0027] A célula pequena SC3.1 provê conectividade de NR a dois dispositivos de UE, UE1 e UE2, e a célula pequena SC3.2 provê conectividade de NR ao dispositivo EU, UE4, por meio das respectivas ligações de acesso.

[0028] De acordo com a presente invenção, todas as células pequenas e dispositivos de UE no exemplo fornecido têm uma conexão ativa à RAN e por meio da RAN à CN que pode adicionalmente prover conexões a várias redes de dados (não mostradas). Dispositivos EU, UE1, UE2 e UE4 estabeleceram uma Conexão RRC ao DgNB por meio de uma primeira ligação, por exemplo, ligação 3, a uma primeira célula pequena que está conectada por meio de uma ligação de retorno sem fio, por exemplo, ligação 2, a uma segunda célula pequena. A segunda célula pequena é conectada sem fio, por exemplo, por meio de ligação 1, ao DgNB. Os dispositivos de UE3 e UE5 também têm uma conexão RRC ao DgNB por meio de uma conexão direta a células pequenas que estão conectadas sem fio ao DgNB.

[0029] Todos as ligações de rádio em UL e DL têm uma identificação inerente dos dispositivos de transmissão, ou seja, uma estação base receptora em todos os sistemas de comunicação de rádio celular legados pode distinguir os dados recebidos a partir de diferentes dispositivos transmissores e os dispositivos sabem de qual estação base eles recebem.

[0030] De acordo com a presente invenção, todas as células pequenas do exemplo têm uma conexão RRC ao DgNB, ou por meio de uma ligação de retorno sem fio direto ou por meio de um retorno sem fio para outra célula pequena.

[0031] As estações base de células pequenas nesta nova arquitetura são semelhantes às retransmissões de camada 2. Essas não controlam o acesso de dispositivos de UE à RAN ou configuram o dispositivo, ambos são feitos pelo DgNB. Eles provem recursos de rádio através de uma ligação de acesso a dispositivos de UE servidos e a células pequenas servidas de acordo com sua configuração recebida do DgNB. Em ligação descendente, eles decodificam os dados recebidos na ligação de retorno sem fio e remontam pacotes de dados segmentados e, adicionalmente, segmentam e codificam os pacotes para encaminhar em uma ligação de acesso sem fio para a próxima estação base de célula pequena ou para o dispositivo de UE. Em ligação ascendente, as estações base de célula pequena decodificam os dados recebidos na ligação de acesso e remontam pacotes de dados segmentados e, adicionalmente, segmentam e codificam os pacotes para encaminhar em uma ligação de retorno sem fio para a próxima estação base de célula pequena ou para o DgNB.

[0032] A fim de permitir que QoS seja provida em toda a rede descrita de múltiplas saltos, diferentes portadores de diferentes dispositivos de UE precisam ser distinguidos dentro de cada célula pequena. Só então as células pequenas podem aplicar uma prioridade específica de portador e dispositivo de UE e alocação de recursos. Como resultado, nas interfaces aéreas entre duas células pequenas ou entre uma célula pequena e o DgNB, uma indicação do dispositivo de UE de origem e portador é necessária para cada pacote de dados. Ou seja, as células pequenas precisam ser capazes de distinguir pacotes de dados de um portador de um UE de outro portador do mesmo UE. Bem como, elas precisam ser capazes de distinguir pacotes de dados de um portador de um UE de um portador de outro UE.

[0033] A interface aérea, por exemplo, em uma ligação de retorno sem fio, provê inerentemente a informação de quem é o dispositivo de origem que transmitiu os dados no UL, ou seja, quem é o dispositivo par de um único salto. Além disso, a interface aérea provê uma identificação do portador para esse salto, mas em cada salto adicional, o dispositivo de origem, bem como as informações do portador, é perdido.

[0034] De acordo com esta invenção, uma célula pequena multiplexa todos os dados recebidos de portadores do salto anterior que têm QoS semelhante ou igual, potencialmente a partir de dispositivos de origem diferentes, em um portador do próximo salto com respectiva QoS. Os dados assim multiplexados são transmitidos através da interface aérea entre duas células pequenas. Uma indicação do dispositivo e do portador de origem é injetada ou adicionada aos pacotes de dados. Esta indicação é usada no receptor para decidir novamente sobre a multiplexação dos dados nos portadores do próximo salto. Isso habilita cada estação base de célula pequena a encaminhar pacotes de acordo com sua QoS e prioridade individuais.

[0035] Os portadores são indicados na interface aérea legada, por exemplo, LTE, indicando a identificação do canal lógico (LogCh-ID) no cabeçalho MAC de um pacote de dados. A LogCh-ID é, contudo, somente exclusiva dentro de uma conexão RRC exclusiva entre um dispositivo de UE e uma estação base de serviço. Outros dispositivos podem usar a mesma LogCh-ID para indicar seus portadores. As estações base usam a identificação de dispositivo de UE inerente na camada física para identificar exclusivamente o originador do pacote.

[0036] Nesta invenção, para o tratamento de pacotes em uma rede de estações base de célula pequena em cascata, é necessária uma identificação que combine a identificação do dispositivo de UE e o portador.

O portador nesse sentido é um termo usado para quaisquer fluxos de dados que tenham uma QoS e prioridade comum ou semelhante. Em redes de acesso por rádio legados isso normalmente é chamado de portador. O resto desta invenção usará esse termo sem perder a generalidade. Semelhante ao (LogCh-ID), chamamos a indicação de UEs e portadores originários em conjunto uma identidade de canal lógico global (GLogCh-ID) que é então usada dentro da rede de múltiplos saltos em cada salto.

[0037] A GLogCh-ID é única para cada portador de cada dispositivo de UE servido dentro da sub-rede. O dispositivo de UE ainda pode ser identificável na GLogCh-ID, por exemplo, se este identificador tiver duas partes, uma identidade de dispositivo de UE exclusiva para o dispositivo de UE na sub-rede e uma LogCh-ID exclusiva para um portador de um dispositivo de UE exclusivo, semelhante a LogCh-ID usada na pilha de protocolos atualmente. Alternativamente, a GLogCh-ID não possui identificadores separados para UE e portador.

[0038] O DgNB está no controle da multiplexação. Ele configura todas as células pequenas com a GLogCh-ID e respectiva QoS e prioridades dos dispositivos para os quais eles são configurados para realmente ou potencialmente servir como um roteador ou para prover uma ligação de acesso.

[0039] Para simplificar a descrição, a seguir focamos nosso relatório descritivo em apenas alguns nós daqueles mostrados na Figura 1: UE1, SC3.1, SC2.1, ligações 3, 2 e 1 e o DgNB.

[0040] As Figuras 2a, 2b e 2c mostram as camadas de pilha de protocolo como vantajosamente usadas nos nós envolvidos com base nas camadas de pilha de protocolo atualmente previstas da interface aérea de NR.

[0041] A Figura 2a mostra a pilha de protocolos para o estabelecimento e manutenção da conexão RRC entre o dispositivo EU, UE1 e o DgNB (Plano de Controle) por meio de células pequenas SC3.1 e

SC2.1. Uma conexão RRC é estabelecida entre UE, UE1, e o DgNB, de modo que os pares do protocolo RRC residam no dispositivo de UE e no DgNB. Uma associação de segurança também é estabelecida entre essas duas entidades e a camada de protocolo PDCP está usando a associação de segurança, ou seja, as respectivas chaves compartilhadas, para criptografar e proteger as mensagens RRC. As camadas de protocolo abaixo do PDCP, ou seja, o protocolo de controle de ligação de Rádio (RLC), o controle de acesso médio (MAC) e a camada física (PHY) estão relacionados a uma ligação de rádio real. Elas estão, portanto, presentes em cada nó envolvido e cada salto é estabelecido pelos respectivos protocolos pares em ambos os lados do salto.

[0042] Para cada salto entre nós de rede, ou seja, entre duas células pequenas ou entre uma célula pequena e o DgNB, uma função é necessária para multiplexar os pacotes recebidos para os próximos portadores de salto e indicar a GLogCh-ID recém introduzida nesta invenção. Para isso, a pilha de protocolos de cada um desses saltos compreende, além das funções conhecidas de RLC, MAC e da camada física, uma função de retransmissão que transporta em um campo de cabeçalho de pacotes transmitidos a GLogCh-ID e que decide, com base na configuração do DgNB, sobre os próximos portadores de salto para os quais multiplexar os pacotes. Esta função de retransmissão pode ser realizada na camada RLC como uma função adicional com um campo de cabeçalho RLC adicional. Alternativamente, a pilha de protocolos de salto a salto pode incluir uma camada de PDCP adicional e melhorada para essa função. A Figura 2a mostra outra alternativa para a função em uma camada de protocolo adicional chamada Protocolo de Retransmissão (RP) sem perda de generalidade.

[0043] Semelhantemente, a Figura 2b mostra a respectiva pilha de protocolo para a transferência de dados de usuários do dispositivo de UE, UE1, para o DgNB. O protocolo de multiplexação dos fluxos de dados de serviços em portadores de rádio de dados (SDAP) recém introduzido para a NR 5G e o protocolo de PDCP para criptografia, proteção de integridade e compressão de dados de controle estão presentes no UE1 e no DgNB. Novamente, as camadas de protocolo abaixo do PDCP, ou seja, o protocolo de ligação por rádio (RLC), o controle de acesso médio (MAC) e a camada física (PHY) estão relacionados a uma ligação de rádio real e estão, portanto, presente em cada nó envolvido. A função de retransmissão recém introduzida com indicação da GLogCh-ID e multiplexação é novamente mostrada como o protocolo de retransmissão (RP) enquanto existem alternativas conforme descrito acima.

[0044] A Figura 2c representa a pilha de protocolos para o estabelecimento e manutenção da conexão RRC entre a célula pequena SC3.1 e o DgNB. Os pares RRC e PDCP estão em SC3.1 e DgNB, respectivamente, RLC, MAC e PHY são salto a salto. A função de retransmissão, por exemplo, na camada RP, só é necessária no segundo salto dessa conexão, ou seja, SC2.1 para DgNB. Uma pilha de protocolo para estabelecimento e manutenção de uma conexão RRC entre SC2.1 e DgNB, que não é mostrada em nenhuma figura, pareceria muito semelhante à Figura 2c, mas com um par direto de cada camada de pilha de protocolo entre SC2.1 e DgNB.

[0045] Com base na arquitetura descrita acima, um aspecto desta invenção é a configuração de células pequenas alvo de transferência de candidatos pelo DgNB. A configuração é realizada de modo que um dispositivo de UE seja habilitado a comutar de maneira autônoma a conexão de uma fonte de célula pequena atual para uma das células pequenas alvo candidatas, com base em critérios configurados pelo DgNB, mas sem relatar medições relacionadas à fonte e célula alvo e sem ser ordenado por uma estação base para realizar uma transferência.

[0046] O dispositivo de UE é configurado com um conjunto de células pequenas candidatas, ou seja, identidades de células, recursos de frequência e parâmetros de rádio. A configuração pode compreender mais informações como o modo de acesso da célula alvo, por exemplo, por meio de RACH ou por meio de solicitação de recursos diretos em um canal de controle ligação ascendente. Além disso, a configuração compreende critérios para alternar celular, por exemplo, um limite abaixo do qual a célula de origem atual tem que cair antes que a comutação da célula seja considerada, limites para comparar a fonte e células alvo, uma duração para a qual uma célula alvo deve ter uma força de sinal de recepção com um limite acima da célula de origem ou outros critérios. Caso os critérios sejam atendidos, o UE comuta imediatamente para a célula alvo.

[0047] A lista de candidatos de células alvo em potencial acima é muito diferente da lista de células vizinhas bem conhecida, que compreende células para medir e relatar para a célula de serviço sob certos critérios para que a célula de serviço possa decidir preparar a transferência e ordenar que o dispositivo de UE execute uma transferência. A configuração da lista de células vizinhas legadas e medição relacionada e configuração de relatório e desempenho podem, deste modo, continuar em paralelo a esta invenção para células alvo potenciais que não estão sob o controle do DgNB servindo o dispositivo de UE.

[0048] Além disso, a lista de candidatas e a comutação de célula autônoma é muito diferente de uma seleção de célula após falha de ligação de rádio em uma célula de serviço, pois isso requer que o UE passe pelo estado ocioso, ou seja, configure um novo contexto RRC com a célula selecionada.

[0049] A configuração de células pequenas candidatas não é feita apenas no dispositivo de UE. O DgNB configura as células pequenas alvo candidatas também para habilitar a transferência de dados por meio de uma célula alvo para iniciar imediatamente após uma comutação de célula.

[0050] O DgNB configura células alvo candidatas com todas as informações necessárias para transmitir e receber dados e para multiplexar e rotear dados (dados de controle e de usuário) de e para o dispositivo de UE. Ou seja, as células pequenas candidatas são configuradas com Configuração da camada MAC compreendendo Informações sobre sinalização existente e portadores de dados estabelecidos no dispositivo de UE, Informações de multiplexação para multiplexar os portadores em canais de transporte ou recursos físicos, Informações de prioridade, por exemplo, prioridade de portadores do mesmo UE em relação uns aos outros e I ou prioridade do dispositivo de UE em relação a outros dispositivos de UE ou células pequenas servidas pela mesma célula pequena, Configuração da camada física compreendendo Uma identidade de dispositivo de UE (UE-ld), por exemplo, uma C- RNTI conhecida a partir de LTE, com a qual o UE pode se identificar ao acessar uma célula alvo Capacidades de rádio do dispositivo de UE e parâmetros de rádio Uma ou mais Identidades de Canal Lógico Global (GLogCh-IDs) que devem ser transmitidos juntamente com os dados recebidos do dispositivo de UE para permitir a multiplexação apropriada em saltos adicionais. Informações de roteamento para transporte de informações UL e/ou DL de ou para o dispositivo de UE.

[0051] O DgNB configura a informação acima em células pequenas candidatas, isto é, células pequenas que um dispositivo de UE pode acessar diretamente por meio de uma conexão de ligação de rádio. Além disso, o DgNB configura todas as células pequenas que estão na rota entre qualquer uma das células pequenas alvo candidatas e o DgNB. Essas células pequenas de roteamento que não proveem uma interface aérea para o dispositivo de UE são configuradas com GLogCh-IDs que são usadas para identificar dados de diferentes QoS e/ou prioridade (ou seja, de diferentes portadores) originados partir de ou endereçados ao dispositivo de UE, QoS associados e/ou informações de prioridade, e Informações de roteamento para transporte de informações UL e/ou DL a partir de ou para o dispositivo de UE.

[0052] Para resumir, todas as células pequenas potencialmente envolvidas no roteamento de dados de um dispositivo de UE são configuradas com informações necessárias para encaminhar pacotes de dados de ou para o dispositivo de UE de acordo com os requisitos de QoS individuais do pacote. As células pequenas que são candidatas a servir a ligação de rádio do dispositivo de UE, são configuradas em adição com uma identidade de dispositivo de UE e parâmetros de camada física e MAC para configuração e manutenção da ligação de rádio.

[0053] Uma comutação de UE para uma célula alvo solicita recursos UL da célula alvo com seu UE-ld. A célula alvo pode identificar o UE com base no UE-ld pré-configurado e prover recursos disponíveis de acordo com o portador, multiplexação e informação de prioridade. Os recursos são solicitados pelo UE para transmissão ou dados do usuário ou dados de controle, por exemplo, dados da aplicação ou mensagens RRC, que também servem como uma indicação para a estação base de células pequenas alvo de que o UE mudou de célula.

[0054] O dispositivo de UE irá idealmente reiniciar sua entidade RLC e MAC de modo que nenhuma transferência de contexto adicional a partir da célula pequena de origem seja necessária. Dependendo da QoS necessária dos portadores, os pacotes perdidos podem ser retransmitidos na camada PDCP entre o dispositivo de UE e o DgNB. Como o dispositivo de UE tem uma associação de segurança com o DgNB, todos os dados são criptografados e, opcionalmente, protegidos quanto à integridade, de modo que a célula pequena alvo não precise realizar nenhum procedimento de configuração de segurança com o dispositivo de UE.

[0055] A fim de garantir uma comutação de rota rápida dentro da sub-rede e rotear o tráfego DL em direção a nova célula pequena, assim que o dispositivo de UE chega em uma célula pequena, a célula pequena informará a próxima célula pequena superior sobre o UE agora sendo servido por aquela célula pequena alvo. Isso é repetido por todas as células pequenas na hierarquia até que uma estação base seja alcançada, ou seja, parte da rota antiga bem como da nova. Podemos chamar essa estação base de estação base conjunta, que é uma célula pequena ou DgNB. A estação base conjunta começará imediatamente o roteamento de pacotes DL ao longo da nova rota para a célula pequena de destino. O disparado para uma célula pequena para informar a célula pequena do próximo salto sobre a chegada de um dispositivo de UE pode ser o UE provendo seu UE- ID em uma solicitação de recurso. A alternativa preferencial é que um primeiro pacote de dados, por exemplo, compreendendo uma mensagem RRC do UE para o DgNB, chegue à célula pequena. Este pacote, roteado ao longo do novo caminho, indica a comutação de caminho a ser estabelecido para qualquer célula pequena em seu caminho até a estação base conjunta. Ou seja, o primeiro pacote UL serve como indicação da chegada do UE para células pequenas adicionais. As alternativas são que as células pequenas tenham uma sinalização par-a-par, ou seja, por meio de sua camada MAC de retorno ou por meio de um novo protocolo SC- para-SC.

[0056] Conforme descrito, um aspecto benéfico da nova arquitetura centrada em DgNB é que a segurança ocorre entre o dispositivo de UE e o DgNB, de modo que o UE e as células pequenas não tenham que realizar procedimentos de segurança adicionais que atrasariam a comutação de células. Uma desvantagem da inexistência de associações de segurança entre o dispositivo de UE e qualquer célula pequena é a possibilidade de ataques de segurança de dispositivos de UE fraudulentos simplesmente acessando uma célula pequena com um UE-ld falso ou com um UE-ld real de um dispositivo fraudulento, injetando dados falsos em UL e roteando dados relacionados ao dispositivo de UE para uma nova célula pequena e, potencialmente, longe de uma célula pequena real servindo o respectivo dispositivo de UE.

[0057] O uso de proteção de integridade impedirá que os dados de um dispositivo de UE fraudulento façam com que quaisquer dados errôneos sejam injetados com sucesso em um fluxo de dados. Além disso, a criptografia irá garantir que os dados não possam ser lidos pelo dispositivo de UE fraudulento. Contudo, os ataques de negação de serviço ainda podem ser um problema porque o novo roteamento para a nova célula alvo iniciada por um dispositivo de UE fraudulento impedirá que os dados atinjam o dispositivo de UE alvo correto.

[0058] A fim de impedir este tipo de ataques, a estação base conjunta duplicará temporariamente os pacotes em DL para ambas, a nova e a antiga rota. Além disso, aceitará pacotes UL de ambas as rotas para serem encaminhados ao longo da única rota acima da estação base conjunta. Quaisquer pacotes duplicados serão filtrados no DgNB usando números de sequência PDCP ou meios de proteção de integridade.

[0059] Finalmente, o próprio dispositivo de UE irá informar o DgNB sobre a sua comutação de célula de serviço em uma mensagem RRC que será gerada pelo dispositivo de UE, obviamente com segurança, e quando recebida, o DgNB é informado sobre a comutação da célula. As células pequenas impactadas podem, além disso, informar o DgNB por meio de seu RRC ou um protocolo semelhante sobre as mudanças que ocorreram. O DgNB, por sua vez, informa as células pequenas impactadas sobre a comutação da rota, ou seja, células pequenas abaixo da estação base conjunta no caminho antigo podem ser informadas para interromper o roteamento de e para o UE, a estação base conjunta é informada para interromper a duplicação de pacotes e usar somente o novo caminho e UE, bem como células pequenas são informados sobre novas células pequenas candidatas para uma potencial transferência autônoma futura.

[0060] A estação base conjunta pode aplicar a duplicação de pacotes somente por tempo limitado. Pode iniciar um cronômetro que é interrompido quando uma nova rota é confirmada pelo DgNB. Se o tempo expirar antes que uma confirmação seja recebida, o DgNB pode interromper a duplicação de pacotes e retornar à rota antiga presumindo que a nova rota não é apropriada.

[0061] Por causa da comutação de célula autônoma da invenção descrita neste documento, a transferência de dados foi UE e a rede base é continuada durante o tempo em que o DgNB não é informado sobre a comutação de célula ou não informou as células pequenas de maneira adequada e o atraso de dados é mantido no mínimo. Esta invenção supera deste modo a latência introduzida por sub-redes de rádio de múltiplos saltos.

[0062] Em DL, a nova rota será usada somente após a estação base conjunta tiver as informações sobre a comutação de caminho. Entre a comutação pelo dispositivo de UE e os primeiros pacotes DL roteados para a célula pequena alvo, alguns pacotes podem ser entregues em DL ao longo da rota antiga. Para reduzir a probabilidade ou o número de pacotes perdidos, o dispositivo de UE, dependendo de suas capacidades, pode continuar a receber pacotes da célula pequena de origem até que um primeiro pacote tenha chegado em DL na célula pequena alvo. Uma reinicialização das camadas RLC, MAC e PHY no UE ocorrerá somente quando um primeiro pacote DL na nova célula chegar.

[0063] Se o dispositivo de UE usa um serviço de comunicação que requer transferência de dados muito confiável, a transmissão redundante de dados pode ser benéfica para superar as perdas de pacotes. A arquitetura recém introduzida desta invenção pode ser vantajosamente usada também para este caso.

[0064] Um UE pode ter múltiplas células pequenas de serviço e uma configuração de células pequenas alvo candidatas para mobilidade autônoma. O UE pode agora usar os mecanismos descritos para comutar uma das células pequenas de maneira autônoma, enquanto mantém outras ligações redundantes inalteradas. Somente quando a transmissão UL e DL através da célula pequena alvo selecionada de maneira autônoma é confirmada, por exemplo, pela chegada de um primeiro pacote DL ou por uma respectiva mensagem DL RRC recebida do DgNB, as outras ligações redundantes podem ser comutadas. A transmissão redundante pode ser uma configuração de QoS do portador usada permanentemente para um portador específico ou é um recurso usado temporariamente somente em conjunto com a comutação de célula pequena descrita para impedir a perda de pacotes.

[0065] A presente invenção também pode ser usada para conectividade dupla, onde um único dispositivo de UE é conectado paralelamente a diferentes estações base. O dispositivo de UE pode ser conectado a duas ou mais células pequenas controladas pelo mesmo DgNB e usar as técnicas de comutação autônoma para selecionar as melhores células. O dispositivo de UE pode, alternativamente, ser conectado a uma primeira estação base e uma célula pequena controlada, de acordo com esta invenção, por um DgNB, a primeira estação base não sendo controlada pelo DgNB. Então, as técnicas de comutação autônoma são usadas para selecionar a melhor célula pequena, enquanto a primeira estação base permanece a mesma ou é alterada por procedimentos de transferência legados.

[0066] Ainda outra alternativa para a arquitetura de acordo com a Figura 1 é um UE que tem duas ou mais conexões paralelas ao mesmo DgNB, uma por meio de uma interface aérea direta e uma para uma célula pequena com retorno sem fio, conforme descrito neste documento. A sinalização de controle pode então ir por meio da ligação direta para o DgNB, enquanto o UE é configurado para selecionar de maneira autônoma a melhor célula pequena para a conexão paralela. A principal razão para a comutação de célula autônoma, superando o atraso de sinalização de controle de relatório de medição e realização de transferência introduzido pela arquitetura de múltiplos saltos de células pequenas em cascata, contudo, não está presente neste caso de uso.

[0067] Ainda outro caso de uso para a presente invenção é o uso de múltiplas células pequenas para um único dispositivo de UE para múltiplos portadores, de modo que uma célula pequena ideal seja selecionada pelo dispositivo de UE para diferentes portadores de rádio. Pode ser que algumas células pequenas sejam otimizadas para alguns recursos, enquanto proveem outros recursos apenas limitados ou não limitados. Um exemplo poderia ser células pequenas especializadas para aplicações de baixa latência, mas que não podem oferecer alta taxa de dados. Estas células pequenas poderiam emitir a sua natureza para permitir que os dispositivos de UE tenham a informação em consideração ao selecionar novas células pequenas, ou a configuração de células candidatas do DgNB compreende recursos especiais das células pequenas. A comutação de células autônoma descrita nesta invenção seria então realizada pelo dispositivo de UE para somente uma parte dos portadores, o UE configurou ou irá configurar. Os mecanismos se aplicam conforme descrito e a GLogCh-ID de pacotes UL habilitará a estação base conjunta a aplicar a adaptação de rota DL somente para os respectivos portadores. Além disso, a confirmação de rota recebida posteriormente do DgNB irá confirmar uma nova rota para alguns portadores do dispositivo de UE enquanto outros portadores ainda são roteados ao longo de uma rota antiga. Este caso de uso da presente invenção é especialmente útil para novos tipos de tráfego de dados "latência ultrabaixa (ULL)", "ultra confiabilidade (URL)" e "massivo de internet das coisas (MIoT)" da rede 5G desenvolvida, que pode ser usado para alguns portadores de um dispositivo de UE, enquanto outro portador pode ser usado para o tráfego de banda larga normal. Um exemplo de implementação poderia fornecer uma estação base de células pequenas de baixa latência na cobertura de um dispositivo de UE diretamente conectado ao DgNB, contornando múltiplos saltos de retorno sem fio de estações base de células pequenas alternativas na cobertura de dispositivo de UE. A estação base de células pequenas de baixa latência oferece largura de banda limitada ou apenas conexão de comunicação de dados menor, enquanto outras estações base de células pequenas oferecem serviços diferentes em um retorno sem fio de múltiplos saltos mais eficientes, mas mais lento.

[0068] Os mecanismos descritos acima permitem a comutação autônoma da célula de serviço para dispositivos de UE. A nova arquitetura, conforme mostrado na Figura 1, é baseada em um retorno sem fio para as estações base de célula pequena envolvidas. O retorno sem fio entre células pequenas é baseado na mesma ou em uma interface aérea semelhante à interface aérea entre um dispositivo de UE e uma célula pequena. Os mecanismos inventivos da presente invenção podem, deste modo, ser aplicados também no próprio retorno sem fio.

[0069] Uma estação base de célula pequena, por exemplo, SC3.1, sendo servida por outra estação base de célula pequena, SC2.1, pode ser configurada com células pequenas candidatas, por exemplo, SC2.2, para comutação de célula autônoma. A célula pequena candidata é preparada com informações de roteamento e multiplexação, bem como informações de rádio e identidade, de modo que a célula pequena SC2.2 possa assumir o serviço de SC3.1 após uma comutação de célula. Os mecanismos descritos acima podem ser usados de acordo, por exemplo, comutação de rota, duplicação de pacotes e manifestação de rota final pelo DgNB por meio de sinalização de Camada 3. Uma GLogCh-ID seria apenas configurada para portadores originários a partir da própria célula pequena SC3.1, uma vez que portadores roteados por SC3.1 originários a partir de outros dispositivos, por exemplo, UE1 e UE2, já estão associados a uma GLogCh-ID. Presumindo que uma célula pequena não gere quaisquer dados de usuário, somente portadores de rádio de sinalização para configuração e manutenção da conexão RRC entre SC3.1 e DgNB seriam identificados com GLogCh-IDs e associados à QoS e/ou informações de prioridade na célula pequena candidata SC2.2.

[0070] Esta aplicação da presente invenção à conexão de retorno sem fio permite uma configuração de retorno dinâmica flexível. Contudo, porque se presume que as células pequenas não são móveis, o número de células pequenas candidatas à comutação automática de células, neste caso, é presumido muito inferior ao de dispositivos de UE (geralmente móveis). A opção de comutação pode ser uma medida contrária aos efeitos de sombreamento dinâmico entre duas células pequenas ou contra a interrupção das células pequenas. As células pequenas móveis, contudo, podem lucrar com a arquitetura de rede descrita e mecanismos semelhantes aos dispositivos de UE.

[0071] A preparação de uma célula pequena candidata para servir como retorno sem fio para outra célula pequena após a comutação de célula autônoma requer que a célula pequena candidata seja informada sobre todos os portadores atuais e futuros servidos ou roteados pela célula pequena de origem. Ou seja, se uma rede de retorno sem fio for maior e tiver uma hierarquia mais profunda do que a rede de exemplo da Figura 1 e um tráfego de roteamento de células pequenas de várias dezenas de outras células pequenas, cada uma com uma série de dispositivos de UE, a informação de configuração para preparação de cada uma das células pequenas para comutação autônoma ficará grande. A configuração e sua atualização consumirão muita largura de banda da rede sem fio e recursos de computação no DgNB e células pequenas.

[0072] Uma alternativa pode, então, ser de ter uma configuração completa idêntica de todas as células pequenas de um retorno sem fio, ou seja, cada célula pequena é configurada com a informação completa dos portadores e dispositivos servidos, por exemplo, todas as GLogCh-IDs e prioridades e QoS relacionadas. As informações de configuração podem então ser emitidas a partir do DgNB, ou seja, uma configuração completa é provida uma vez pelo DgNB para todas as células pequenas diretamente conectadas ao DgNB e as células pequenas após a recepção da informação de configuração, armazenar e aplicar a configuração e encaminhar a informação para todas as células pequenas adicionais que são servidas com uma ligação direta. O mesmo mecanismo pode se aplicar a atualizações de configuração que compreendem somente alterações da configuração completa armazenada. O mecanismo de emissão exigiria uma chave de segurança comum para proteção de integridade disponível em todas as células pequenas envolvidas para garantir a exatidão da informação de configuração. A segurança pode ser alcançada ou com uma chave simétrica provida por meio de sinalização de camada 3 dedicada a partir do DgNB para cada célula pequena, ou com um par de chaves assimétricas do DgNB, cuja chave pública é pré-configurada ou incluída na emissão como um certificado verificável pelas células pequenas receptoras.

[0073] A emissão descrita prepara cada célula pequena como candidata à comutação de célula de todos os dispositivos, UEs e células pequenas. Uma configuração candidata nos dispositivos de comutação com células pequenas candidatas garantirá que a comutação ainda seja limitada sob o controle DgNB. Além disso, seria possível usar multi-emissão, ou seja, uma emissão de diferentes mensagens de configuração endereçadas a um grupo de células pequenas. Isso reduziria as mensagens de configuração única em sub-redes maiores de retorno sem fio salto a salto.

[0074] Deve-se notar que a descrição da presente invenção não impede que a conexão de retorno sem fio de uma estação base de célula pequena seja protegida, por exemplo, com um túnel seguro como um túnel IPSec, para impedir escuta e manipulação de dados nesse nível. Esta opção não é adicionalmente descrita nesta invenção, uma vez que não tem impacto nas etapas inventivas e nos benefícios da presente invenção, é simplesmente uma opção de implementação.

[0075] A Figura 3 mostra uma arquitetura simplificada compreendendo um DgNB, três estações base de células pequenas SC2, SC3.1 e SC3.) e um dispositivo de UE, UE. O dispositivo de UE tem uma ligação de acesso à estação base de células pequenas SC3.1. As células pequenas SC3.1 e SC3.2) têm ligações de retorno sem fio para a estação base de células pequenas SC2, que tem uma ligação de retorno sem fio para DgNB. O DgNB está conectado à rede de base de uma rede operadora.

[0076] A Figura 4 mostra em um diagrama de sequência de mensagens uma troca de mensagens e dados dentro da sub-rede representada na Figura 3. Como pré-requisito e mostrado como uma única caixa sem detalhes, presume-se que, de acordo com a arquitetura de base desta invenção, todas as estações base de células pequenas e o dispositivo de UE têm uma conexão RRC com o DgNB.

[0077] No estado inicial da Figura 4, o UE tem transferência de dados de ligação ascendente UL e ligação descendente DL em andamento. Para essa finalidade, as células pequenas SC3.1 e SC2 são configuradas de acordo com esta invenção, de modo que possam prover QoS aos portadores de dados que o UE configurou atualmente. O dispositivo de UE tem uma identidade de dispositivo de UE, por exemplo, um C-RNTI de acordo com o padrão LTE, alocado que o dispositivo de UE usa em transmissões UL para indicar o originador dos dados. Isto pode ser feito codificando as mensagens UL com a identidade do dispositivo de UE ou transmitindo a identidade simples ou partes dela como parte dos dados. A identidade do dispositivo de UE também é usada pela célula pequena de serviço para transmissões de dados DL para endereçar recursos usados para transmitir os dados para o dispositivo de UE. Novamente, codificação ou outras técnicas podem ser usadas para transportar a identidade do dispositivo de UE ou partes dela na alocação de recursos DL. De acordo com a presente invenção, a estação base de células pequenas SC3.1 é configurada com o C-RNTI do dispositivo de UE. O dispositivo de UE pode, adicionalmente, ser provido com recursos específicos de células pequenas no domínio do tempo e/ou frequência para solicitar agendamento de UL a partir da estação base de células pequenas SC3.1. Outros parâmetros de rádio relativos aos recursos de rádio suportados ou preferidos pelo dispositivo de UE também podem ser configurados de maneira semelhante a padrões de rádio conhecidos como LTE ou NR 5G.

[0078] O UE pode ter três portadores de rádio de sinalização e quatro portadores de rádio de dados, em suma, sete portadores de rádio com parâmetros de QoS relevantes, conforme listados na Tabela 1. A respectiva informação é configurada no dispositivo de UE e na estação base de célula pequena que atualmente serve o dispositivo de UE SC3.1. Tabela 1 LogCh-ID Tipo RB Prioridade GLogCh-ID Relativa 1 SRBO 1 65 2 SRB1 1 66 3 SRB2 4 67 4 Melhor desempenho de DRB1 6 68 5 Sinalização de SIP DRB2 3 69 6 DRB3 VoIP 2 70 7 Transmissão de Vídeo ao vivo 5 71 DRB4

[0079] A estação base SC3.1 de célula pequena tem uma ligação de retorno sem fio para a estação base SC2 de célula pequena que pode ter oito portadores de rádio configurados, três portadores de rádio de sinalização para configurar e manter sua própria conexão RRC para o DgNB e cinco portadores de rádio de dados para encaminhamento ou retransmissão de dados com QoS diferente. A Tabela 2 mostra de maneira exemplar os portadores de retorno sem fio configurados para SC3.1 em SC3.1 e SC2. Apenas os três portadores de rádio de sinalização originadas de SC3.1 são alocados uma Identidade de Canal Lógico Global, pois todos os dados encaminhados ou retransmitidos já devem compreender uma GLogCh-ID de acordo com seu dispositivo de origem e portador. Tabela 2 LogCh-ID Tipo RB Prioridade GLogCh-ID Relativa 1 SRBO 1 101 2 SRB1 1 102 3 SRB2 4 103 4 Melhor desempenho de DRB1 6 - 5 Sinalização de SIP DRB2 3 - 6 DRB3 VoIP 2 - 7 Transmissão de Vídeo ao vivo 5 - 8 DRB4 Vídeo de Conversação DRB5 2

[0080] Semelhantemente, para células pequenas, as informações de SC3.2 podem ser configuradas em SC3.2 e SC2 de acordo com a Tabela 3: Tabela 3 LogCh-ID Tipo RB Prioridade GLogCh-ID Relativa 1 SRBO 1 104 2 SRB1 1 105 3 SRB2 4 106 4 Melhor desempenho de DRB1 6 - 5 Sinalização de SIP DRB2 3 - 6 DRB3 VoIP 2 - 7 Transmissão de Vídeo ao vivo 5 - 8 DRB4 de Conversação DRB5 Vídeo 2

[0081] A estação base de células pequenas SC2 é configurada de acordo com esta invenção com informações de dispositivos que são ou podem ser servidos por SC2, por exemplo, GLogCh-ID, QoS e informações de prioridade, as informações podem diferir daquela configurada nos dispositivos servidos. Por exemplo, a informação de prioridade na estação base de célula pequena SC2 pode levar em consideração que os portadores de rádio de sinalização de alta prioridade da própria estação base de célula pequena SC2 têm uma prioridade mais alta do que os portadores semelhantes encaminhados ou retransmitidos por SC2. Além disso, os portadores de rádio de sinalização de alta prioridade de estações base de células pequenas servidas por SC2, por exemplo, SC3.1 e SC3.2, podem ter prioridade mais alta do que os portadores de rádio de sinalização de dispositivos de UE.

Deste modo, um exemplo de dados relativos ao dispositivo de UE, UE e às estações base de células pequenas SC3.1 e SC3.2 configuradas pelo DgNB em SC2 é mostrado na Tabela 4. Além disso, a estação base de célula pequena SC2 é configurada com sua própria sinalização e portadores de rádio de dados semelhantes às estações base SC3.1 e SC3.2 nas Tabelas 2 e 3. Tabela 4 GLogCh-ID Prioridade Tipo RB Roteamento Relativa 65 3 Sinalização de Alta SC3.1 Prioridade 66 3 Sinalização de Alta SC3.1 Prioridade 67 Sinalização de Baixa SC3.1 6 Prioridade 68 8 Melhor Desempenho SC3.1 69 5 Sinalização de SIP SC3.1 70 4 VoIP SC3.1 71 7 Transmissão de SC3.1 101 2 Vídeo ao de Sinalização vivoAlta Prioridade 102 2 Sinalização de Alta Prioridade 103 5 Sinalização de Baixa Prioridade 104 2 Sinalização de Alta Prioridade 105 2 Sinalização de Alta Prioridade

106 5 Sinalização de Baixa Prioridade

[0082] De acordo com esta invenção, a estação base de células pequenas SC3.1 recebe dados do dispositivo de UE (UE) por meio de qualquer um dos portadores de rádio. Presumindo que os pacotes de dados do usuário chegam de todos os portadores de rádio de dados, ou seja, DRB1, DRB2, DRB3 e DRB4. A estação base de células pequenas SC3.1 recebe os pacotes, decodifica e desmultiplexa e remonta os pacotes segmentados em pacotes de dados de usuário originais. Na maioria dos casos, são pacotes IP das respectivas aplicações. Em outros exemplos onde os pacotes são recebidos de portadores de rádio de sinalização SRBO, SRB1 ou SRB2, os pacotes podem não ser pacotes IP, mas mensagens RRC da camada RRC do dispositivo de UE, UE. Atualmente, SC3.1 determina para cada pacote de dados de usuário com base no portador de rádio do qual o pacote foi recebido e com base na configuração pelo DgNB, um Identificador de Canal Lógico Global, GLogCh-ID e o anexa ao pacote de dados antes de encaminhar o pacote por meio do retorno sem fio para a estação base de célula pequena SC2. Ou seja, para pacotes recebidos do dispositivo de UE, UE, no portador de rádio de dados DRB1, um GLogCh-ID = 68 é anexado antes de encaminhar os dados por meio do retorno sem fio. Para os portadores de rádio de dados DRB2, DRB3 e DRB4, os GLogCh-IDs 69, 70 e 71 são anexados, respectivamente. O anexo pode ser feito de acordo com qualquer protocolo adequado, por exemplo, qualquer um dentre os protocolos existentes na pilha de protocolos NR 5G ou um novo protocolo, conforme nomeado como exemplo na Figura 2 como Protocolo de Retransmissão “RP”. O encaminhamento dos pacotes é feito de acordo com a configuração do DgNB, ou seja, de acordo com os dados de configuração de acordo com a Tabela 2. A tabela provê para cada um dos portadores de rádio do dispositivo de UE uma prioridade relativa com a qual os dados são tratados em relação à ordem dos pacotes transmitidos que são multiplexados nos mesmos recursos.

Prioridade mais alta, ou seja, valores inteiros menores do parâmetro de prioridade relativa, levam a uma transmissão priorizada, enquanto os pacotes de prioridade mais baixa são transmitidos somente se nenhum pacote de prioridade mais alta estiver pendente de transmissão. A Tabela 2 também prove para cada um dos portadores de rádio do dispositivo de UE uma informação do Tipo RB, que também pode ser chamada de qualidade de serviço, QoS, que indica a natureza dos serviços dos quais os dados se originam. O Tipo RB pode ser usado pela estação base de célula pequena para selecionar um dos cinco portadores de rádio de dados DRB4 a DRB8 da estação base de célula pequena para o encaminhamento do pacote de dados. O mesmo princípio é aplicado a pacotes de dados recebidos na estação base de células pequenas SC3.1 a partir do dispositivo de UE, UE, através de um dos portadores de rádio de sinalização SRB0, SRB1 ou SRB2 com a respectiva prioridade mais alta, QoS ou Tipo RB diferente e GLogCh-ID 65, 66 ou 67, respectivamente.

[0083] A estação base de célula pequena SC2 recebendo um pacote de dados da estação base de célula pequena SC3.1 por meio de qualquer um dos portadores de rádio de dados DRB1, DRB2, DRB3, DRB4 ou DRB5 na ligação de retorno sem fio de SC3.1 decodificará e irá desmultiplexar o pacotes, remontar os pacotes segmentados e determinar o GLogCh-ID anexado. Este irá procurar o GLogCh-ID de acordo com a configuração do DgNB, por exemplo, a procura de um pacote de exemplo do dispositivo de UE com LogCh-ID = 68 leva a um encaminhamento por SC2 de acordo com uma qualidade de serviço "Melhor desempenho" e prioridade relativa 8. A estação base de célula pequena SC2 não tem nenhuma informação sobre o dispositivo de UE, UE, ou precisa associar o GLogCh-ID = 68 a um dispositivo específico. Contudo, esse recebe informações suficientes para determinar um tratamento de encaminhamento do pacote em relação a QoS e prioridade e, ao encaminhar também o GLogCh-ID juntamente com o pacote de dados recebido, provê informação suficiente para células pequenas adicionais determinarem um tratamento de encaminhamento e para que o DgNB associe o pacote a um dispositivo de UE específico. Presumindo que a estação base de célula pequena SC2 configurou um portador para o DgNB que é adequado para transportar dados de melhor desempenho, esse é usado e os dados são multiplexados em recursos disponíveis de acordo com a prioridade 8.

[0084] O DgNB tem a informação sobre o mapeamento de GLogCh-IDs alocados na sub-rede controlada pelo DgNB para dispositivos de UE e respectivos portadores de rádio dos dispositivos de UE, de modo que após a recepção com sucesso de um pacote o DgNB possa determinar com base no GLogCh-ID o PDCP correto e/ou a entidade RRC à qual o pacote é endereçado.

[0085] O supracitado descreve a transferência de dados UL do dispositivo de UE para o DgNB por meio da sub-rede de múltiplos saltos. Para o DL, os mesmos princípios podem ser aplicados, ou seja, um GLogCh-ID é anexado pelo DgNB a quaisquer pacotes de dados transmitidos para uma estação base de célula pequena, por exemplo, SC2. A estação base de célula pequena SC2 determina o GLogCh-ID, procura a respectiva QoS e prioridade e encaminha os pacotes de dados com a LogCh-ID. A fim de que a estação base de células pequenas determine a rota, ou seja, para qual dos dispositivos servidos um pacote de dados deve ser roteado, o DgNB configurou uma informação de roteamento em células pequenas para dispositivos que não servem com uma ligação de acesso. No exemplo fornecido, esta é a estação base de célula pequena SC2 e a configuração de roteamento é representada por exemplo na coluna "roteamento" de acordo com a Tabela 4.

[0086] Nessa tabela, todos os portadores de rádio a partir de/para o dispositivo de UE são roteados por meio da estação base células pequenas SC3.1. A informação de roteamento pode ser provida na forma de um endereço de próximo salto ou um nome de dispositivo de próximo salto, sendo este último mostrado na Tabela 4. As informações de roteamento podem, alternativamente, ser providas com um índice de um próximo salto, o índice apontando para uma tabela pré-configurada.

[0087] A Tabela 4 não compreende informações de roteamento para portadores de rádio da estação base de células pequenas SC3.1 e SC3.2, pois ambas as estações base de células pequenas são servidas com uma ligação de acesso por SC2 e, deste modo, o GLogCh-ID de qualquer mapas de pacote para o respectivo portador de rádio da ligação de acesso e, deste modo, para o dispositivo final.

[0088] Observando agora para a Figura 4, a descrição acima explicou principalmente em primeiro lugar a pré-suposição de uma conexão RRC estabelecida de cada dispositivo de UE e estação base de célula pequena com o DgNB, que é mostrado na figura na caixa superior. Em segundo lugar, o supracitado descreve a transferência de dados entre um UE ou outros dispositivos a partir de e para o DgNB, que é mostrado simplificado na figura com as setas duplas no topo.

[0089] De acordo com a presente invenção, o DgNB configura o dispositivo de UE, UE, com informação da célula candidata compreendendo nesta modalidade informação sobre uma célula expandida pela estação base de células pequenas SC3.2. A informação pode compreender informação de recurso, por exemplo, uma banda de frequência ou uma frequência média da largura de banda da célula candidata. A informação também pode compreender uma identidade de célula, por exemplo, uma identidade de célula física codificada nos sinais de sincronização emitidos na célula para permitir uma identificação de célula na base dos sinais de sincronização. A informação pode compreender adicionalmente uma identidade de dispositivo de UE a ser usada pelo dispositivo de UE quando acessar a célula candidata. Nesta modalidade, presume-se que a identidade do dispositivo de UE, por exemplo, a C-RNTI, não é alterada quando comutar entre células de maneira autônoma. Para acesso aleatório ou outras formas de dados limitados de acessar uma célula candidata, o dispositivo de UE e a célula candidata podem ser configurados com uma identidade de dispositivo de UE curta além ou em vez da C-RNTI.

[0090] Além disso, a célula pequena candidata SC3.2 é configurada de modo que seja capaz de servir o dispositivo de UE após uma comutação de célula autônoma do dispositivo de UE. Para essa finalidade, SC3.2 é configurado com a identidade do dispositivo de UE, nesta modalidade o C-RNTI e/ou uma identidade de dispositivo de UE curta e informação necessária adicional para servir o UE. Por exemplo, os recursos de rádio do UE relacionados ao MAC e à camada física são configurados.

[0091] Além disso, a informação de acordo com a Tabela 1 que está atualmente presente no dispositivo de UE e na estação base de célula pequena SC3.1 para servir o dispositivo de UE, também está configurada na estação base de célula pequena SC3.2. Esta informação habilita SC3.2 a multiplexar dados DL nos portadores de rádio apropriados e encaminhar dados UL com QoS e prioridade apropriadas e anexando o GLogCh-ID correto, conforme explicado adicionalmente acima para a estação base de células pequenas SC3.2.

[0092] Atualmente, a estação base de células pequenas SC3.2 emite sinais de sincronização e referência, bem como informações do sistema que são recebidas pelo dispositivo de UE e uma medição da célula candidata SC3.2 é derivada que é usada pelo dispositivo de UE para decidir sobre uma comutação de célula potencial. A informação emitida por SC3.2 é mostrada como uma linha tracejada na figura porque este é apenas um exemplo e qualquer outro tipo de disparo para o dispositivo de UE decidir sobre uma comutação de célula pode ser usado para implementar esta invenção. A informação do sistema pode compreender informação de carga que ajuda o dispositivo de UE a determinar se o serviço que pode ser esperado de SC3.2 é melhor do que o serviço de SC3.1 atualmente em serviço.

[0093] De acordo com esta modalidade, o dispositivo de UE determina comutar a célula de maneira autônoma e solicitar recursos da estação base de célula pequena candidata SC3.2. Isto pode ser feito realizando um acesso aleatório à célula pequena candidata usando a identidade curta do dispositivo de UE que foi configurada. O dispositivo de UE pode solicitar em uma primeira mensagem de acesso aleatório recursos para uma segunda mensagem mais longa enviada nos recursos concedidos. Alternativamente, se nenhum acesso aleatório for solicitado, por exemplo, por razões de sincronização, o UE pode usar diretamente um canal de controle de ligação ascendente (uplink) físico para solicitar recursos UL usando a C-RNTI.

[0094] Durante esse procedimento, a transferência de dados DL por meio da estação base de células pequenas SC3.1 pode continuar. Dependendo das capacidades de rádio do dispositivo de UE, o dispositivo de UE pode ser capaz de receber dados com sucesso a partir de SC3.1 e reconhecer a recepção em UL, enquanto inicia a transferência de dados UL para SC3.2. Esta opção é mostrada com linhas tracejadas na Figura 4.

[0095] A célula pequena candidata SC3.2 pode responder ao pedido de recurso UL com uma concessão de recurso UL que, quando recebida pelo dispositivo de UE, pode mudar a célula pequena candidata SC3.2 para a nova célula pequena de serviço. O dispositivo de UE compila os primeiros pacotes de dados UL, por exemplo, de pacotes de dados do usuário ou uma mensagem RRC UL, e os transmite para a estação base de célula pequena SC3.2. Os pacotes são recebidos e o mapeamento dos portadores de rádio configurados nos portadores de rádio da ligação de retorno sem fio é feito conforme descrito para o encaminhamento de pacotes UL da estação base de células pequenas SC3.1, incluindo o anexo do GLogCh-ID em um protocolo de comunicação apropriado.

[0096] De acordo com a presente invenção, assim que os pacotes de dados UL do dispositivo de UE são recebidos na estação base de células pequenas SC2, reconhecida por sua LogCh-ID, a duplicação de pacotes de dados DL para o dispositivo de UE do mesmo portador, reconhecida pela mesma LogCh- ID, é iniciada. A duplicação neste sentido significa que esses pacotes DL são transmitidos pela estação base de célula pequena ao longo da rota antiga, ou seja, para a estação base de célula pequena SC3.1 nesta modalidade, e, além disso, eles são copiados para a nova rota a partir da qual o primeiro pacotes UL foram recebidos, ou seja, estação base de célula pequena SC3.2.

[0097] No caso do GLogCh-ID ser construído de modo que permita a identificação de todos os portadores pertencentes a um único dispositivo de UE, o princípio de copiar temporariamente pacotes de dados DL em uma estação base de célula pequena pode ser aplicado a todos os portadores de um UE uma vez que um primeiro pacote de dados UL tenha sido recebido. No caso de o GLogCh-ID não permitir a distinção de UEs, a cópia DL só pode ser aplicada a portadores bidirecionais para os quais os pacotes UL tenham sido recebidos. Nesse caso, pode ser previsto que o dispositivo de UE transmita pacotes simulados em UL para portadores que atualmente não têm dados UL para enviar para permitir uma utilização rápida da nova rota em DL para todos os portadores. Esses pacotes sumulados podem ter comprimento de dados de usuário zero, ou seja, conter apenas um pequeno cabeçalho, ou podem ser marcados de modo que sejam eliminados do fluxo de dados dentro da sub-rede de acesso de rádio.

[0098] A recepção de um primeiro pacote DL pelo UE por meio da nova estação base de células pequenas SC3.2 ou a primeira concessão de UL ou recepção bem-sucedida de um pacote de UL reconhecido pela nova estação base de célula pequena pode acionar o dispositivo de UE para informar o DgNB sobre a execução bem-sucedida de uma comutação de célula em uma mensagem RRC, por exemplo, “Informação de comutação de caminho”. A recepção desta mensagem no DgNB pode acionar o DgNB para informar todas as células pequenas envolvidas sobre a comutação de caminho, ou seja, a estação base de célula pequena SC2 é solicitada a manifestar a nova rota para o UE, a estação base de célula pequena SC3.2 é solicitada para funcionam como célula pequena de serviço e SC3.1 é configurado para excluir o contexto de UE ou é configurado como uma célula pequena candidata para uma futura comutação de célula de volta para a célula antiga.

[0099] No caso de a estação base de célula pequena SC2 ter copiado os pacotes DL para somente uma parte dos portadores do dispositivo de UE, o DgNB pode acionar a manifestação de rota agora para todos os portadores do dispositivo de UE.

[00100] Atualmente, a transferência de dados DL para todos os portadores do dispositivo de UE segue a rota para a nova estação base de célula pequena. Uma nova configuração do UE provendo novas células pequenas candidatas pode ser realizada pelo DgNB posteriormente.

[00101] Uma variação do anterior é mostrada na Figura 5 com base na mesma arquitetura de sub-rede de acordo com a Figura 3. O pré- requisito de conexões RRC do dispositivo de UE e todas as estações base de célula pequena com o DgNB e a configuração das estações base de célula pequena SC3.1 e SC2 com GLogCh-IDs e informação de roteamento é o mesmo que na modalidade anterior.

[00102] Nesta modalidade, de acordo com um novo aspecto desta invenção, a estação base de célula pequena SC3.1 é configurada para informar o DgNB se uma conexão a um dispositivo de UE for perdida. A célula pequena SC3.1 informa o DgNB de uma perda de conexão com o UE, transmitindo uma identidade de dispositivo de UE, ou informa sobre uma perda de conexão para portadores servidos, transmitindo uma lista de GLogCh-IDs aos quais a conexão foi perdida. Qualquer uma das informações pode ser transmitida em um tipo de “notificação de perda do portador” ao DgNB.

[00103] Na Figura 5, em um ponto no tempo, o dispositivo de UE e a estação base de célula pequena SC3.1 detectam perda de conexão, por exemplo, devido a uma falha de ligação de rádio como resultado do UE deixando a célula ou um sombreamento da antena do UE ou semelhante. O dispositivo de UE começará a armazenar temporariamente os dados UL imediatamente, pois nenhuma ligação para transmissão está disponível. Isso não é diferente das implementações de dispositivo de UE do estado da técnica. De acordo com esta invenção, a estação base de célula pequena SC3.1 informa o DgNB sobre uma perda de conexão com o dispositivo de UE e o DgNB começará a armazenar temporariamente dados DL. O DgNB também pode iniciar um cronômetro que, quando expira, aciona uma liberação implícita da conexão RRC para o dispositivo de UE. Nesta modalidade, presume-se que o cronômetro não expira e a conexão RRC é mantida.

[00104] O dispositivo de UE realiza a comutação de célula autônoma para uma célula pequena candidata, nesta modalidade SC3.2 e transmite no UL, preferencialmente como um primeiro pacote UL, uma mensagem RRC informando o DgNB sobre o comutador de caminho. O RRC agora reconfigura as células pequenas impactadas SC2, SC3.1 e SC3.2 sobre o novo caminho a partir de e para o dispositivo de UE e começa a transmitir os dados DL armazenados temporariamente antes da transferência regular de dados DL de novos dados seja continuada. O UE pode iniciar a transferência de dados UL logo após uma célula ser comutada de maneira autônoma.

[00105] Uma modalidade adicional será agora descrita. Esta modalidade é uma emenda de uma parte das modalidades anteriores em uma arquitetura de acordo com a Figura 6. Em comparação com a arquitetura da Figura 3, a sub-rede representada tem uma camada de hierarquia a mais. Esta modalidade deve mostrar um aspecto útil da presente invenção para sub-redes maiores.

[00106] Presumindo que todas as cinco estações base de célula pequena da sub-rede estão configuradas para realmente ou potencialmente servir o dispositivo de UE, uma configuração individual da estação base de célula pequena, de acordo com as duas modalidades anteriores, consome recursos de rádio significativos nas ligações de acesso sem fio. Uma alternativa é mostrada na Figura 7. O DgNB emite uma mensagem de reconfiguração de célula pequena compreendendo as informações de preparação de roteamento de célula pequenas, ou seja, os GLogCh-IDs e QoS relacionados, prioridade e informações de roteamento. A emissão, neste sentido, significa uma distribuição para todas as estações base de célula pequena diretamente conectadas da sub-rede com o propósito de armazenar e aplicar a configuração e, paralelamente, encaminhar as informações de cada estação base de célula pequena para as próximas estações base de célula pequena diretamente conectadas por meio de uma ligação de acesso.

[00107] De acordo com a Figura 7, todas as estações base de célula pequena que recebem a mensagem de reconfiguração encaminham a mensagem, verificam sua integridade, por exemplo, verificando sua integridade com base em um certificado armazenado em cada estação base de célula pequena recebido previamente do operador de rede. Quando a integridade é verificada, a configuração é armazenada e aplicada.

[00108] Este é um mecanismo de distribuição eficiente para a configuração da sub-rede que pode ser combinada com as etapas principais da presente invenção descritas de uma maneira exemplar para as duas primeiras modalidades.

[00109] Qualquer reconfiguração de um dispositivo de UE ou estação base de célula pequena da sub-rede que leva a uma adição, uma remoção ou uma reconfiguração significativa de uma sinalização ou portador de dados irá então levar a uma emissão de uma mensagem de reconfiguração de célula pequena compreendendo informação de GLogCh- ID, prioridade, QoS e/ou roteamento atualizado, de modo que todas as estações base de célula pequena estejam preparadas para servir dispositivos de UE após uma comutação de célula autônoma. Se o mecanismo de emissão eficiente da terceira modalidade não for utilizado, qualquer uma de tal reconfiguração de um dispositivo de UE ou estação base de célula pequena levará a uma reconfiguração individual de todas as estações base de célula pequena impactadas.

[00110] Uma quarta modalidade é baseada em uma arquitetura representada na Figura 8, que é semelhante à arquitetura de acordo com a Figura 3, exceto que a estação base de célula pequena SC3.2 está diretamente conectada ao DgNB. SC3.2 pode ser otimizado para comunicação de baixa latência e largura de banda limitada.

[00111] O dispositivo de UE pode ter várias aplicações em funcionamento que têm QoS que não necessitam de comunicação de baixa latência. Além disso, o UE tem uma aplicação que gera esporadicamente pacotes de dados que necessitam de uma transmissão de baixa latência (dados ULL) e que normalmente geram uma quantidade limitada de tráfego DL, por exemplo, um único reconhecimento na camada de rede.

[00112] A Figura 9 mostra uma sequência de mensagem de acordo com esta modalidade. Presume-se que o dispositivo de UE esteja conectado à estação base de célula pequena SC3.1 e tenha uma conexão RRC com o DgNB semelhante à primeira modalidade. O dispositivo de UE é configurado com pelo menos uma célula candidata SC3.2, esta é uma candidata para transmissão de dados ULL. Esta célula não é considerada para comutação de célula autônoma como nas outras modalidades, mas é considerada para seleção autônoma para transmissão de dados ULL. A estação base de célula pequena SC3.2 é configurada como uma célula candidata, mas a configuração pode ser limitada para suportar os portadores de rádio de dados ULL, por exemplo, um único GLogCh-ID e nenhum portador de rádio de sinalização do dispositivo de UE.

[00113] Em um ponto, os dados ULL são gerados pela respectiva aplicação, o dispositivo de UE seleciona a célula candidata SC3.2 para transmissão e solicita recursos de transmissão UL enquanto a transmissão UL e DL por meio da estação base de célula pequena SC3.1 continua para outras aplicações, ou seja, outros portadores de rádio, ou para sinalização RRC. Após uma concessão, o dispositivo de UE transmite os dados ULL em UL que são roteados de acordo com a configuração de célula pequena para o DgNB. Os dados DL resultantes são roteados, os mesmos roteados e recebidos de SC3.2 no dispositivo de UE. Opcionalmente, o dispositivo de UE pode informar o DgNB sobre a transmissão de dados na estação base de célula pequena SC3.2 recém selecionada e o DgNB pode reconfigurar a estação base de célula pequena e confirmar o novo caminho. Isso é descrito neste documento como opcional e mostrado na Figura 9 com linhas tracejadas, pois para uma única transmissão de dados, qualquer envolvimento do DgNB além do roteamento de dados pode ser omitido.

[00114] Aspectos particulares da invenção podem ser resumidos conforme a seguir. Uma estação base controlando uma sub-rede de acesso de rádio, a sub-rede de acesso de rádio compreendendo pelo menos um dispositivo de UE e múltiplas estações base de célula pequena em cascata, o pelo menos um dispositivo de UE e múltiplas estações base de célula pequena em cascata tendo uma conexão RRC com a estação base, as múltiplas estações base de célula pequena em cascata compreendendo adicionalmente múltiplas estações base de célula pequena, cada uma com uma ligação de retorno sem fio para outra estação base de célula pequena, pelo menos uma estação base de célula pequena tendo uma ligação de retorno sem fio para a estação base múltiplas estações base de célula pequena, cada uma tendo uma ligação de acesso para outra estação base de célula pequena, pelo menos uma estação base de célula pequena tendo uma ligação de acesso para o pelo menos um dispositivo de UE, a estação base configurar o dispositivo de UE com informação de célula pequena candidata, a informação de célula pequena candidata compreendendo informação de identificação de pelo menos uma célula pequena candidata expandida por uma das múltiplas estações base de célula pequena em cascata para comutação de célula autônoma e pelo menos uma condição para a execução da comutação de célula autônoma e configurar pelo menos uma estação base de célula pequena como uma estação base de célula pequena candidata para ter uma ligação de acesso sem fio ao pelo menos um dispositivo de UE, após uma comutação autônoma pelo dispositivo de UE, a configuração como uma estação base de célula pequena candidata compreende a configuração de uma identificação de dispositivo de UE usada pelo dispositivo de UE quando acessar a célula pequena candidata, um ou mais identificadores portadores identificando um ou mais portadores do dispositivo de UE, e encaminhar informação de tratamento para cada um dentre os um ou mais identificadores de portador, a informação de tratamento de encaminhamento compreendendo pelo menos um dentre parâmetros de qualidade de serviço, informações de prioridade e informações de roteamento para encaminhar pacotes de dados a partir de ou para o dispositivo de UE recebido pela estação base de célula pequena candidata e receber informações sobre uma comutação de célula executada pelo dispositivo de UE de maneira autônoma (a execução da comutação de célula não sendo acionada pela estação).

[00115] A estação base supracitada capaz de configurar, após receber a informação sobre uma comutação de célula executada pelo dispositivo de UE de maneira autônoma, o dispositivo de UE com informação de célula pequena candidata atualizada. Além disso, confirmar, após receber a informação sobre uma comutação de célula executada pelo dispositivo de UE de maneira autônoma, uma comutação de caminho em estações base de célula pequena envolvidas no roteamento de dados a partir de ou para o dispositivo de UE.

[00116] Uma estação base controlando uma sub-rede de acesso de rádio, a sub-rede de acesso de rádio compreendendo pelo menos um dispositivo de UE e múltiplas estações base de célula pequena em cascata, o pelo menos um dispositivo de UE e múltiplas estações base de célula pequena em cascata tendo uma conexão RRC com a estação base, as múltiplas estações base de célula pequena em cascata compreendendo adicionalmente múltiplas estações base de célula pequena, tendo uma ligação de retorno sem fio para outra estação base de célula pequena, pelo menos uma estação base de célula pequena tendo uma ligação de retorno sem fio para a estação base múltiplas estações base de célula pequena, tendo uma ligação de acesso para outra estação base de célula pequena, e pelo menos uma estação base de célula pequena tendo uma ligação de acesso para o pelo menos um dispositivo de UE, a estação base configurar o dispositivo de UE com informação de célula pequena candidata, a informação de célula pequena candidata compreendendo informação de identificação de pelo menos uma célula pequena candidata expandida por uma das múltiplas estações base de célula pequena em cascata para comutação de célula autônoma e pelo menos uma condição para a execução da comutação de célula autônoma e configurar pelo menos uma estação base de célula pequena para rotear dados de um dentre o pelo menos um dispositivo de UE, a configuração compreende a configuração de um ou mais identificadores portadores identificando um ou mais portadores do dispositivo de UE, e encaminhar informação de tratamento para cada um dentre um ou mais identificadores de portador, a informação de tratamento de encaminhamento compreendendo pelo menos um dentre informação de parâmetros de qualidade de serviço e prioridade, informação de roteamento para roteamento de pacotes de dados de ligação descendente recebidos na ligação de retorno sem fio para o dispositivo de UE, a informação de roteamento compreendendo pelo menos um primeiro caminho para rotear pacotes de dados de ligação descendente para o dispositivo de UE e pelo menos um caminho alternativo para rotear pacotes de dados de ligação descendente para o dispositivo de UE após uma comutação de célula autônoma pelo dispositivo de UE, e em resposta à recepção de informações por meio de um dos pelo menos um caminho alternativo sobre uma comutação de célula executada pelo dispositivo de UE de maneira autônoma, confirmando uma comutação de caminho para a estação base de célula pequena.

[00117] A estação base, conforme supracitado, em que a confirmação de uma comutação de caminho para a estação base de célula pequena compreende a solicitação para terminar a duplicação de pacotes de dados para o primeiro caminho.

[00118] A estação base conforme supracitado, em que a configuração de pelo menos uma estação base de célula pequena para o roteamento de dados de um dentre o pelo menos um dispositivos de UE compreende prover informação de configuração idênticas a todas as estações base de célula pequena tendo uma ligação de acesso à estação base para a configuração do estações base de célula pequena e para encaminhar a informação de configuração pelas estações base de célula pequena para estações base de célula pequena adicionais, a informação de configuração sendo protegidas quanto à integridade de modo que as estações base de célula pequena possam verificar a integridade dos dados de configuração.

[00119] Um dispositivo de UE para executar comutação de célula autônoma, o dispositivo de UE tendo uma ligação de acesso sem fio para uma primeira estação base de célula pequena, tendo uma conexão RRC a uma estação base macro controlando a primeira estação base de célula pequena e o dispositivo de UE, recebendo a partir da estação base macro uma informação de identificação de dispositivo de UE e informação de célula pequena candidata, a informação de célula pequena candidata compreendendo informação de identificação de pelo menos uma célula pequena candidata, e pelo menos uma condição para a execução de uma comutação de célula autônoma, em que o dispositivo de UE, com base em medições de sinais recebidos de uma célula pequena candidata e a pelo menos uma condição para a execução da comutação de célula autônoma, determina de maneira autônoma executar uma comutação de célula para a célula pequena candidata e solicita recursos de ligação ascendente para transmissão de dados da célula pequena candidata usando as informações de identificação do dispositivo de UE.

[00120] O dispositivo de UE, conforme supracitado, determina de maneira autônoma executar uma comutação de célula sem receber uma mensagem que aciona a comutação de célula para a célula pequena candidata e sem informar a primeira estação base de célula pequena sobre a execução da comutação de célula. Além disso, um dispositivo de UE, conforme supracitado, que executa a comutação de célula enquanto a transferência de dados para e/ou a partir da primeira estação base de célula pequena está em andamento.

[00121] O dispositivo de UE pode ser disposto de tal modo que, após a execução bem-sucedida da comutação de célula, informe a estação base em uma mensagem RRC enviada por meio da célula pequena comutada sobre a execução da comutação de célula, em que a execução da comutação de célula é considerada bem-sucedida após receber da célula pequena comutada um pacote de dados de ligação ascendente concedido e um pacote de dados de ligação descendente.

[00122] Após receber da estação base a informação de medição da célula vizinha, a informação de medição da célula vizinha compreendendo informação de identificação de pelo menos uma célula não controlada pela estação base, e enquanto (ou paralelamente, mas na verdade nunca realmente de maneira simultânea) medindo sinais recebidos de células pequenas candidatas a partir da informação de identificação de pelo menos uma célula pequena candidata para determinar se deve executar uma comutação de célula autônoma, o dispositivo de UE pode realizar medições de células vizinhas de acordo com à informação de medição da célula vizinha.

[00123] O dispositivo de UE pode relatar medições de célula vizinha para a estação base macro de acordo com a informação de medição de célula vizinha independente da comutação de célula autônoma.

[00124] Uma estação base de célula pequena controlada por uma estação base tendo uma ligação de retorno sem fio, para outra estação base controlada pela estação base, a estação base de célula pequena recebendo da base estação macro informação do dispositivo de UE, a informação do dispositivo de UE compreendendo um identificador de dispositivo de UE que identifica um dispositivo de UE não servido atualmente pela estação base de célula pequena, um ou mais identificadores de portador de rádio identificando exclusivamente (dentro de uma sub-rede controlada pela estação base) um ou mais portadores de rádio do dispositivo de UE identificado, e encaminhar informação de tratamento associada a um ou mais identificadores de portador de rádio, a informação de tratamento de encaminhamento compreendendo pelo menos um dentre informação de qualidade de serviço, informação de prioridade e informação de roteamento, receber a partir do dispositivo de UE, uma solicitação de recursos de ligação ascendente, a solicitação compreendendo um identificador de dispositivo de UE, identificar o dispositivo de UE com base nos identificadores de dispositivo de UE respectivos recebidos a partir do dispositivo de UE e da estação base macro, conceder recursos de ligação ascendente ao dispositivo de UE identificado sem comunicação adicional relacionando o dispositivo de UE com a estação base macro, e receber um pacote de dados de ligação ascendente em um portador de rádio a partir do dispositivo de UE, determinar o identificador de portador de rádio identificando exclusivamente o portador de rádio do dispositivo de UE e encaminhando o pacote de dados juntamente com o identificador de portador de rádio determinado para outra estação base de célula pequena por meio da ligação de retorno sem fio, de acordo com a informação de tratamento de encaminhamento.

[00125] Uma estação base de célula pequena controlada por uma estação base tendo uma ligação de retorno sem fio (para outra estação base) e tendo ligações de acesso sem fio para pelo menos duas estações base de célula pequena adicionais controladas pela estação base, a estação base de célula pequena recebendo da base estação um ou mais identificadores de portadores, cada um identificando um ou mais portadores de um dispositivo de UE específico, e encaminhar informação de tratamento associada a um ou mais portadores identificados, a informação de tratamento de encaminhamento compreendendo pelo menos um dentre informação de qualidade de serviço e informação de prioridade, informações de roteamento para rotear pacotes de dados de ligação descendente recebidos na ligação de retorno sem fio para o dispositivo de UE específico, as informações de roteamento compreendendo pelo menos um primeiro e um segundo caminho para o roteamento de pacotes de dados de ligação descendente para o dispositivo de UE específico, a estação base de célula pequena, enquanto transmite todos os pacotes de dados de ligação descendente identificados por um identificador de portador para serem roteados para o dispositivo de UE específico ao longo do primeiro caminho contido na informação de roteamento, em resposta ao recebimento de pelo menos um pacote de dados de ligação ascendente do dispositivo de UE específico em (uma ligação de acesso do) segundo caminho contido nas informações de roteamento, começando a transmitir todos os pacotes de dados de ligação descendente identificados por um identificador de portador a serem roteados para o dispositivo de UE específico ao longo do segundo caminho.

[00126] A estação base de células pequenas pode ser disposta de tal modo que começar a transmitir todos os pacotes de dados de ligação descendente identificados por um identificador de portador a serem roteados para o dispositivo de UE específico ao longo do segundo caminho compreende a transmissão de uma cópia de todos os pacotes de dados de ligação descendente identificados por um identificador de portador para ser roteado para o dispositivo de UE específico, além do primeiro caminho contido na informação de roteamento, e a estação base de célula pequena impedindo a transmissão de uma cópia de todos os pacotes de dados de ligação descendente identificados por um identificador de portador a serem roteados para o dispositivo de UE específico ao longo do primeiro caminho contido na informação de roteamento após receber uma mensagem de confirmação da estação base macro por meio de ligação de retorno sem fio, a mensagem de confirmação confirmando a comutação de caminho.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de sub-rede de comunicação móvel, caracterizado pelo fato de que compreende uma estação base de macrocélula e uma pluralidade de estações base de célula pequena, a pluralidade de estações base de célula pequena estando em comunicação sem fio com a estação base de macrocélula, em que cada uma estação base de célula pequena está ou em conexão direta com a estação base de macrocélula ou está em conexão com a estação base de macrocélula por meio de uma ou mais outras estações base de célula pequena, em que a estação base de macrocélula está disposta para configurar um dispositivo de equipamento de usuário, UE, tendo uma conexão de controle de recursos de rádio, RRC, com a estação base de macrocélula com informações de estação base de células pequenas candidatas para habilitar o dispositivo de UE a comutar de maneira autônoma entre estações base de célula pequena, e em que a estação base de macrocélula está disposta para configurar as estações base de célula pequena com informação de configuração de estações base de célula pequena, a informação de configuração da estação base de célula pequena compreendendo um identificador de dispositivo de UE identificando um dispositivo de UE configurado pela estação base de macrocélula com informação de estação base de célula pequena candidata relacionada às estações base de célula pequena, um ou mais identificadores portadores de rádio identificando exclusivamente um ou mais portadores de rádio do dispositivo de UE, a informação de configuração da estação base de células pequenas habilitando adicionalmente as estações base de célula pequena a receber dados do dispositivo de UE em um portador de rádio, para determinar um identificador portador de rádio identificando exclusivamente o portador de rádio e encaminhar os dados juntamente com o identificador do portador de rádio determinado.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação da estação base de célula pequena candidata compreende informação selecionada a partir de uma lista compreendendo identidades de estação base de célula pequena, recursos de frequência de estação base de célula pequena, parâmetros de rádio de estação base de célula pequena, modo de acesso de estação base de célula pequena e critério e comutação de estação base de célula pequena.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a informação de configuração da estação base de célula pequena compreende informação selecionada a partir de uma lista compreendendo controle de acesso médio, MAC, elementos de configuração de camada, elementos de configuração de camada física, um identificador de canal lógico global a ser transmitido para a estação base de macrocélula juntamente com dados recebidos a partir do dispositivo de UE e informações de roteamento para transporte de informação de ligação ascendente (uplink) e/ou ligação descendente (downlink) a partir de, ou para o, dispositivo de UE.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as estações base de célula pequena têm uma cobertura celular menor do que uma cobertura celular da estação base de macrocélula.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as estações base de célula pequena formam uma rede de células pequenas com certas estações base de célula pequena tendo uma conexão direta com a primeira estação base, e outras estações base de célula pequena tendo uma conexão indireta com a primeira estação base por meio de uma ou mais estações base de célula pequena.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada estação base de célula pequena está disposta para multiplexar dados recebidos de diferentes portadores de rádio em um único portador para transmissão em direção à estação base de macrocélula, a multiplexação sendo dependente de uma qualidade de configuração de serviço do portador de rádio de dados recebido, e em que uma indicação do portador de rádio originário é adicionada aos pacotes de dados transmitidos.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estação base de macrocélula é disposta para prover um identificador do dispositivo de UE para aquelas das estações base de célula pequena que podem estar envolvidas no roteamento de pacotes de dados do dispositivo de UE para a estação base de macrocélula, o identificador sendo usado pelo dispositivo de UE para solicitar recursos de rádio das estações base de célula pequena.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estação base de macrocélula está disposta para prover às estações base de célula pequena informação relativa a todos os portadores de rádio servidos por sub-rede e dispositivos juntamente com suas prioridades de rádio e configurações de qualidade de serviço.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a informação de configuração da estação base de célula pequena compreende informação de roteamento para roteamento de pacotes de ligação descendente recebidos em uma ligação de retorno (backhaul) sem fio para o dispositivo de UE, a informação de roteamento compreendendo pelo menos um primeiro caminho para rotear pacotes de dados de ligação descendente para o dispositivo de UE e pelo menos um caminho alternativo para rotear pacotes de ligação descendente para o dispositivo de UE após uma comutação de célula autônoma pelo dispositivo de UE.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a estação base de macrocélula é disposta para confirmar uma comutação de caminho a partir de uma primeira estação base de célula pequena para uma segunda estação base de célula pequena em resposta à recepção de informação por meio de um dentre os pelo menos dois caminhos alternativos sobre uma comutação de célula realizada pelo dispositivo de UE.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a informação de configuração da estação base de célula pequena provê informação de configuração idêntica para todas as estações base de célula pequena tendo uma conexão direta à estação base de macrocélula para configuração das estações base de célula pequena e para encaminhar a informação de configuração pelas estações base de célula pequena para estações base de célula pequena adicionais, a informação de configuração sendo protegida quanto à integridade de modo que as estações base de célula pequena possam verificar a integridade dos dados de configuração.

12. Dispositivo de equipamento de usuário, UE, disposto para ser capaz de comutar célula autônoma em um sistema de sub-rede de comunicações móvel, caracterizado pelo fato de que compreende uma estação base de macrocélula e uma pluralidade de estações base de célula pequena provendo células entre as quais o dispositivo de UE pode comutar, em que o dispositivo de UE está disposto para receber da estação base de macrocélula com a qual tem uma conexão de controle de recursos de rádio, informação de identificação de dispositivo de UE e informação de células candidatas, a informação de célula candidata compreendendo informação de identificação e pelo menos uma condição para iniciar a comutação de célula autônoma entre uma primeira e uma segunda estação base de célula pequena, em que o dispositivo de UE está disposto para solicitar recursos de ligação ascendente para transmissão de dados de uma célula candidata usando a informação de identificação do dispositivo de UE, e transmitir dados de ligação ascendente em um portador de rádio usando recursos de ligação ascendente recebidos da célula candidata; o uso da informação de identificação do dispositivo de UE habilitando a célula candidata a determinar um identificador de portador de rádio, identificando exclusivamente o portador de rádio e encaminhando o pacote de dados juntamente com o identificador de portador de rádio determinado para outra estação base de célula pequena por meio de uma ligação de retorno sem fio.

13. Estação base de célula pequena controlável por uma estação base de macrocélula, a estação base de célula pequena caracterizada pelo fato de que é disposta para receber do equipamento de usuário, UE, da estação base de macrocélula, informação de dispositivo, a informação de dispositivo de UE compreendendo um identificador de dispositivo de UE que identifica um dispositivo de UE não servido atualmente pela estação base de célula pequena, um ou mais identificadores de portadores de rádio que identificam exclusivamente um ou mais portadores de rádio do dispositivo de UE identificado, e encaminhar informação de tratamento associada a um ou mais identificadores de portador de rádio, a informação de tratamento de encaminhamento compreendendo pelo menos uma dentre informação de qualidade de serviço, informação de prioridade e informação de roteamento, a estação base de célula pequena sendo adicionalmente disposta para: receber do dispositivo de UE, uma solicitação de recursos de ligação ascendente, a solicitação compreendendo um identificador de dispositivo de UE, identificar o dispositivo de UE com base no identificador de dispositivo de UE recebido a partir do dispositivo de UE e da estação base de macrocélula, conceder recursos de ligação ascendente para o dispositivo de UE, identificado sem comunicação adicional em relação ao dispositivo de UE com a estação base de macrocélula, e receber um pacote de dados de ligação ascendente em um portador de rádio a partir do dispositivo de UE, determinando o identificador de portador de rádio identificando exclusivamente o portador de rádio do dispositivo de UE e encaminhando o pacote de dados juntamente com o identificador de portador de rádio determinado para outra estação base de célula pequena por meio de uma ligação de retorno sem fio, de acordo com a informação de tratamento de encaminhamento.

14. Método de operação de uma rede de comunicação móvel, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma estação base de macrocélula e uma pluralidade de estações base de célula pequena conectadas à estação base de macrocélula por meio de uma conexão sem fio, o método compreendendo: habilitar um dispositivo de UE em conexão com a estação base de macrocélula por meio de uma primeira dentre as estações base de célula pequena, para transferir de maneira autônoma a conexão, de tal modo que essa passe por meio de uma segunda dentre as estações base de célula pequena, provendo à conexão um identificador localmente exclusivo e distribuir o identificador localmente exclusivo para a pluralidade de estações base de célula pequena por meio de uma ligação de retorno sem fio, pelo qual o dispositivo de UE comunica o identificador localmente exclusivo para a segunda dentre as estações base de célula pequena durante a transferência autônoma, o identificador localmente exclusivo sendo exclusivo para a estação base de macrocélula e a pluralidade de estações base de célula pequena, e identificando um fluxo de dados do dispositivo de UE (vide página 7, último parágrafo) na ligação de retorno sem fio.