BRPI0618030A2 - gerenciamento de transferência de dados em uma rede de radiocomunicações - Google Patents

Abstract

GERENCIAMENTO DE TRANSFERêNCIA DE DADOS EM UMA REDE DE RADIOCOMUNICAçõES Trata-se de um sistema de comunicações móvel, compreendendo: uma rede com um nó de rede de origem e um nó de rede de destino que dão suporte a um procedimento de transferência entre células (handover), e um terminal móvel que tem permissão para acessar o nó de rede de origem e o nó de rede de destino de acordo com o procedimento de transferência entre células, por meio do que informações relacionadas a uma condição de recebimento de dados de usuário são distribuídas entre pelo menos dois dentre um grupo compreendendo o terminal móvel, o nó de rede de origem e o nó de rede de destino. O nó de rede de destino pode receber informações de condição a partir do nó de rede de origem. Além disso, o nó de rede de destino pode receber um relatório de condições a partir do terminal móvel.

Description

"GERENCIAMENTO DE TRANSFERÊNCIA DE DADOS EM UMAREDE DE RADIOCOMUNICAÇÕES"

Campo Técnico

A presente revelação refere-se a um sistema de co-municações móveis (de rádio) sem fio e a um terminal (de rá-dio) sem fio que proporciona comunicações sem fio.

Estado da Técnica

Em sistemas sem fio, quando um terminal móvel queestá atualmente acessando um primeiro nó da rede sem fio a-cessa um segundo nó (diferente do primeiro nó) da rede semfio, o primeiro nó e o terminal móvel distribuem ao segundonó informações relacionadas à transmissão e à confirmação derecebimento, o que minimiza transmissões duplicadas desne-cessárias de dados e minimiza retardos de transmissão paranovos dados.

Para dar suporte às tecnologias de acesso de bandalarga sem fio (por exemplo, WiMAX), existem diferentes tiposde interfaces (aéreas) de banda larga sem fio, tais comotecnologias 3G de celulares (por exemplo, UMTS, WCDMA etc.)e técnicas de acesso múltiplo baseado em multiportadoras(por exemplo, OFDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA etc.). A multiple-xação por divisão de freqüência envolve a sub-canalização,da qual existem pelo menos quatro tipos (OFDM, Flash OFDM,sOFDMA e OFDMA).

A Multiplexação Ortogonal por Divisão de Freqüên-cia (OFDM) envolve a divisão de um sinal de rádio em váriossub-sinais menores que são então simultaneamente transmiti-dos a freqüências diferentes para um receptor. A OFDM refe-re-se a uma forma de transmissão multiportadora em que todasas sub-portadoras são ortogonais umas às outras. Certos pa-drões IEEE e 3GPP estão relacionados a vários aspectos daOFDM. Por exemplo, partes do padrão 3GPP relacionadas a vá-rios aspectos de Evolução a Longo Prazo (LTE) (tal como E-UMTS) são baseadas em conceitos da OFDM.

As Figuras 1 e 2 ilustram exemplos de um Sistemade Telecomunicações Móveis Universal Evoluído (E-UMTS) . 0sistema E-UMTS é um sistema que evolui do sistema UMTS, eseu processo de padronização está sendo atualmente realizadopela organização de padrões 3GPP.

Conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, a rede E-UMTS é geralmente composta por uma rede núcleo (CN) , umaUTRAN e um terminal (por exemplo, UE) . A E-UTRAN é compostapor uma estação base (isto é, e-Nó B ou eNB) e um nó de a-cesso (tal como um gateway de acesso (AG)) localizado em umaextremidade da rede E-UMTS e conecta-se com uma ou mais re-des externas. 0 AG pode ser dividido entre uma parte que ge-rencia o tráfego dos usuários e uma parte que gerencia otráfego de controle. Neste caso, o AG que gerencia o tráfegodos usuários e o AG que gerencia o tráfego de controle podemcomunicar-se um com o outro por meio de uma interface recém-definida. Para um e-Nó B, podem existir uma ou mais células.Entre os e-Nós B, pode-se empregar uma interface para trans-mitir o tráfego dos usuários e tráfego de controle. A redenúcleo (CN) pode ser composta de nós e seus semelhantes usa-dos para registro e outras funções para usuários das UEs edo AG. Além disso, pode-se empregar uma interface para dis-tinguir entre a E-UTRAN e a CN.

Ademais, na rede E-UMTS, pode existir um servidorde plano de controle (CPS) que realiza funções de controlede rádio (sem fio), uma entidade de gerenciamento de recur-sos de rádio (RRM) que realiza funções de gerenciamento derecursos de rádio, uma entidade de gerenciamento de mobili-dade (MME) que realiza funções de gerenciamento de mobilida-de para um terminal móvel. No presente documento, entende-seque os nomes específicos das várias entidades de rede não selimitam aos mencionados acima.

As várias camadas do protocolo de interface de rá-dio entre o terminal móvel e a rede podem ser divididas emLl (Camada 1), L2 (Camada 2) e L3 (Camada 3) com base nastrês camadas inferiores do modelo padrão da Interconexão deSistemas Abertos (OSI) conhecido no ramo de sistemas de co-municação. Entre essas camadas, uma camada física que fazparte da Camada 1 proporciona serviços de transferência deinformações usando um canal físico, ao passo que uma camadade Controle de Recursos de Rádio (RRC) localizada na Camada3 realiza a função.de controlar os recursos de rádio entre oterminal móvel e a rede. Para tanto, a camada RRC troca men-sagens RRC entre o terminal móvel e a rede. As funções dacamada RRC podem ser distribuídas entre e realizadas dentrodo Nó B, CPS/RRM e/ou MME.

O protocolo de interface de rádio é composto, ho-rizontalmente, de uma camada física, uma camada de conexãode dados e uma camada de rede; e, verticalmente, é compostode um plano de usuários para transmitir dados de usuários eum plano de controle para transmitir sinalização de contro-le. As camadas do protocolo de interface de rádio podem serdivididas em Ll (Camada 1) , L2 (Camada 2) e L3 (Camada 3)com base nas três camadas inferiores do modelo padrão da In-terconexão de Sistemas Abertos (OSI) conhecido no ramo desistemas de comunicação.

As Figuras 3 e 4 ilustram arquiteturas de protoco-lo de rádio exemplificativas de acordo com o padrão de redede acesso de rádio 3GPP. Abaixo, serão descritas as camadasespecificas do' plano de controle do protocolo de rádio daFigura 3 e do plano de usuário do protocolo de rádio da Fi-gura 4. A camada fisica (isto é, Camada 1) usa um canal fí-sico para fornecer serviços de transferência de informaçõespara uma camada superior. A camada física é conectada a umacamada de controle de acesso à mídia (MAC) localizada acimadela por meio de um canal de transporte, e os dados sãotransferidos entre a camada física e a camada MAC por meiodo canal de transporte. Além disso, entre camadas físicasrespectivamente diferentes, ou seja, entre as respectivascamadas físicas do lado da transmissão (transmissor) e dolado de recepção (receptor), os dados são transferidos pormeio de um canal físico.

A camada MAC da Camada 2 oferece serviços para umacamada de controle de enlace de rádio (RLC) (que é uma cama-da superior) por meio de um canal lógico. A camada RLC daCamada 2 auxilia na transmissão de dados com segurança. De-ve-se observar que as camadas RLC nas Figuras 3 e 4 são re-presentadas em linhas pontilhadas, pois se as funções RLCforem implementadas dentro e realizadas pela camada MAC, aprópria camada RLC não precisa existir A camada PDCP da Ca-mada 2 realiza a função de compactação de cabeçalho que re-duz informações de controle desnecessárias, de modo que osdados sendo transmitidos por pacotes do protocolo Internet(IP), tais como IPv4 ou Ipv6, possam ser enviados de maneiraeficaz por uma interface de rádio (sem fio) que possui lar-gura de banda relativamente pequena.

A camada de controle de recursos de rádio (RRC)localizada"na parte mais inferior da Camada 3 é definida a-penas no plano de controle e gerencia o controle de canaislógicos, canais de transporte e canais físicos com respeitoà configuração, reconfiguração e liberação de portadoras derádio (RB). Nesse ponto, RB refere-se a um serviço oferecidopela Camada 2 para transferência de dados entre o terminalmóvel e a UTRAN.

Quantos aos canais usados na transmissão de enlacedireto para transmissão de dados da rede para o terminal mó-vel, existe um canal de difusão (BCH) usado para transmitirinformações de sistema e um canal compartilhado (SCH) usadopara transmitir tráfego de usuários ou mensagens de contro-le. Quantos aos canais usados na transmissão de enlace re-verso para transmissão de dados do terminal móvel para a re-de, existe um canal de acesso aleatório (RACH) usado paratransmitir uma mensagem de controle inicial e um canal com-partilhado (SCH) usado para transmitir tráfego de usuáriosou mensagens de controle.

As características da camada RLC serão considera-das em mais detalhes daqui por diante.

Uma função básica da camada RLC é garantir a qua-lidade de serviço (QoS) para cada portadora de rádio (RB) epara transmitir dados de forma correspondente. Como o servi-ço RB é um serviço oferecido pelo protocolo de rádio da Ca-mada 2 para uma camada superior, toda a Camada 2 afeta aQoS, mas, em particular, o efeito da RLC é extenso. Para as-segurar que a QoS seja única às RBs, a RLC possui uma enti-dade RLC separada (independente) para cada RB e oferece doistipos de modos RLC para auxiliar várias QoS, a saber, modonão reconhecido (UM) e modo reconhecido (AM). Esses dois mo-dos RLC apresentam diferenças em seus métodos de operaçãopor causa da QoS respectivamente diferente que é suportadae, assim, suas funções detalhadas também apresentam diferen-ças. Dessa forma, o RLC deve ser considerado de acordo comseu modo de operação.

O RLC tem dois modos; um modo (UM), que não ofere-ce uma resposta ou confirmação com respeito ao recebimentode dados que foram transmitidos, e um modo (AM) que ofereceuma resposta ou confirmação. 0 RLC UM transmite cada PDU Ii-gando-as a um cabeçalho que inclui um número de seqüência(SN), o que permite que um receptor saiba quais PDUs foramperdidas durante a transmissão. Graças a essa função, o RLCUM, no plano de usuário, gerencia a transmissão de dados dedifusão/difusão seletiva ou a transmissão de dados de pacoteem tempo real, como voz (por exemplo, VoIP) e transmissãocontinua do domínio de serviço de pacotes (PS), ao passo queno plano de controle, gerencia a transmissão de mensagensRRC que não precisam de confirmação de recebimento entre asmensagens RRC transmitidas a um terminal especifico dentrode uma célula ou grupo terminal especifico.

De modo semelhante ao RLC UM, o RLC AM forma umaPDU ao adicionar um cabeçalho PDU que contém um número deseqüência (SN); porém, ao contrário do RLC UM, há uma grandediferença pelo fato de que o receptor oferece uma confirma-ção para uma PDU transmitida a partir de um transmissor. NoRLC AM, o motivo pelo qual o receptor fornece a confirmaçãoé permitir que o receptor solicite a retransmissão das PDUsque não havia recebido de maneira adequada, e essa função deretransmissão é a característica mais importante do RLC AM.Em função disso, a finalidade do RLC AM é garantir umatransmissão de dados livre de falhas por meio do uso de re-transmissões, e devido a essa finalidade, o RLC AM geralmen-te gerencia transmissões diferidas de dados de pacote, taiscomo TCP/IP do domínio PS, no plano de usuário, e gerencia atransmissão de mensagens RRC que precisam de confirmação derecebimento dentre as mensagens RRC transmitidas para umterminal específico dentro de uma célula.

Com respeito aos aspectos direcionais, o RLC UM éusado em comunicações unidirecionais, ao passo que o RLC AMé usado em comunicações bidirecionais, pois há realimentaçãopor parte do receptor. Tendo em vista que tais comunicaçõesbidirecionais são geralmente usadas em comunicações ponto aponto, o RLC AM emprega apenas um canal lógico dedicado. Hátambém diferenças em aspectos estruturais, em que o RLC UMtem um tipo de estrutura único composto de uma entidade RLCtanto para transmissão ou para recepção; porém, no caso doRLC AM, tanto o transmissor quanto o receptor existem em umaentidade RLC única.

0 motivo da complexidade do RLC AM se deve a suafunção de retransmissão. Para gerenciar retransmissões, oRLC AM possui um armazenamento temporário de retransmissão,além de um armazenamento temporário de transmissão/recepção;usa uma janela de transmissão/recepção para controle de flu-xo; usa uma função de interrogação, na qual o transmissorsolicita uma informação de condição da entidade RLC não-hierquizada no receptor; usa um relatório de condição para oreceptor relatar sua condição de armazenamento temporário aoRLC não-hierarquizado do transmissor; usa uma PDU de condi-ção para carregar informações de condição; usa uma função desobreposição que insere uma PDU de condição em uma PDU dedados para aumentar a eficácia da transmissão de dados; erealiza várias outras funções. Além disso, se a entidade RLCAM encontrar um erro grave no procedimento da operação, em-prega-se uma PDU de Reinicialização, para solicitar à enti-dade RLC AM não-hierarquizado que reinicie todas as opera-ções e parâmetros, e uma PDU de Confirmação de Reinicializa-ção para responder a tal PDU de Reinicialização. Ademais,para dar suporte a essas funções, o RLC AM necessita de vá-rios tipos de parâmetros de protocolo, variáveis de estado etemporizadores. As PDUs usadas para controlar transmissõesde dados do RLC AM, tal como o relatório de condições ou PDUde condição, a PDU de Reinicialização, entre outros, sãochamados de PDUs de Controle, e as PDUs usadas para distri-buir dados de usuários são chamadas de PDUs de Dados.

Um sistema de comunicações móvel difere de uma re-de com fio pelo fato de que os serviços devem ser fornecidosaos terminais móveis sem que haja interrupções. Ou seja, de-ve haver suporte para situações em que o terminal se move deuma região para outra. Se o terminal se move para longe deuma estação base que está acessando atualmente em direção auma nova estação base, a rede deve realizar as operações pa-ra mover o ponto de acesso do terminal para a nova estaçãobase. Enquanto o terminal desconecta seu acesso à estaçãobase anterior e até que o acesso a uma nova estação base se-ja completado, não é possível realizar a transmissão ou re-cepção de dados.

No entanto, todos os dados de usuários possuem umlimite de tempo. Por exemplo, para uma chamada de voz, dados(ou informações) de voz devem ser transmitidos ao destinatá-rio dentro de um período de tempo estabelecido. Além disso,dados, tais como do tipo TCP, devem ser enviados de umtransmissor e recebidos por um receptor dentro de um deter-minado período de tempo, e o receptor deve enviar um confir-mação de recebimento ao transmissor dentro de um determinadoperíodo de tempo. Caso contrário, o transmissor retransmiti-rá os dados TCP.

Revelação da Invenção

Problema Técnico

Em geral, o terminal e a estação base trocam,constantemente, informações de confirmação de transmis-são/recebimento com respeito a dados que foram transmitidose recebidos. Por exemplo, para pacotes TCP, se um pacote forperdido pelas entidades de camada inferior durante a trans-missão, a taxa de transmissão da entidade TCP cai rapidamen-te. Por exemplo, se a entidade TCP envia e recebe dados a100 Mbs/s, mas se até mesmo um pacote for perdido, a taxa detransmissão da entidade TCP pode cair de forma significativapara, por exemplo, 10 Kbs/s.

Sendo assim, para reduzir os efeitos relacionadosaos pacotes TCP, o sistema de comunicações móvel emprega ummodo sem perda para dar suporte ao tráfego de dados (taiscomo pacotes TCP) para interfaces aéreas (isto é, entre aestação base e o terminal). Tal modo sem perda pode ser con-siderado equivalente à utilização do RLC AM, e se o trans-missor não receber confirmação de recebimento dentro de umdeterminado período de tempo para os dados que transmitiu,ou se for recebida uma falha de recebimento relacionada atais dados transmitidos, tais dados são retransmitidos.

No entanto, conforme explicado acima, as retrans-missões nem sempre são realizadas; apenas quando não há con-firmação de transmissão/recebimento dentro de um tempo deretardo de transmissão máximo definido para a interface aé-rea .

Solução Técnica

É preciso oferecer gerenciamento de transferênciade dados aperfeiçoado em uma rede de radiocomunicações.

Sendo assim, as características nesta descriçãoforam desenvolvidas de modo a resolver os problemas descri-tos acima referentes à técnica (anterior). As característi-cas dessa descrição reduzem a transmissão duplicada desne-cessária de dados de usuário pela interface aérea ao reali-zar um gerenciamento de dados eficaz durante o processo detransferência entre células (handover) para um terminal mó-vel, de modo que a taxa de transmissão de dados do usuáriopossa ser aumentada para, dessa forma, aumentar a satisfaçãodo usuário.

Descrição Resumida dos Desenhos

A Figura 1 ilustra um exemplo de arquitetura derede (LTE) E-UMTS.

A Figura 2 ilustra outro exemplo de arquitetura derede E-(LTE) UMTS.

As Figuras 3 e 4 ilustram uma arquitetura de pro-tocolo de interface de rádio exemplificativa de acordo com opadrão de rede de acesso de rádio 3GPP.

A Figura 5 ilustra um processo exemplificativo detransferência entre células para uma ou muitas concretiza-ções possíveis desta revelação.

Modo para a Invenção

A partir de agora, será descrito um procedimentode transferência entre células exemplificativo atualmentedefinido no padrão Evolução a Longo Prazo (LTE). O procedi-mento pode ser resumido nas etapas seguintes, que são mera-mente exemplificativas e não têm a intenção de limitarquaisquer possíveis etapas ou entidades adicionais e/ou al-ternativas .

1) O terminal móvel transmite um relatório de me-dição para a estação base (BS) após certas condições especi-ficadas pela estação base (BS) serem satisfeitas.

2. A BS de origem refere-se ao relatório de medi-ção do terminal móvel para realizar a determinação de trans-ferência entre células. A BS de origem solicita à BS de des-tino que se prepare para a transferência entre células.

3. Após a obtenção de recursos, a BS de destinodistribui, à BS de origem, informações de configuração juntocom um identificador temporário (C-RNTI) com respeito aoterminal móvel correspondente. A BS de origem transmite da-dos de usuário, entre outros, à BS de destino.

4. O terminal móvel recebe um comando de transfe-rência entre células da BS de origem.

5. O terminal móvel restabelece o ambiente de rá-dio com a BS de destino. Aqui, a sincronização de temporiza-ção também é incluída.

6. A BS de destino responde com informações detemporização. Depois disso, o terminal móvel envia uma men-sagem de confirmação de transferência entre células à BS dedestino.

7. A BS de destino informa à BS de origem quantoao êxito da transferência entre células. 7b) A localizaçãodo terminal móvel é atualizada na rede núcleo (CN).

No entanto, no procedimento acima, todos os dadosde usuário de enlace direto na BS de origem são transmitidospara a BS de destino, e todos os dados de usuário de enlacereverso recebidos com êxito são transmitidos da BS de origempara a rede núcleo. Além disso, no procedimento de transfe-rência, todos os novos dados de usuário de enlace direto quechegaram à rede núcleo são transmitidos da rede núcleo dire-tamente para a BS de destino. A BS de destino transmite, pa-ra o terminal móvel, todos os dados de usuário que recebeuda rede núcleo e da BS de origem.

No procedimento de transferência entre células datécnica (anterior) relacionada descrita acima, recursos comfio e sem fio (de rádio) são desperdiçados em grande quanti-dade. Por exemplo, se a BS de origem transmitia alguns dadosde usuário de enlace direto para o terminal móvel, e mesmose tais dados fossem recebidos pelo terminal móvel, tendo emvista que a BS de destino não teria como saber disso, osmesmo dados de usuário seriam transmitidos outra vez para oterminal móvel.

Do mesmo modo, mesmo se os dados de usuário de en-lace reverso transmitidos pelo terminal móvel fossem recebi-dos de maneira adequada em uma estação base correspondenteantes do inicio da transferência entre células, se tais in-formações não tivessem sido distribuídas para o terminal mó-vel, a estação base correspondente consideraria que perdeutais dados de usuário e solicitaria que o terminal móveltransmitisse-os outra vez. Por conseqüência, se o terminalmóvel transmitisse tais dados de usuário mais uma vez, issoresultaria em desperdício de recursos de rádio.

Tal desperdício de recursos de rádio deve ser evi-tado. Isso não importaria se houvesse uma quantidade infini-ta de recursos de rádio, mas dado que os recursos de rádiosão limitados, a transmissão repetida dos mesmos dados ex-cluiria oportunidades de transmissões para novos dados. Issosignifica que determinados dados de usuários não serão dis-tribuídos dentro de um período limitado de tempo, o que re-sulta em reduções severas na taxa de transmissão.

Um aspecto das características na presente descri-ção é a identificação pelos presentes inventores com respei-to aos problemas e desvantagens do procedimento de transfe-rência entre células descrito acima e explicado em mais de-talhes mais à frente. Com base nessa identificação, as ca-racterísticas da presente descrição foram desenvolvidas.

As características da presente descrição podem serconsideradas como um aperfeiçoamento sobre o processo detransferência entre células descrito acima. Por exemplo, opadrão 3GPP e o padrão LTE atual não abordam adequadamente anecessidade de enviar e receber informações de condição (re-lacionadas à condição de recebimento das várias unidades dedados) entre a rede (Nós-B) e o terminal móvel (UE) quando atransferência entre células é realizada. Mais especificamen-te, ao realizar a transferência entre células, a estação ba-se de origem (Nó B, eNB etc.) envia informações à estaçãobase de destino (Nó B, eNB etc.) relacionadas às unidades dedados recebidas (ou não) pelo enlace reverso e/ou direto.Isso permite a sinalização aperfeiçoada entre a estação basede destino e o terminal móvel (UE) durante e após a transfe-rência entre células. Como resultado, a perda de recursos derádio limitados é reduzida para permitir o emprego de taxasde transmissão de dados ideais.

Deve-se observar que a presente descrição trata,em geral, da transferência de pacotes de Protocolo Internet(IP) , que podem ser regulados pelo protocolo de controle detransmissão (TCP) e protocolo de datagrama do usuário (UDP).Em geral, o TCP utiliza controle de fluxo e correção de er-ros para garantir a distribuição de dados, e, por isso, égeralmente usado para tráfegos livres de falhas. Em geral, oUDP é mais rápido do que o TCP, pois não há controle de flu-xo nem correção de falhas, e, por isso, é em geral usado pa-ra a transmissão continua de áudio e video.

Como a comunicação entre a estação base de origeme a estação base de destino é realizada por uma rede baseadaem IP, as características da presente descrição podem sofreralguns problemas de sinalização. Diferente das redes 3GPPque usam técnicas ATM para suportar a distribuição em se-qüência de unidades de dados, a reordenação de unidades dedados pode ser necessária em redes IP. Por exemplo, o uso detemporizadores ou outros elementos e técnicas de processa-mento pode ser usado para dar suporte à função de reordena-ção. Além disso, tendo em vista que as características dapresente descrição utilizam relatórios de condições, outrosdados não poderiam ser transmitidos quando tais relatóriosde condições fossem enviados ou recebidos. No entanto, nãoobstante esses pequenos problemas, a otimização resultantedos procedimentos de transferência resulta no aperfeiçoamen-to da eficácia de transmissão de dados.

A presente revelação propõe que as informações decondição de recebimento de dados (por exemplo, relatório decondição) sejam trocadas entre o usuário (por exemplo, ter-minal móvel) e a rede (por exemplo, estação base) durante oprocedimento de transferência entre células.

Por exemplo, quando o terminal móvel transmite umamensagem de confirmação de transferência entre células parauma nova estação base, um relatório de condições também étransmitido junto a ela. Uma mensagem de relatório de condi-ções pode ser incluída na mensagem de confirmação de trans-ferência entre células. Separada da mensagem de confirmaçãode transferência, a mensagem de relatório de condições podeser enviada e recebida entre entidades RLC. Separada da men-sagem de confirmação de transferência entre células, a men-sagem de relatório de condições pode ser enviada e recebidaentre entidades MAC. A mensagem de relatório de condiçõespode incluir informações relacionadas a dados de usuário re-cebidos de maneira adequada pelo terminal móvel. A mensagemde relatório de condições pode incluir informações relacio-nadas a dados de usuário recebidos de maneira inadequada pe-lo terminal móvel. A mensagem de relatório de condições podeincluir informações relacionadas a dados de usuário com omaior número de seqüência dentre os dados de usuário com nú-meros de seqüência contínuos que foram recebidos adequada-mente no enlace direto pelo terminal móvel a partir da esta-ção base que foi acessada pela última vez antes de acessar anova estação base. A mensagem de relatório de condições podeincluir o número de seqüência dos dados de usuário distribu-idos pela última vez à camada superior pelo terminal móvel,dentro os dados de usuário que foram recebidos no enlace di-reto pelo terminal móvel a partir da estação base acessadapela última vez antes de acessar a nova estação base.Quando a estação base anterior, ou seja, a estaçãobase de origem, envia um comando de transferência entre cé-lulas para o terminal móvel, um relatório de condições étransmitido junto a ele. A mensagem de relatório de condi-ções pode incluir uma mensagem de comando de transferênciaentre células. Separada da mensagem de comando de transfe-rência entre células, a mensagem de relatório de condiçõespode ser enviada e recebida entre entidades RLC. Separada damensagem de comando de transferência entre células, a mensa-gem de relatório de condições pode ser enviada e recebidaentre entidades MAC. A mensagem de relatório de condiçõespode incluir informações relacionadas a dados de usuário re-cebidos corretamente pela estação base de origem. A mensagemde relatório de condições pode incluir informações relacio-nadas a dados de usuário recebidos incorretamente pela esta-ção base de origem. A mensagem de relatório de condições po-de incluir informações relacionadas a dados de usuário com omaior número de seqüência dentre os dados de usuário recebi-dos no enlace reverso pela estação base de origem. A mensa-gem de relatório de condições pode incluir o número de se-qüência dos dados de usuário distribuídos pela última vez àcamada superior pela estação base de origem dentre os dadosde usuário recebidos no enlace reverso pela estação base deorigem. A mensagem de relatório de condições pode incluirtodos os números de seqüência dos dados de usuário distribu-ídos à camada superior pela estação base de origem dentre osdados de usuário recebidos no enlace reverso pela estaçãobase de origem. A mensagem de relatório de condições podeincluir todos os números de seqüência dos dados de usuáriodistribuídos à camada superior pela estação base de origem,após a transmissão de um comando de transferência entre cé-lulas para o terminal móvel, dentre os dados de usuário re-cebidos no enlace reverso pela estação base de origem. A ca-mada superior pode ser uma rede núcleo. As informações damensagem de relatório de condições podem ser geradas com ba-se nos dados de usuário transmitidos e recebidos até o mo-mento quando a estação base de origem envia um comando detransferência entre células para o terminal móvel.

Além disso, a presente revelação propõe que, quan-do um terminal móvel acessar uma nova estação base (isto é,a estação base de destino), essa nova estação base transmitaum relatório de condições quando o terminal móvel realizaacesso enquanto na região ou área gerenciada por essa novaestação base.

Quando uma mensagem de confirmação de transferên-cia entre células é recebida de um terminal móvel, a estaçãobase de destino pode incluir uma mensagem de relatório decondições em sua mensagem de resposta. Quando uma mensagemde confirmação de transferência entre células é recebida deum terminal móvel, a estação base de destino pode transmitiruma mensagem de relatório de condições como resposta. Sepa-rada da mensagem usada para responder a uma mensagem de con-firmação de transferência entre células, a mensagem de rela-tório de condição pode ser enviada e recebida entre entida-des RLC. Separada da mensagem usada para responder uma men-sagem de confirmação de transferência entre células , a men-sagem de relatório de condição pode ser enviada e recebidaentre entidades MAC. A mensagem de relatório de condiçõespode incluir informações relacionadas a dados de usuário re-cebidos de maneira adequada pela rede. A mensagem de relató-rio de condições pode incluir informações relacionadas a da-dos de usuário recebidos de maneira inadequada pela rede. Amensagem de relatório de condições pode incluir informaçõesrelacionadas a dados de usuário com o maior número de se-qüência dentre os dados de usuário recebidos no enlace re-verso pela rede. A mensagem de relatório de condições podeincluir o número de seqüência dos dados de usuário distribu-ídos pela última vez à camada superior pela rede dentre osdados de usuário recebidos no enlace reverso pela rede. Amensagem de relatório de condições pode incluir todos os nú-meros de seqüência dos dados de usuário distribuídos à cama-da superior pela rede dentre os dados de usuário recebidosno enlace reverso pela rede. A mensagem de relatório de con-dições pode incluir todos os números de seqüência dos dadosde usuário distribuídos à camada superior pela estação basede origem, após a transmissão de um comando de transferênciaentre células para o terminal móvel, dentre os dados de usu-ário recebidos no enlace reverso pela estação base de ori-gem. A camada superior pode ser uma rede núcleo. A rede podeser uma estação base de origem, uma estação base de destino,ou ambas. As informações da mensagem de relatório de condi-ções podem ser geradas com base nos dados de usuário trans-mitidos e recebidos até o momento em que a estação base deorigem envia um comando de transferência entre células parao terminal móvel.

Após a transmissão de um comando de transferência,a estação base de origem transmite os dados de usuário deenlace direto em seu armazenamento temporário para a estaçãobase de destino. Nesse processo, dentre todos os dados deusuário de enlace direto que possui, a estação base de ori-gem transmite, à estação base de destino, apenas os dados deusuário para os quais a confirmação de recebimento ainda nãofoi recebida do terminal móvel no momento em que ela trans-mite um comando de transferência entre células.

Após a transmissão de um comando de transferênciaentre células, a estação base de origem transmite os dadosde usuário de enlace direto em seu armazenamento temporáriopara a estação base de destino. Nesse processo, dentre todosos dados de usuário de enlace direto que possui, a estaçãobase de origem transmite, à estação base de destino, apenasos dados de usuário para os quais a confirmação de recebi-mento ainda não foi recebida do terminal móvel no momento emque uma confirmação de recebimento para o comando de trans-ferência entre células enviada ao terminal móvel é recebidapelo terminal móvel. A estação base de origem pode informarà estação base de destino quanto às informações referentesaos dados de usuário que ela enviou com êxito. Após transmi-tir um comando de transferência ao terminal móvel, a estaçãobase de origem pode informar à estação base de destino quan-to às informações referentes aos dados de usuário de enlacereverso recebidos com êxito do terminal móvel e distribuídospara a rede núcleo.A Figura 5 ilustra um exemplo do procedimento detransferência entre células de acordo com uma das muitasconcretizações possíveis da presente revelação. 0 procedi-mento pode ser resumido nas etapas seguintes, que são mera-mente exemplificativas e não têm a intenção de limitarquaisquer possíveis etapas ou entidades adicionais e/ou al-ternativas que possam ser empregadas.

1) 0 terminal móvel transmite um relatório de me-dição à estação base (por exemplo, Nó B: NB; Nó B aperfeiço-ado: eNB etc.) após certas condições especificadas pela es-tação base terem sido satisfeitas.

2) O eNB de origem refere-se ao relatório de medi-ção do terminal móvel para realizar a determinação de trans-ferência entre células. O eNB de origem solicita ao eNB de destino que se prepare para a transferência entre células.

3) Após a obtenção de recursos, o eNB de destinodistribui, ao eNB de origem, informações de configuraçãojunto com um identificador temporário (C-RNTI) com respeitoao terminal móvel correspondente. 0 eNB de origem transmitedados de usuário, entre outros, ao eNB de destino.

4) 0 terminal móvel recebe um comando de transfe-rência entre células do eNB de origem. Depois disso, a esta-ção base distribui os dados de usuário de enlace direto quepossui à estação base de destino. Além disso, neste exemplo,a estação base de origem pode informar à estação base dedestino quanto às informações de transmissão e recepção dosdados de usuário mais recentes.

5) O terminal móvel restabelece o ambiente de rá-dio com o eNB de destino. Aqui, a sincronização de tempori-zação também é incluída.

6) 0 eNB de destino responde com informações detemporização. Depois disso, o terminal móvel envia uma men-sagem de confirmação de transferência entre células para oeNB de destino.

6a) Além disso, o terminal móvel transmite infor-mações de confirmação de recebimento ao eNB de destino.

7a) 0 eNB de destino informa ao eNB de origemquanto ao êxito de transferência entre células.

7b) A localização do terminal móvel é atualizadana rede núcleo (MME/UPE).

6a) Além disso, o eNB de destino transmite infor-mações de confirmação de recebimento ao terminal móvel.

Com referência à Figura 5, o processo de transfe-rência exemplificativo da presente revelação também pode serdescrito em mais detalhes da seguinte maneira: Conforme i-lustrado na Figura 5, deve-se observar que diferentes tiposde sinalização (por exemplo, sinalização L3, sinalizaçãoL1/L2) e de dados (por exemplo, dados de usuário) indicadospelos vários tipos de setas são enviados e recebidos entre arede e o terminal móvel, bem como entre determinadas entida-des de rede.

A princípio, os dados de pacote (isto é, dados deusuário) podem ser distribuídos da rede núcleo (por exemplo,MME/UPE) para o terminal móvel (por exemplo, UE) por meio deuma primeira estação base (por exemplo, Nó B de origem, eNBde origem etc.) . O Nó B de origem envia informações de alo-cação de enlace reverso (UL) para o UE, que pode então envi-ar informações no enlace reverso usando recursos UL alocadoscorretamente.

Depois disso, o UE pode enviar informações (porexemplo, um relatório de medição) relacionadas à determina-das características de comunicação do UE para o Nó B de ori-gem (etapa 1) . 0 UE pode enviar tais informações mediante aocorrência de determinadas situações definidas pela rede(por exemplo, a estação base). Tais situações podem especi-ficar que um relatório de medição seja enviado periodicamen-te ou mediante o acontecimento de algum evento.

Com base nas informações recebidas, o Nó B de ori-gem gera uma decisão de transferência entre células (HO) pa-ra mover (isto é, transferir) o UE para uma célula em um NóB de destino (por exemplo, eNB de destino) . Depois disso, oNó B de origem envia informações (por exemplo, dados de con-texto) para o Nó B de destino, sendo que os dados de contex-to podem conter informações de contexto UE RAN (etapa 2).

Quando do recebimento, o Nó B de destino armazenaos dados de contexto (contexto UE RAN) e reserva determina-dos identificadores (por exemplo, C-RNTI). Em seguida, o NóB de destino pode enviar uma confirmação de contexto de vol-ta ao Nó B, em que a confirmação de contexto pode incluir onovo C-RNTI e outras informações (etapa 3).

Quando do recebimento da confirmação de contexto,o Nó B de origem envia informações de alocação de enlace di-reto (DL) ao UE. Além disso, o Nó B de origem pode enviar umcomando de transferência entre células para o UE, sendo queo comando de transferência entre células pode incluir um no-vo C-RNTI e outras informações (etapa 4).

Depois disso, o UE pode realizar procedimentos pa-ra separar-se da célula antiga (isto é, o Nó B de origem) esincronizar-se com a nova célula (isto é, o Nó B de desti-no) . Neste momento, o Nó B de origem distribui os pacotestemporariamente armazenados e em trânsito para o Nó B dedestino, ou seja, o Nó B de origem distribui dados de usuá-rio ao Nó B de destino. Mediante o recebimento, o Nó B dedestino armazena (temporariamente) os pacotes recebidos doNó B de origem. Ademais, o Nó B de origem envia informaçõesde condição para o Nó B de destino a fim de informá-lo quan-to às informações mais recentes referentes à transmissãoe/ou ao recebimento de pacotes (dados de usuário).

Após isso, o UE pode começar a acessar o Nó B dedestino quando do restabelecimento do ambiente de rádio como Nó B de destino enviando parâmetros, incluindo sincroniza-ção de temporização, ao Nó B de destino (etapa 5).

O Nó B de destino envia, então, ao UE, informaçõesrelacionadas à alocação de enlace reverso (UL) de recursos eajuste de temporização (TA).

Em resposta, o UE envia uma confirmação referenteà transferência entre células (por exemplo, uma mensagem deconfirmação de transferência entre células) para o Nó B dedestino (etapa 6) . Além disso, o UE envia informações comrespeito à condição de pacotes transmitidos e recebidos (porexemplo, um relatório de condições) ao Nó B de destino (eta-pa 6a) .Como resultado, o processo de transferência entrecélulas pode ser considerado completo. 0 Nó B de destino po-de enviar uma mensagem de término de transferência entre cé-lulas ao Nó B de origem (etapa 7a). Ademais, o Nó B de des-tino pode informar à rede núcleo (MME/UPE) quanto à condição(localização) atualizada do UE, ou seja, que o UE realizou atransferência entre células (etapa 7b). Além disso, o Nó Bde destino pode fornecer seu relatório de condições ao UE(etapa 7c).

Enquanto a transferência entre células está em an-damento (isto é, antes da conclusão da transferência entrecélulas), a rede núcleo pode enviar dados de pacote ao Nó Bde origem antes de ser informada do fato de que a transfe-rência entre células do UE ao Nó B de destino está sendo re-alizada. Desse modo, após a conclusão da transferência entrecélulas (isto é, etapas 7a a 7c) , o Nó B de origem liberaseu armazenamento temporário de enlace direto (DL) e conti-nua a distribuir quaisquer pacotes em trânsito. Ou seja,quaisquer pacotes (ou dados de usuário) recebidos pelo Nó Bde origem enquanto a transferência entre células está sendorealizada são, então, distribuídos ao Nó B de destino, que,logo após, dá continuidade ao envio de tais pacotes (ou da-dos de usuário) ao UE.

Após ser informado da localização atualizada do UE(isto é, conclusão de transferência entre células do UE), arede núcleo (MME/UPE) realiza troca de caminhos, de modo quepacotes que foram enviados ao Nó B de origem antes da trans-ferência entre células sejam agora enviados ao Nó B de des-tino, após a transferência entre células. Como resultado, oNó B de destino transfere os pacotes recebidos da rede nú-cleo ao UE, de modo que o usuário (UE) continue a enviar osdados de usuário desejados ou pacotes de maneira ininterrup-ta durante e após a transferência.

Conforme descrito acima, as características dapresente revelação permitem que o terminal móvel e a estaçãobase troquem as informações de confirmação de recebimentomais recentes no processo de transferência entre células, demodo que os mesmos dados de usuário não sejam transmitidosvárias vezes sem necessidade pela interface aérea. Com isso,obtém-se uma taxa de transmissão de dados maior e reduz-sequalquer período de desconexão de serviços que o usuário ve-nha a passar.

Pode-se dizer que a presente revelação oferece umsistema de comunicação móvel que transmite e recebe dadospor meio de uma interface sem fio (de rádio) caracterizadapelo fato de que um procedimento de transferência entre da-dos compreendendo as etapas de descontinuar o acesso a umaprimeira estação base; estabelecer acesso a uma segunda es-tação base; enviar uma mensagem de confirmação de conexão einformações de confirmação de transmissão/recepção à segundaestação base; e receber informações de confirmação de trans-missão/recepção a partir da segunda estação base.

A presente invenção oferece um método de gerencia-mento de transferência de dados para um sistema de comunica-ções sem fio, o método realizado por um nó de rede de origemcompreendendo: receber um relatório de condições de recebi-mento a partir de um terminal móvel; transferir o relatóriode condições de recebimento recebido para um nó de rede dedestino para dar suporte à transferência entre células, pro-cessar o relatório de condições de recebimento recebido rea-lizando a formatação de protocolo adequada, de modo que orelatório de condições de recebimento recebido seja transfe-rido do nó de rede de origem para o nó de rede de destino naforma de informações de condição de recebimento, e decidirsobre a necessidade de se realizar a transferência entre cé-lulas do terminal móvel do nó a partir da rede de origem pa-ra o nó da rede de destino; em que o relatório de condiçãode recebimento está relacionado a dados recebidos correta-mente, dados recebidos incorretamente, ou ambos; a recepçãoé realizada por meio de uma interface sem fio com o terminalmóvel; a transferência é realizada por meio de uma interfacecom fio com o nó da rede de destino, e o nó de rede é pelomenos um dentre de uma estação de base, um Nó B ou um Nó Baperfeiçoado .

Além disso, a presente invenção oferece um métodode gerenciamento de transferência de dados para um sistemade comunicações sem fio, o método sendo realizado por umterminal móvel compreendendo: receber um comando de transfe-rência entre células a partir de uma rede; restabelecer umaligação de rádio com base no comando de transferência entrecélulas recebido; transmitir um relatório de condições derecebimento a um nó de rede de destino na ligação de rádiorestabelecida; enviar informações de sincronização ao nó derede de destino; receber, do nó de rede de destino, recursosde alocação de enlace reverso e informações de avanço detemporização para o terminal móvel; enviar uma mensagem deconfirmação de transferência entre células ao nó de rede dedestino indicando que a transferência entre células foi con-cluída; enviar o relatório de condições de recebimento ao nóde rede de destino após enviar a mensagem de confirmação detransferência entre células; e receber um relatório de con-dições do nó de rede de destino após a transferência entrecélulas ser concluída; em que o comando de transferência en-tre células inclui um novo identificador temporário para oterminal móvel; a etapa de restabelecer adicionalmente com-preende: separar-se de um nó de rede de origem e sincroni-zar-se com o nó de rede de destino; transmitir o relatóriode condições de recebimento ao nó de rede de destino apósenviar a mensagem de confirmação de transferência entre cé-lulas; transmitir o relatório de condições de recebimentousando uma mensagem de confirmação de transferência entrecélulas.

Ademais, a presente invenção oferece um método degerenciamento de transferência de dados para um sistema decomunicações sem fio, o método realizado por um nó de redede origem compreendendo: transmitir um comando de transfe-rência entre células a um terminal móvel; transferir dadosde usuário de enlace direto a um nó de rede de destino; etransmitir informações de condição ao nó de rede de destino;transferir uma mensagem de confirmação de transferência en-tre células que é recebida do terminal móvel ao nó de redede destino; em que as informações de condição indicam infor-mações referentes à transmissão e ao recebimento de dados deusuário.

Deve-se observar que as características da presen-te revelação são referentes a problemas relacionados à evo-lução a longo prazo (LTE) do padrão 3GPP. Desse modo, a 3GPPTS 25.813 (LTE TR) e suas seções ou partes relacionadas, bemcomo seus vários aperfeiçoamentos em desenvolvimento perten-cem à presente revelação. Tais aperfeiçoamentos e evoluçõesresultaram no uso de um prefixo específico (a letra E) aorotular várias entidades de rede (por exemplo, e-Nó Β), ca-madas de protocolo, canais, entre outros. No entanto, pode-se perceber claramente que tal rotulação e outras terminolo-gias são meramente exemplificativas e, desse modo, podem seralteradas (ou, mais tarde, esclarecidas) como resultado dediscussões em andamento ou futuras.

A presente revelação descreve várias concretiza-ções ilustrativas. O âmbito das reivindicações pretende co-brir várias modificações e combinações equivalentes das con-cretizações ilustrativas reveladas nesse relatório. Ora,portanto, as reivindicações seguintes devem ser interpreta-das, com bom senso, da forma mais ampla, a fim de cobrir mo-dificações, estruturas equivalentes e características emconsonância com a essência e âmbito das características re-veladas neste documento .

Claims (18)

1. Método de gerenciamento de transferência de da-dos para um sistema de comunicações sem fio, o métodoCARACTERIZADO por compreender:receber, por um nó de rede fonte, um relatório demedição a partir de um terminal móvel; edecidir, pelo nó de' rede fonte, uma transferênciaentre células com base no relatório de medida; etransferir, pelo nó de rede fonte, uma mensagem deestado para o nó de rede alvo, em que a mensagem de estadocompreende informação indicando blocos de dados recebidoscorretamente, blocos de dados recebidos incorretamente, ouambos blocos de dados recebido corretamente e blocos de da-dos recebidos incorretamente.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado está re-lacionada ao encaminhamento de dados de enlace ascendente.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:receber um identificador temporário (C-RNTI) apartir de um nó de rede alvo para a transferência entre cé-lulas.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado adicio-nalmente compreende informação indicando um número de se-qüência de um próximo bloco de dados de enlace descendenteque deveria ser atribuído pelo nó de rede alvo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado adicio-nalmente compreende informação indicando um número de se-qüência de um primeiro bloco de dados de enlace ascendentefaltante.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO adicionalmente por compreender:encaminhar, para um nó de rede alvo, bloco de da-dos que não foram acusados pelo terminal.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado é umamensagem de transferência de estado de número de seqüência.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o nó de rede fonte é pelo me-nos um dentre uma estação base fonte, um Nó B fonte e um NóB aperfeiçoado fonte.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o nó de rede alvo é pelo me-nos um dentre uma estação base alvo, um Nó B alvo e um Nó Baperfeiçoado alvo.

10. Nó de rede, CARACTERIZADO por compreender:uma entidade de Controle de Acesso a Midia (MAC);uma entidade de Controle de Enlace de Rádio (RLC)conectada à entidade MAC; euma entidade de Controle de Recurso de Rádio (RRC)conectada à entidade RLC,em que o nó de rede recebe um relatório de mediçãoa partir de um terminal, decide uma transferência entre cé-lulas com base no relatório de medida, e transmite uma men-sagem de estado para o outro nó de rede,em que a mensagem de estado compreende informaçãoindicando blocos de dados recebidos corretamente, blocos dedados recebidos incorretamente, ou ambos blocos de dados re-cebido corretamente e blocos de dados recebidos incorreta-mente .

11. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado está re-lacionada ao encaminhamento de dados de enlace ascendente.

12. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que recebe um identificador tem-porário (C-RNTI) a partir de um outro nó de rede para atransferência entre células.

13. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado adicio-nalmente compreende informação indicando um número de se-qüência de um próximo bloco de dados de enlace descendenteque deveria ser atribuído pelo outro nó de rede.

14. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado adicio-nalmente compreende informação indicando um número de se-qüência de um primeiro bloco de dados de enlace ascendentefaltante.

15. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que encaminha bloco de dados quenão foram acusados pelo terminal, para o outro nó de rede.

16. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de estado é umamensagem de transferência de estado de número de seqüência.

17. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de ser pelo menos um dentre uma es-tação base fonte, um Nó B fonte e um Nó B aperfeiçoado fon-te.

18. Nó de rede, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que o outro nó de rede é pelo me-nos um dentre uma estação base alvo, um Nó B alvo e um Nó Baperfeiçoado alvo.