ES2219879T3 - Transmision por paquetes en sistemas de telecomunicaciones moviles. - Google Patents
Transmision por paquetes en sistemas de telecomunicaciones moviles.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA CONTROLAR LA TRANSMISION DE PAQUETES EN CONJUNCION CON UN SERVICIO DE RADIO DE PAQUETES EN UN SISTEMA DE RADIO, QUE COMPRENDE UNA ESTACION BASE (100) Y UN CIERTO NUMERO DE TERMINALES SUSCRIPTORES (102 A 106), QUE TRANSMITEN DATOS A LA ESTACION BASE EN FORMA DE PAQUETES UTILIZANDO EL MISMO CANAL DE TRANSMISION. EN DICHO PROCEDIMIENTO LA ESTACION BASE TRANSMITE PAQUETES A LOS TERMINALES, Y DICHOS PAQUETES CONTIENEN DATOS (HDR) INDICANDO A QUE TERMINAL VA DIRIGIDO CADA PAQUETE, DATOS REALES (DATOS), Y DATOS DE CONTROL (USF) QUE CONTROLAN LA TRANSMISION DE LOS TERMINALES EN EL CANAL DE TRANSMISION. PARA PERMITIR LA UTILIZACION EFICIENTE DE LOS RECURSOS DEL CAMINO DE RADIO CUANDO NO HAY DATOS REALES, LA ESTACION BASE TRANSMITE PAQUETES A LOS TERMINALES, QUE COMPRENDEN LOS DATOS DE CONTROL (USF) DE LA TRANSMISION PERO NO LOS DATOS REALES.
Description
Transmisión por paquetes en sistemas de
telecomunicaciones móviles.
La presente invención se refiere a un método de
control de transmisión de paquetes conjuntamente con un servicio de
radiocomunicaciones por paquetes en un sistema de
radiocomunicaciones, comprendiendo el método: la transmisión de
datos hacia una estación base en forma de paquetes utilizando un
canal de transmisión común desde una serie de terminales de
abonado; la transmisión de paquetes hacia los terminales desde la
estación base a través del canal de transmisión, comprendiendo los
paquetes: un campo reservado para datos que indica a qué terminal
están destinados los paquetes; un campo reservado para datos de
control que controla la transmisión en el canal de transmisión; y
un campo reservado para datos reales en el caso de que existan datos
reales a transmitir.
Conjuntamente con los sistemas de
radiocomunicaciones, los servicios de radiocomunicaciones por
paquetes se refieren a un servicio que utiliza la técnica por
conmutación de paquetes conocida a partir de las redes fijas. Los
sistemas comerciales de radiocomunicaciones utilizados son
normalmente por conmutación de circuitos. La conmutación de
circuitos es un método en el que se crea una conexión entre los
usuarios asignando una cantidad predeterminada de capacidad de
transmisión a la conexión. Durante toda la conexión, la capacidad
de transmisión está asignada exclusivamente a la conexión. La
conmutación por paquetes es un método en el que se crea una
conexión entre los usuarios transmitiendo datos en paquetes que
comprenden datos de dirección y de control. Varias conexiones pueden
utilizar simultáneamente la misma conexión de transmisión. El uso
de sistemas de radiocomunicaciones por conmutación de paquetes
particularmente en la transmisión de datos ha sido objeto de
investigación en los últimos años, ya que el método de conmutación
de paquetes resulta muy adecuado para la transmisión de datos
requerida en el software, en el que los datos a transmitir se
generan en ráfagas. En tal caso no es necesario reservar la conexión
de transmisión de datos durante todo el tiempo, solamente para la
transmisión de paquetes. Con esta configuración se pueden conseguir
ahorros considerables en los costes y en la capacidad, tanto cuando
se está construyendo una red como cuando está siendo utilizada.
Actualmente, las redes de radiocomunicaciones por
paquetes resultan particularmente interesantes ya que se está
desarrollando adicionalmente el sistema GSM; a continuación se hace
referencia al GPRS (Servicio General de Radiocomunicaciones por
Paquetes). La propuesta de especificación GSM ETSI (ETSI GSM 03.64,
Versión 1.2.0, 3 de Marzo de 1997) describe la interfaz aérea en el
GPRS entre la parte de la red y el terminal de abonado.
En el sistema GSM, un canal físico es un
intervalo de tiempo en una trama TDMA. La trama TDMA tiene ocho
intervalos de tiempo. Según la propuesta de especificación GSM
03.64 ETSI, para establecer una conexión de radiocomunicaciones por
paquetes y para la transmisión de paquetes se definen uno o varios
canales físicos, un PDCH (Canal de Datos por Paquetes) que en la
práctica es un canal de tráfico. Los canales lógicos están situados
en el PDCH. Los canales lógicos se dividen en canales PCCCH (Canal
de Control Común por Paquetes) y canales de tráfico de paquetes.
Los canales de tráfico de paquetes comprenden canales PDTCH (Canal
de Tráfico de Datos por Paquetes) y canales PACCH (Canal de Control
Asociado por Paquetes). Los canales PCCH comprenden canales PRACH
(Canal de Acceso Aleatorio por Paquetes), canales PPCH (Canal de
Búsqueda por Paquetes), canales PAGCH (Canal de Conexión de Acceso
por Paquetes) y canales PBCCH (Canal de Control de Difusión por
Paquetes).
El sistema reserva recursos de un camino de
radiocomunicaciones para diferentes direcciones de transmisión de
forma asimétrica, en otras palabras de forma mutuamente
independiente. En la dirección de enlace ascendente, en otras
palabras desde un terminal a una estación base, el camino de
radiocomunicaciones puede ser utilizado simultáneamente por más de
un terminal, y en tal caso los terminales compiten por el uso del
canal. El sistema controla el uso del camino de radiocomunicaciones
de tal manera que la estación base transmite paquetes de datos a
los terminales, y estos paquetes comprenden datos que indican a qué
terminal está destinado cada paquete. Los paquetes comprenden además
datos de control que controlan la transmisión de los terminales en
el canal de transmisión.
Como las transmisiones en direcciones diferentes
de transmisión son independientes entre ellas, puede surgir
fácilmente una situación en la que un terminal tenga algo a
transmitir, pero la estación base no tenga datos a transmitir hacia
los terminales. No obstante, en una solución de la técnica anterior
los terminales no pueden transmitir ya que no están recibiendo datos
desde la estación base que indiquen el usuario del camino de
radiocomunicaciones. En tal caso, se obliga a que los terminales
esperen a que la estación base transmita datos hacia un terminal.
De este modo los recursos del camino de radiocomunicaciones se
utilizan de una manera bastante ineficaz en ese momento.
El documento W0 96/33586 da a conocer
procedimientos de acceso aleatorios en un tipo de protocolo aloha a
intervalos de reserva. El documento EP 0483546 da a conocer métodos
para comunicar información bidireccionalmente en una red
inalámbrica.
Por esta razón, un objetivo de la presente
invención es proporcionar un método por medio del cual los recursos
del camino de radiocomunicaciones se pueden utilizar de una forma
más eficaz que anteriormente.
Este objetivo se alcanza con el método del tipo
descrito en la introducción, estando caracterizado el método porque
cuando no se dispone de datos reales a transmitir en el campo
reservado para datos reales, la estación base transmite paquetes
que comprenden: datos de control en el campo reservado para datos
de control de transmisión; datos predeterminados en el campo
reservado para datos que indican a qué terminal están destinados los
paquetes, los datos predeterminados indican que los paquetes que
están siendo transmitidos no están destinados a ninguno de los
terminales; y no se transmiten datos reales en el campo reservado
para datos reales.
El método de la invención presenta varias
ventajas. Por medio de la invención el tráfico en direcciones de
transmisión diferentes se puede controlar con independencia de si
una estación base dispone de datos a transmitir hacia los
terminales. De este modo se puede aumentar sustancialmente la
capacidad del enlace ascendente.
A continuación se describirá más detalladamente
la invención haciendo referencia a los ejemplos según los dibujos
adjuntos, en los cuales:
la Figura 1 ilustra un sistema en el que se puede
aplicar el método de la invención,
la Figura 2 muestra una estructura típica de una
trama por división de tiempo GSM, y
la Figura 3 ilustra la estructura de un paquete
típico transmitido por una estación base.
En primer lugar se observará la Figura 1 que
ilustra un sistema de radiocomunicaciones en el que se puede
utilizar el método de la invención. El sistema de
radiocomunicaciones comprende por lo menos una estación base 100 que
se comunica con terminales 102 a 106 de abonado en su área. A su
vez, un controlador 114 de estaciones base controla el
funcionamiento de una o varias estaciones base. En los sistemas de
radiocomunicaciones, el tráfico de voz y datos de un usuario se
transmite entre una estación base y un terminal de abonado
utilizando canales de tráfico. Además, entre la estación base y el
terminal de abonado se necesitan varios mensajes de control y datos
del sistema transmitidos en canales de control. A continuación se
describirá la solución de la invención cuando se aplica al sistema
GSM aunque sin limitarla a dicho sistema GSM.
La Figura 2 muestra la estructura típica de una
trama GSM. La trama GSM comprende ocho intervalos de tiempo,
numerados del 0 al 7. Una estación base transmite típicamente
varias frecuencias de onda portadora, presentando cada una de ellas
en la práctica una trama que comprende ocho intervalos de tiempo.
Evidentemente, en la práctica, en la dirección de transmisión
opuesta se utiliza una trama correspondiente.
En este ejemplo, considérese que los terminales
102 y 104 de los terminales de abonado de la Figura 1 utilizan una
conexión por conmutación de paquetes y el terminal 106 está en
conexión normal 112 por conmutación de circuitos con la estación
base 100. La estación base 100 transmite una trama según la Figura
2 a una frecuencia determinada. Considérese que al equipo terminal
106 se le asigna el intervalo 4 de tiempo para una conexión por
conmutación de circuitos, por ejemplo para una llamada telefónica
normal. Considérese además que el intervalo 1 de tiempo está
reservado para el tráfico en forma de paquetes, en otras palabras
este intervalo de tiempo se utiliza para crear un canal PDCH (Canal
de Datos por Paquetes) por medio del cual se transmiten los
paquetes de todos los terminales que utilizan una conexión por
conmutación de paquetes. De este modo, el tráfico 108, 110 entre los
terminales 102, 104 y la estación base 100 se produce en este
intervalo de tiempo.
De este modo, los terminales 102 y 104 transmiten
sus paquetes de datos hacia la estación base 100 utilizando el
mismo canal de transmisión. Evidentemente, en tal caso se necesita
un sistema de control por medio del cual el canal se puede dividir
de una manera controlada entre varios terminales que utilicen el
mismo canal. En el método de la invención, este control es ejecutado
por la estación base de tal manera que los paquetes transmitidos
hacia los terminales por la estación base comprenden datos de
control por medio de los cuales los terminales pueden detectar de
quién es el turno en un momento específico para transmitir datos
hacia la estación base.
La figura 3 ilustra la estructura de un paquete
típico transmitido por una estación base. El paquete comprende tres
campos principales: un encabezamiento MAC (Control de Acceso a los
Medios), un campo de datos y un campo BCS (Secuencia de
Comprobación de Bloque). El encabezamiento MAC comprende tres
componentes: una USF (Bandera de Estado del Enlace Ascendente) que
indica un estado del enlace ascendente al terminal, en otras
palabras a qué terminal se le permite a continuación transmitir
datos hacia la estación base utilizando el canal de transmisión
común. T es un Indicador de Tipo de Bloque y PC son datos
relacionados con la regulación de potencia. Estos campos no son
esenciales para la invención, por lo que no se describen en el
presente documento más detalladamente. Se aplica la misma
consideración al campo BCS asociado a una capa de enlace
físico.
A su vez, un bloque de datos comprende dos
partes. La primera parte es el denominado encabezamiento RLC
(Encabezamiento de Control de Enlace de Radiocomunicaciones), en el
cual se transmiten los datos denominados de Identidad de Trama
Temporal (TFI), sobre la base de los cuales los terminales pueden
identificar a qué terminal están destinados los datos de un paquete.
Los datos se incluyen en esta última parte del campo de datos.
La estructura anterior y las diferentes partes
del paquete se describen más detalladamente en el documento del
ETSI GSM 03.64 Versión 1.20. De este modo en la presente solicitud
a una unidad de transmisión se le denomina paquete. Un servicio de
radiocomunicaciones por paquetes puede formar parte de una red de
transmisión por paquetes más extensa. En tal caso, el paquete de la
solicitud puede ser un paquete parcial o una sección del paquete
total de la red de transmisión por paquetes, el cual está dividido
en varios paquetes parciales o secciones para la transmisión que
tiene lugar en un camino de radiocomunicaciones. Un ejemplo de una
red de transmisión por paquetes más extensa es Internet.
Cuando una estación base dispone de datos
destinados a un terminal, la estación base transmite los datos
utilizando los paquetes descritos anteriormente. Los datos TFI del
paquete indican a qué terminal está destinado el paquete y el campo
USF en el paquete indica a qué terminal se le permite transmitir en
la dirección de enlace ascendente en un momento específico.
En la solución de la invención, cuando no se
disponen de datos reales, una estación base transmite hacia los
terminales paquetes que comprenden datos de control de la
transmisión pero no datos reales. De este modo, en estos paquetes,
el campo de datos no comprende datos destinados a un terminal, sino
que en lugar de los datos existe bien una secuencia arbitraria de
bits o bien una secuencia predeterminada de bits. De este modo los
paquetes comprenden el campo USF que comprende, no obstante, datos
que indican a qué terminal se le permite transmitir en la dirección
de enlace ascendente.
Para evitar que el terminal intente identificar
un campo de datos que no comprende datos significativos, los
paquetes de la solución de la invención comprenden datos que
indican que el paquete no comprende datos a transmitir hacia los
terminales. Esto se implementa por medio de los datos TFI. Para los
bits TFI se escoge una combinación que no indica ningún terminal que
esté utilizando la conexión. De este modo cada terminal recibe un
paquete transmitido, a partir del mismo identifica el campo USF y
la información incluida en él en el uso del enlace ascendente,
identifica los datos TFI y sobre la base de los mismos reconoce que
el paquete no comprende datos reales destinados a él.
Por esta razón, el método de la invención se
puede aplicar preferentemente de forma conjunta con el servicio de
radiocomunicaciones por paquetes GPRS, aunque también se puede
aplicar en otros servicios en los que el control de enlace
ascendente se realiza mediante paquetes de datos transmitidos por
una estación base.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente
en relación con el ejemplo según los dibujos adjuntos, debe
entenderse que la invención no se limita al mismo, sino que se
puede modificar de muchas maneras dentro del alcance de la idea de
la invención expuesta en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Método de control de transmisión de paquetes
conjuntamente con un servicio de radiocomunicaciones por paquetes en
un sistema de radiocomunicaciones, comprendiendo el método:
la transmisión de datos hacia una estación base
(100) en forma de paquetes utilizando un canal de transmisión común
desde una serie de terminales (102 a 106) de abonado;
la transmisión de paquetes hacia los terminales
(102 a 106) desde la estación base (100) a través del canal de
transmisión, comprendiendo los paquetes:
un campo (HDR) reservado para datos que indican a
qué terminal están destinados los paquetes;
un campo (USF) reservado para datos de control
que controlan la transmisión en el canal de transmisión; y
un campo (DATOS) reservado para datos reales
cuando se disponga de datos reales a transmitir,
caracterizado porque
cuando no se dispone de datos reales a transmitir
en el campo reservado para datos reales, la estación base transmite
paquetes que comprenden:
datos de control en el campo (USF) reservado para
datos de control de transmisión;
datos predeterminados en el campo (HDR) reservado
para datos que indican a qué terminal están destinados los
paquetes, los datos predeterminados indican que los paquetes que
están siendo transmitidos no están destinados a ninguno de los
terminales; y
la no transmisión de datos reales en el campo
(DATOS) reservado para datos reales.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el método comprende además la
transmisión de datos que indican que los paquetes no contienen
datos reales.
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los paquetes tienen campos similares a
los paquetes de datos convencionales, y los datos predeterminados
indican que en lugar de datos reales se transmite una secuencia
arbitraria de bits.
4. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los paquetes tienen campos similares a
los paquetes de datos convencionales, y los datos predeterminados
indican que en lugar de datos reales se transmite una secuencia
predeterminada de bits.
5. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de radiocomunicaciones por
paquetes forma parte de una red de transmisión por paquetes más
extensa, cuyos paquetes comprenden uno o más paquetes del sistema
de radiocomunicaciones por paquetes.
6. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el servicio de radiocomunicaciones por
paquetes es el Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes
(GPRS).
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