ES2249261T3 - Sistema de comunicacion y metodo para equilibrar y adaptar la velocidad de bits de canales de transporte a la velocidad de bits de un canal fisico. - Google Patents

Sistema de comunicacion y metodo para equilibrar y adaptar la velocidad de bits de canales de transporte a la velocidad de bits de un canal fisico.

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ES2249261T3 ES00923043T ES00923043T ES2249261T3 ES 2249261 T3 ES2249261 T3 ES 2249261T3 ES 00923043 T ES00923043 T ES 00923043T ES 00923043 T ES00923043 T ES 00923043T ES 2249261 T3 ES2249261 T3 ES 2249261T3
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Abstract

Un método para controlar la adaptación de velocidad entre una pluralidad de canales de transporte (300) usados para proporcionar servicios a un terminal móvil, que comprende adaptar velocidad de transmisión de bits (604- 610) de los canales a un canal físico (312) usando medidas de desplazamiento relativo, siendo cada medida de desplazamiento una medida de calidad relativa indicativa de una diferencia de calidad entre los diversos servicios normalmente usados por el terminal móvil, caracterizado por los pasos de: - señalar desde una red (120) al terminal móvil (130), una pluralidad de medidas de desplazamiento relativo (rm) asociadas con los diferentes canales; y - usar reglas preestablecidas y dichas medidas de desplazamiento relativo para la adaptación de velocidad de transferencia de bits de los canales al canal físico (312); - realizar la adaptación de velocidad de transferencia de bits tanto en el terminal móvil como en la red; y - soportando cada canal al menos uno de los servicios que son multiplexados en el canal físico (312), el cual soporta todos los servicios normalmente en uso por el terminal móvil.

Description

Sistema de comunicación y método para equilibrar y adaptar la velocidad de bits de canales de transporte a la velocidad de bits de un canal físico.
Antecedentes técnicos del invento
El invento presente se refiere en general al campo de las telecomunicaciones y, en particular, a un método y a un sistema de comunicaciones que señala valores de desplazamiento relativo a un terminal móvil de manera que la red y el terminal móvil pueden adaptar y equilibrar las velocidades de transferencia de bits de múltiples canales de transporte que manejan servicios múltiples a la velocidad de transferencia de bits de un canal físico que maneja servicios multiplexados.
Descripción de la técnica relacionada
Los operadores de la red opinan que al comienzo del próximo milenio habrá más de 800 millones de abonados de teléfonos móviles en todo el mundo. Para entonces, el número de teléfonos inalámbricos puede ser igual o exceder incluso al número de teléfonos por cable.
Conforme se acerca el milenio, está claro que el siguiente desarrollo significativo de las comunicaciones inalámbricas implicará la estandarización de servicios inalámbricos de tercera generación. Los servicios inalámbricos de tercera generación permitirán a los usuarios, por ejemplo, realizar llamadas de vídeo a amigos y colegas con terminal móvil, accediendo simultáneamente a una base de datos distante desde el mismo terminal móvil, o recibir correos electrónicos y llamadas telefónicas.
Una plataforma o norma posible para los servicios inalámbricos de tercera generación es conocida como Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA). La norma WCDMA soporta comunicaciones tanto de conmutación por paquetes como de circuitos conmutados, tales como hojeo por Internet y servicios telefónicos terrestres tradicionales, respectivamente. Telefonaktiebolaget LM Ericsson (cesionario de la solicitud presente), es un partidario importante de la norma WCDMA que ha sido sometida a la International Telecommunication Union (ITU). La ITU es el organismo que selecciona las plataformas o normas que deben soportar los servicios de tercera generación a ser usados en lo que es conocido como un sistema de telecomunicaciones móvil universal (UMTS).
Independientemente de la norma que sea seleccionada por la ITU para proporcionar servicios inalámbricos de tercera generación, el UMTS será capaz de soportar todavía muchos servicios diferentes, al mismo tiempo, para un usuario particular de un terminal móvil. Cada servicio que incluya, por ejemplo, datos, correo electrónico, conversación, Internet, Intranet, fax, transmisión de vídeo, o videoconferencia, puede tener requisitos o grado de calidad (protección) diferentes cuando se comparan con la protección requerida por otro servicio. Por ejemplo, el servicio de videoconferencia requerirá probablemente un mayor grado de calidad (por ejemplo, calidad de servicio) o ligeramente más protección que la de los servicios de fax.
La norma WCDMA actual permite múltiples servicios, teniendo cada uno de ellos un grado diferente de protección para ser usado al mismo tiempo por un terminal móvil. Sin embargo, ninguna de las normas actuales proporciona un principio de señalización eficiente que permita a la vez a una red y a un terminal móvil adaptar y equilibrar las velocidades de transferencia de bits de múltiples canales de transporte que manejan múltiples servicios a la velocidad de transferencia de bits de un canal físico que maneja servicios multiplexados.
El documento US-A-5 490 136 describe un sistema de radiocomunicaciones que usa la norma WCDMA con la que es posible multiplexar dos corrientes de información de velocidad variable, transportando una, por ejemplo, conversación y la otra señales de control, por el mismo canal de radio que tiene una velocidad de transmisión máxima que puede variar dependiendo de las condiciones del sistema. El sistema permite un número de velocidades de transmisión diferente entre estaciones móviles y estaciones de base. De acuerdo con el invento, la elección de velocidad de transmisión se hace sobre la base de una evaluación conjunta de las necesidades de las corrientes de información individuales para mantener constante la calidad del servicio. Antes de que una corriente sea enviada por un canal de radio, es asociada a una redundancia que es seleccionada entre un conjunto de esquemas de redundancia posibles y determina un aumento de la velocidad de la corriente.
Breve descripción del invento
El invento presente es un sistema y método de comunicaciones que permite equilibrar y adaptar las velocidades de diferentes tipos de servicios usados simultáneamente por un terminal móvil. Más específicamente, el sistema de comunicaciones incluye una red y un terminal móvil, cada uno capaz de adaptar las velocidades de transferencia de bits de una pluralidad de canales de transporte, cada uno manejando un servicio a una velocidad de transferencia de bits de un canal físico que maneja servicios multiplexados usando medidas de desplazamiento relativo y reglas preestablecidas. La red asigna y señala las medidas de desplazamiento relativo al terminal móvil.
Breve descripción de los dibujos
Puede conseguirse una comprensión más completa del método y aparato del invento presente haciendo referencia a la siguiente descripción detallada cuando se realiza junto con los dibujos que se acompañan, en los que:
la Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra los componentes básicos de un sistema ejemplar de comunicaciones de acuerdo con el invento presente;
la Figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra varias capas de protocolo de un interfaz de radio mostrado en el sistema de comunicaciones de la Figura 1;
la Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra con mayor detalle una capa física del interfaz de radio entre un terminal móvil y la red del sistema de comunicaciones de la Figura 1:
la Figura 3a es un diagrama de bloques que ilustra una unidad de adaptación de velocidad incorporada dentro de la red de la Figura 3;
la Figura 3b es un diagrama de bloques que ilustra una unidad de adaptación de velocidad incorporada dentro del terminal móvil de la Figura 3;
las Figuras 4a y 4b son diagramas de los resultados preadaptación y postadaptación de un primer ejemplo que ilustra cómo determinar la adaptación total de la velocidad de acuerdo con el invento presente;
las Figuras 5a y 5b son diagramas de los resultados preadaptación y postadaptación de un segundo ejemplo que ilustra cómo determinar la adaptación total de la velocidad de acuerdo con el invento presente;
la Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos básicos de un método preferido de acuerdo con el invento presente; y
la Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de adaptación de velocidad del método preferido mostrado en la Figura 6.
Descripción detallada de los dibujos
Con referencia a los dibujos, en los que iguales números representan las mismas partes en las Figuras 1-7, se describen como ejemplo un sistema de comunicación 100 y el método preferido 600 de acuerdo con el invento presente.
Aunque el sistema de comunicación 100 será descrito con referencia a un sistema de telecomunicaciones móvil universal (UMTS) y a la norma WCDMA, deberá entenderse que el invento presente puede ser usado en cualquier sistema de comunicaciones que permita a un suscriptor móvil usar múltiples servicios al mismo tiempo. De acuerdo con esto, el sistema de comunicaciones 100 y el método preferido 600 no han de ser considerados de una manera limitada.
Con referencia a la Figura 1, un diagrama de bloques ilustra los componentes básicos del sistema de comunicaciones 100. Ciertos detalles asociados con el sistema de comunicaciones 100 son conocidos en la industria y por lo tanto no necesitan ser descritos aquí. Por consiguiente, por claridad, la descripción que se ofrece más adelante en relación con el sistema de comunicaciones 100 omite algunos componentes no necesarios para comprender el invento.
En general, el sistema de comunicaciones 100 opera señalando una pluralidad de valores de desplazamiento de adaptación de velocidad desde una red a un terminal móvil, en el que cada valor de desplazamiento de adaptación de velocidad es una medida de calidad relativa indicativa de una diferencia de calidad entre los diversos servicios usados normalmente por el terminal móvil. El terminal móvil (durante las comunicaciones de enlace ascendente) o la red (durante las comunicaciones de enlace descendente) opera adaptando las velocidades de transferencia de bits de una pluralidad de canales de transporte, soportando cada uno de ellos un servicio a la velocidad de transferencia de bits del canal físico que soporta los servicios multiplexados usando reglas preestablecidas y valores de desplazamiento de adaptación de velocidad. Por lo tanto, el terminal móvil (durante las comunicaciones de enlace descendente) o la red (durante las comunicaciones de enlace ascendente) opera para reproducir la adaptación previa usando reglas preestablecidas y los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad.
El sistema de comunicaciones 100 descrito en el contexto del sistema de telecomunicaciones móvil universal (UMTS) puede incluir una red representativa de núcleo externo, orientada a estar conectada, mostrada como una nube 102, por ejemplo, la Public Switched Telephone Network (PSTN) y/o la Integrated Services Digital Network (ISDN). Una red de núcleo externo representativa, orientada a no estar conectada, mostrada como una nube 104, puede ser, por ejemplo, Internet. Ambas redes de núcleo 102 y 104 están acopladas a los nodos de servicio correspondientes 110. La red 102 PSTN/ISDN orientada a la conexión está conectada a un nodo de servicio orientado a la conexión y mostrada como un nodo de un centro de conmutación móvil (MSC) 112, que proporciona servicios de circuitos conmutados. Y la red de Internet 104, orientada a no tener conexión, está conectada a un nodo 114 de General Packet Radio Service (GPRS) diseñado para proporcionar servicios del tipo de paquete conmutado.
Cada uno de los nodos de servicios 112 y 114 de la red de núcleo se conecta a una UMTS Terrestrial Radio Acces Network (UTRAN) 120 por medio de un interfaz UTRAN (I_{u}). La UTRAN 120 incluye uno o más controladores de red de radio (RNCs) 122. Cada RNC 122 está conectado a una pluralidad de estaciones de base (BS) 124 y a cualquier otro RNC de la UTRAN 120. Las radiocomunicaciones entre las estaciones de base 124 y los terminales móviles (MT) 130 se establecen por medio de un interfaz de radio. El acceso de radio está basado en la norma de banda ancha-CDMA (WCDMA) con canales de radio individuales asignados usando códigos de difusión WCDMA.
El WCDMA proporciona el amplio ancho de banda para servicios de multimedia y otras demandas de alta velocidad, así como unas robustas características como diversidad de transferencia y receptores RAKE para asegurar una alta calidad. Como se ha mencionado anteriormente, el WCDMA es capaz de soportar muchos servicios diferentes usados al mismo tiempo por uno de los terminales móviles 130. Los diferentes servicios incluyen, por ejemplo, datos, conversación, Internet, Intranet, fax, transmisión de vídeo, conferencia por vídeo, comercio electrónico, control a distancia, vigilancia a distancia, correo electrónico interactivo, mensajería o ciertos tipos de entretenimiento, cada uno de los cuales tiene usualmente un grado diferente de calidad o protección cuando se compara con un tipo de servicio diferente.
Con referencia a la Figura 2, hay un diagrama de bloques que ilustra varias capas 200 de protocolo del interfaz de radio mostrado en la Figura 1. La estación móvil 130 usa pilas 200a de protocolo para orquestar comunicaciones con pilas 200b de protocolo similar en la UTRAN 120. Ambas pilas de protocolo incluyen: una capa física 202, una capa de enlace de datos 204 y una capa de red 206. La capa de enlace de datos 204 está dividida en dos subcapas : una capa 208 de control de enlace de radio (RLC) y una capa 210 de control de acceso a un medio (MAC). La capa de red 206 está dividida en este ejemplo en un protocolo del plano de control (RRC) y 212 y un protocolo del plano de usuario (IP) 214.
La parte 212 del plano de control de la capa 214 de la red en la UTRAN 120 consiste en un protocolo de control de recursos (RRC). El protocolo RRC maneja la señalización de control sobre el interfaz de radio, por ejemplo, señalización de control de portador de acceso por radio, información de medidas y señalización de conmutación de llamada. La parte 214 del plano de usuario de la capa 206 de red incluye las funciones tradicionales realizadas por los protocolos de capa 3, tales como el bien conocido Internet Protocol (IP).
El RLC 208 de la capa 204 de la red realiza varias funciones que incluyen el establecimiento, desconexión y mantenimiento de una conexión RLC, segmentación y reensamblaje de longitud variable de PDUs de capa superior, hacia/desde PDUs de RLC más pequeñas, concatenación, corrección de error por retransmisión (ARQ), entrega en secuencia de PDUs de capa superior, detección duplicada, control de flujo y otras funciones. Y, la capa 210 de control de acceso al medio (MAC) proporciona transferencia no confirmada de unidades de datos de servicio (SDUs) entre entidades MAC paritarias. Las funciones MAC incluyen la selección de un formato de transporte apropiado para cada canal de transporte (por ejemplo, servicios proporcionados por la capa 1 a la capa 2) dependiendo de la velocidad de los datos, manejo de prioridad entre corrientes de datos de un usuario y entre corrientes de datos de diferentes usuarios, planificación de mensajes de control, multiplexado y desmultiplexado de PDUs de capas superiores y otras
funciones.
La capa física 202 proporciona servicios de transferencia de información sobre el interfaz-aire usando el WCDMA que realiza las siguientes funciones: distribución/combinación, codificación y descodificación de corrección de errores de envío, distribución/combinación de macrodiversidad, ejecución de transferencia de software, detección de errores, multiplexado y demultiplexado de canales de transporte, mapeado de canales de transporte en canal(es) físico(s), modulación y difusión/demodulación y concentración de canales físicos, sincronización de frecuencia y tiempo, control de potencia, procesado de RF y otras funciones. Se proporciona una explicación más detallada con respecto al mapa de canales de transporte sobre el(los) canal(es) físico(s) dentro de la capa física 202 con respecto a la Figura 3.
Con referencia a la Figura 3, se ilustra con mayor detalle la arquitectura y operación de las capas físicas 202 dentro del terminal móvil 130 y la UTRAN 120. Cada RNC 122 puede establecer uno o más canales de transporte (TrCHs) 300 (sólo se muestran tres) dependiendo del número de servicios que un terminal de móvil 130 particular va a usar en un momento dado. De nuevo, cada servicio está soportado o manejado por uno de los canales de transporte 300.
El RNC 122 incluye una unidad de macrodiversidad 301 operable para separar y combinar los canales de transporte 300 antes de que sean distribuidos a las estaciones de base 124 correspondientes (sólo se muestran dos). Cada estación de base 124 incluye una unidad de comprobación 302 que opera añadiendo bits de comprobación de redundancia cíclica (CRC) (por ejemplo, 16 bits) a un bloque de bits del canal de transporte respectivo. La unidad de comprobación 302 se conecta a una unidad de codificación 304 de canal que opera codificando la salida del bloque de bits desde la unidad de comprobación. Una primera unidad de entrelazado 306 realiza una operación de entrelazado en el bloque de bits codificado recibido desde la unidad 304 de codificación de canal. A continuación, todos los bloques de bits entrelazados asociados con cada canal de transporte 300 son introducidos en una unidad de adaptación de velocidad 308.
Haciendo referencia también a la Figura 3a, la unidad 308 de adaptación de velocidad opera generalmente adaptando y equilibrando las diversas velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte 300 a una velocidad de transferencia de bits de un canal de transporte compuesto (CCTrCH) 312 en el que los canales de transporte son multiplexados por una unidad de multiplexación 310 que da salida al CCTrCH. Las operaciones de adaptación y equilibrado dentro de la unidad 308 de adaptación de velocidad son realizadas usando reglas preestablecidas y valores de desplazamiento de adaptación de velocidad (descritos más adelante).
Más específicamente, la unidad 308 de adaptación de velocidad opera seleccionando uno de los canales de transporte para convertirlo en canal de transporte de referencia que, por ejemplo, puede ser el canal de transporte que contenga la señalización de control dedicada. La UTRAN 120 puede cambiar el canal de transporte de referencia señalizando una definición para que uno de los canales de transporte restantes se convierta en un nuevo canal de transporte de referencia. La UTRAN 120 puede señalizar esta definición mientras cancela el canal de transporte de referencia previo. Además, cuando la UTRAN 120 establece un nuevo canal de transporte, asigna un nuevo valor de desplazamiento de adaptación de velocidad al canal nuevo, y el nuevo valor es señalado al terminal móvil 130.
La UTRAN 120 asigna un valor de desplazamiento de adaptación de velocidad de referencia (por ejemplo, \Deltarm = 0) al canal de transporte de referencia. Sin embargo, el valor de desplazamiento de adaptación de velocidad de referencia no necesita ser asignado si el valor es siempre el mismo (por ejemplo, \Deltarm = 0). Además, la UTRAN 120 asigna un valor de desplazamiento de adaptación de velocidad (por ejemplo, \Deltarm = \pm X) a cada uno de los canales de transporte 300 restantes. Con referencia a la Figura 3a, la unidad 308 de adaptación de velocidad tiene una entrada que indica la asociación entre los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad individuales (por ejemplo, \Deltarm = 0, \pmX, \pmY ó \pmZ) a los canales de transporte correspondientes (por ejemplo TrCH_{ref}, TrCH_{1}, TrCH_{2}, ó TrCH_{n}).
Los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad son comunicados desde la UTRAN 120 a la estación móvil 130 usando el protocolo RRC (véase RRCs 212 en la Figura 2). Esta señalización puede ser hecha cada vez que sea establecido un nuevo canal de transporte. Básicamente, el RRC de la UTRAN 120 envía mensajes de asignación y configuración al RRC 212 del terminal móvil 130 permitiendo que cada RRC 212 configure localmente sus capas inferiores respectivas.
Cada valor de desplazamiento de adaptación de velocidad puede indicar la cantidad de adaptación de velocidad requerida en un canal de transporte relativa a la cantidad requerida por el canal de transporte de referencia. O, en otras palabras, cada valor de desplazamiento de adaptación de velocidad es una medida relativa que indica la calidad relativa asociada a un servicio particular en un canal de transporte 300 particular en comparación con la calidad asociada con el canal de transporte de referencia.
En algunas realizaciones, los valores de desplazamiento de adaptación de velocidades podrían ser medidas directas de cuánta "más/repetición" o cuánto "menos/pinchado" necesita ser aplicado a un bloque de bits en un canal de transporte 300 particular en comparación con el bloque de bits en el canal de transporte de referencia para mantener la calidad deseada. En tales realizaciones, los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad respectivos no son valores absolutos de una cantidad de adaptación de velocidad, sino más bien medidas de la calidad relativa entre los canales de transporte 300.
Alternativamente, en otras realizaciones, los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad podrían ser representaciones de las diferencias de calidad deseadas entre diferentes canales de transporte 300. Las diferencias de calidad deseadas podrían ser representadas como diferencias en objetivos de "energía por bit/ruido" (E_{b}/N_{o}), o diferencias en objetivos de "energía por símbolo/ruido" (E_{s}/N_{o}) sin adaptación de velocidad específica de los canales de transporte 300. N_{o} incluye a la vez el ruido y la interferencia (por supuesto, se podría hacer una aproximación sólo con el ruido). La distribución de adaptación de velocidad podría tener en cuenta que las mismas cantidades de repetición o pinchado podrían afectar la calidad de E_{b}/N_{o} ó E_{s}/N_{o} en grados diferentes.
Debe de entenderse que si varios servicios son realizados por los mismos canales de transporte, la calidad en esos canales no puede ser equilibrada relativamente entre ellos usando adaptación de velocidad. Sin embargo, los canales de transporte pueden ser equilibrados conjuntamente con relación a otros servicios realizados por otros canales de transporte.
Después de que todos los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad hayan sido asignados y antes de adaptar las diversas velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte 300 a la velocidad de transferencia de bits del CCTrCH 312, la unidad de adaptación de velocidad 308 opera determinando cuántos bits (si hay alguno) deben ser añadidos o quitados de uno o más de los canales de transporte de forma que la velocidad de transferencia del CCTrCH pueda adaptar la velocidad de transferencia de bits del canal físico 316. Si se deben añadir/repetir bits, entonces se observan las reglas preestablecidas (véase por ejemplo, las Figuras 4a y 4b) para adaptar las velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte 300 a la velocidad de transferencia de bits del canal físico 316. Por otra parte, si deben retirarse/pincharse bits, entonces deben observarse reglas adicionales preestablecidas (véase por ejemplo, las Figuras 5a y 5b) para adaptar las velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte 300 a la velocidad de transferencia de bits del canal físico 316.
Después de adaptar las diversas velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte 300 a la velocidad de transferencia de bits del CCTrCH 312, el bloque de bits asociados con el CCTrCH 312 son intercalados por una segunda unidad de intercalación 314. El bloque intercalado de bits es mapeado en al menos un canal físico 316 usando una unidad de mapeado 318. Es posible usar más de un canal físico 316 en el caso de que un canal físico no tenga suficiente capacidad para manejar los canales de transporte 300 multiplexados del CCTrCH 312.
Como se ha mencionado anteriormente, el terminal móvil 130 y la UTRAN 120 usan cada uno capas físicas 202 similares para permitir que haya comunicaciones simultáneas entre sí, para diferentes servicios. Por consiguiente, de acuerdo con el invento presente, el terminal móvil 130 es configurado para recibir el bloque de bits asociado con el canal físico 316 y todos los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad que son transmitidos desde la estación de base 124. Básicamente, el terminal móvil 130 opera para reflejar las operaciones previas de adaptación de velocidad realizadas en la unidad de adaptación de velocidad 308 de la estación de base 124 usando reglas predefinidas y los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad recibidos. Permitiendo de esta manera que tanto el terminal móvil 130 como la estación de base 124 conozcan el equilibrado correcto.
Más específicamente, la estación móvil 130 incluye una unidad de desmapeado 320 que opera convirtiendo el bloque de bits recibido en el canal físico 316 en un bloque intercalado de bits. El bloque intercalado de bits es introducido en una primera unidad de desintercalación 322 que da salida a un bloque de bits asociado con un CCTrCH 312' que se "debe" corresponder con el CCTrCH 312 de la estación de base 124. El bloque de bits del CCTrCH 312' es introducido en una unidad de demultiplexación 324 que da salida a un número de bloques de bits que son introducidos en la unidad 326 de adaptación de velocidad. El número de bloques de bits se corresponde con el número de canales de transporte 300.
La unidad 326 de adaptación de velocidad opera reproduciendo la adaptación de velocidad realizada por la unidad 308 de adaptación de velocidad usando reglas preestablecidas y los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad recibidos (véase las Figuras 4 y 5). Esto es, los bits repetidos son quitados antes de la descodificación, y los bits que necesitan ser añadidos antes de la descodificación son insertados en lugares donde la UTRAN 120 realizó el pinchado. El terminal móvil 120 y, más particularmente, la unidad de adaptación de velocidad 326, puede hacer esto a partir del conocimiento de la señalización de la configuración (por ejemplo, las velocidades instantáneas de transferencia de bits) realizada por el protocolo RRC (descrito más adelante).
Con referencia a la Figura 3b, la unidad de adaptación de velocidad 326 tiene una entrada que indica la asociación entre los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad individuales (por ejemplo, \Deltarm = 0 \pm X, \pmY ó \pm Z, señalados desde la UTRAN 120) a los canales de transporte correspondientes (por ejemplo, TrCH_{ref}, TrCH_{1}, TrCH_{2} ó TrCH_{n}). Como se ha dicho anteriormente, los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad son comunicados desde la UTRAN 120 a la estación móvil 130 usando el protocolo RRC (véase RRCs 212 de la Figura 2). Esta señalización puede ser hecha cada vez que se establece un nuevo canal de transporte. Básicamente, el RRC 212 de la UTRAN 120 envía mensajes de asignación y configuración al RRC 212 del terminal móvil 130, permitiendo que cada RRC 212 configure localmente sus capas inferiores respectivas.
Deberá entenderse que para poder reproducir la operación de adaptación de velocidad previa, la unidad de adaptación de velocidad 326 determina las velocidades de transferencia de bits instantáneas o el tamaño original de cada bloque de bits para cada canal 300 de transporte usando reglas preestablecidas que no requieren que la información sea enviada desde la estación de base 124. Por ejemplo, el protocolo RRC configura las capas de protocolo inferiores (en ambos extremos) de tal manera que pueda ocurrir un número limitado de velocidades de transferencia de bits en cada canal de transporte. Las velocidades de transferencia de bits reales y el número de velocidades de transferencia de bits es configurado por medio de la señalización RRC cuando se añade un canal de transporte. Sin embargo, se puede cambiar también la configuración por medio del mismo tipo de señalización, incluso cuando no se añadan o quiten canales de transporte. Dado el conjunto limitado de velocidades de transferencia de bits posibles, (asignado por el RRC), se selecciona instantáneamente la velocidad adecuada de transferencia de bits (dentro del conjunto) en el extremo transmisor (por ejemplo, el terminal móvil 130 en enlace ascendente o la red 120 en enlace descendente). La selección dentro del conjunto asignado depende, por ejemplo, de la velocidad de la fuente. La capa física reserva un campo que se transmite a cada intervalo de 10 ms y que es usado para apuntar las velocidades de transferencia de bits en curso seleccionadas en todos los canales de transporte de la conexión MS-red. Así, leyendo este campo en cada intervalo, el lado receptor (por ejemplo, el terminal móvil 130 de enlace descendente o la red 120 de enlace ascendente) sabe qué velocidades de transferencia de bits dentro del conjunto asignado por el RRC 212 son usadas en cada canal de transporte en este intervalo particular. Alternativamente, es posible determinar la velocidad probando simplemente todas las velocidades de transferencia de bits posibles (dentro del conjunto asignado) para comprobar la correspondiente adaptación de velocidad, descodificación, desintercalando, etc. hasta que se consiga una CRC correcta.
Suponiendo que la adaptación de velocidad ha sido correctamente distribuida entre los canales de transporte, cada salida de bloque de bits de la unidad 326 de adaptación de velocidad de transferencia de bits es introducida en una segunda unidad de desintercalación 328 respectiva que da salida a un bloque desintercalado de bits. Cada bloque desintercalado de bits es introducido en una unidad de descodificación 330 que da salida a un bloque descodificado de bits. Cada bloque descodificado de bits es introducido en una unidad de descomprobación 330 que opera retirando los bits de comprobación de redundancia cíclica (CRC) añadidos originalmente por la unidad de comprobación 302 en la estación de base 124. Por lo tanto, cada unidad de descomprobación 330 da salida a un bloque de bits a un canal de transporte 300' respectivo que se debe corresponder con el bloque de bits del canal de transporte 300 correspondiente en la estación de base 124.
Aunque sólo han sido descritas las comunicaciones de enlace descendente desde la estación de base 124 al terminal móvil 130, las comunicaciones de enlace ascendente desde el terminal móvil 130 a la estación de base 124 pueden ocurrir también de acuerdo con el invento presente. En tal situación, la adaptación de velocidad descrito anteriormente con respecto a la estación de base 124 es realizado por el terminal móvil 130, y las operaciones de reproducción descritas anteriormente con respecto al terminal móvil son realizadas por la estación de base. En cualquier caso, la UTRAN 120 señala los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad al terminal móvil 130.
Con referencia a las Figuras 4a y 4b, se ilustran las velocidades de transferencia de bits de adaptación antes de velocidad previa (Figura 4a) y las velocidades de transferencia de bits de adaptación de velocidad posterior (Figura 4b) de los canales de transporte y del CCTrCH después de aplicar las reglas preestablecidas en una situación en la que se añaden bits al CCTrCH para adaptarse al canal físico. Debe entenderse que el siguiente ejemplo es sólo uno de los muchos métodos para determinar la adaptación total de velocidad usando valores de desplazamiento de adaptación de velocidad de acuerdo con el invento presente.
Como aclaración, se describen tres canales de transporte que se muestran como TrCHa, TrCHb y TrCHc. Supóngase que los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad correspondientes asignados a los canales de transporte sean como se indica a continuación: \Deltarma = 0; \Deltarmb = 1/10; y \Deltarmc = -1/5. El TrCHa ha sido seleccionado para convertirse en el canal de transporte de referencia. Así, el TrCHb conseguirá más protección que el TrCHa, mientras que el TrCHc conseguirá menos protección que el TrCHa. Supongamos que en un momento particular, bloques de 50 bits (codificados) respectivos de cada uno de los canales de transporte deben ser multiplexados en un bloque de bits en el CCTrCH. Se requiere que el CCTrCH contenga 160 bits (por ejemplo) para adaptarse al canal físico. Así, la velocidad de adaptación total dará salida a 10 bits más que a la entrada (véase la Figura 4a).
Teniendo en cuenta los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad individuales, el resultado es:
TrCHa: \hskip1cm 50(1+0)=50 bits
(1)
TrCHb: \hskip1cm 50(1+1/10)=55 bits
(2)
TrCHc: \hskip1cm 50(1-1/5)=40 bits
(3)
Se puede comprobar que faltan 15 bits (160-(50+55+40)=15). De acuerdo con una regla ejemplar preestablecida, los 15 bits adicionales pueden ser aportados prorrateando entre los canales de transporte para adaptarse a los 160 bits del CCTrCH:
TrCHa: \hskip1cm redondeo de (50(1+15/(50+55+40)))=55 bits
(4)
TrCHb: \hskip1cm redondeo de (55(1+15/(50+55+40)))=61 bits
(5)
TrCHc: \hskip1cm redondeo de (40(1+15/(50+55+40)))=55 bits
(6)
La Figura 4b ilustra el resultado de usar las reglas preestablecidas y los valores de desplazamiento de adaptación de velocidades para adaptar o equilibrar las diversas velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte a la velocidad de transferencia de bits del CCTrCH. Debe entenderse que las operaciones descritas anteriormente pueden ser realizadas por la estación de base 124 y reproducidas o reflejadas por el terminal móvil 130 durante las comunicaciones de enlace descendente. O, las operaciones anteriormente descritas pueden ser realizadas por el terminal móvil 130 y reproducidas por la estación de base 124 durante las operaciones de enlace ascendente.
Ya sea la estación de base 124 o el terminal móvil 130, puede realizar las siguientes operaciones para comprobar las cantidades relativas de adaptación de velocidad (no es necesario realizar esta comprobación):
TrCHb relativo a TrCHa: \hskip1cm (61/50)/(55/50)=1,1=1+1/10
(7)
TrCHc relativo a TrCHa: \hskip1cm (44/50)/(55/50)=0,8=1-1/5
(8)
Debe entenderse que el terminal móvil 130 recibe los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad desde la UTRAN 120 y puede determinar las velocidades de transferencia de bits instantáneas (por ejemplo, 50 bits) usando reglas preestablecidas que no requieren señalización entre la UTRAN y el terminal móvil (descrito anterior-
mente).
Con referencia a las Figuras 5a y 5b, se ilustran las velocidades de transferencia de bits de adaptación de velocidad previa (Figura 5a) y las velocidades de transferencia de bits de adaptación de velocidad posterior (Figura 5b) de los canales de transporte y del CCTrCH después de aplicar las reglas preestablecidas en una situación en la que deben quitarse bits para que el CCTrCH pueda adaptarse al canal físico. Al igual que en el primer ejemplo, el segundo ejemplo es también tan sólo uno de los muchos métodos de determinar la adaptación total de velocidad usando valores de desplazamiento de adaptación de velocidad de acuerdo con el invento presente.
Supóngase que los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad para TrCHa, TrCHb y TrCHc permanecen igual que en el ejemplo anterior, que eran como se expone a continuación: \Deltarma = 0; \Deltarmb = 1/10; y \Deltarmc = -1/5. Sin embargo, los bloques de datos (velocidades de transferencias de bits instantáneas) en TrCHa son de 40 bits, en TrCHb son de 300 bits y en TrCHc son de cero bits. También, la velocidad de transferencia de bits del canal físico ha aumentado a 320 bits, de tal manera que la adaptación de velocidad total dará salida a 20 bits menos que fueron introducidos.
Tomando en cuenta los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad, el resultado es:
TrCHa: \hskip1cm 40(1+0)=40 bits
(9)
TrCHb: \hskip1cm 300(1+1/10)=330 bits
(10)
TrCHc: \hskip1cm 0 bits
(11)
Puede determinarse que 50 bits tienen que ser quitados de los dos bloques asociados con TrCHa y/o TrCHb:
TrCHa: \hskip1cm redondeo de (40(1-50/(40+330+0)))=35 bits
(12)
TrCHb: \hskip1cm redondeo de (330(1-50/(40+330+0)))=285 bits
(13)
La Figura 5b ilustra el resultado de usar las reglas preestablecidas y los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad para adaptar o equilibrar las diversas velocidades de transferencia de bits de los canales de transporte a la velocidad de transferencia de bits del CCTrCH. Igualmente, esas operaciones pueden ser realizadas por la estación de base 124 y ser reproducidas por el terminal móvil 130 durante comunicaciones de enlace descendente. O, las operaciones descritas anteriormente pueden ser realizadas por el terminal móvil 130 y ser reproducidas por la estación de base 124 durante operaciones de enlace ascendente.
Ya sea la terminal móvil 130 ó la estación de base 124, puede realizar la siguiente operación para comprobar las cantidades de adaptación de velocidad (no es necesario realizar esta comprobación):
TrCHb relativo a TrCHa: (285/300)/(35/40)=1,09 \approx1+1/10
(14)
Con respecto a ambos ejemplos, los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad permanecen iguales incluso aunque la velocidad de transferencia de bits haya cambiado en los canales de transporte respectivos.
Con referencia a la Figura 6, un diagrama de flujo ilustra los pasos básicos del método preferido 600 de acuerdo con el invento presente. Básicamente, el método preferido 600 equilibra o adapta efectivamente una pluralidad de velocidades de transferencia de bits de una pluralidad de canales de transporte a una velocidad de transferencia de bits de un canal de transporte compuesto o canal físico usando una señalización mínima entre una red y un terminal móvil.
Comenzando por el paso 602, la red (UTRAN) 120 selecciona un canal de la pluralidad de canales de transporte 300 para convertirse en el canal de transporte de referencia. Como se ha mencionado anteriormente, el canal de transporte de referencia puede ser el canal de transporte que contiene la señalización de control dedicada. Además, la red 120 puede cambiar el canal de transporte de referencia señalando una definición por la que uno de los canales de transporte 300 restantes debe convertirse en un nuevo canal de transporte de referencia mientras que cancela el canal de transporte de referencia previo. Alternativamente, una regla preestablecida podría indicar qué canal de transporte será usado.
En el paso 604, la red 120 asigna un valor de desplazamiento de adaptación de velocidad (por ejemplo, \Deltarm = 0) al canal de transporte de referencia. De nuevo, el valor de desplazamiento de adaptación de velocidad de referencia no necesita ser asignado si el valor es siempre el mismo (por ejemplo, \Deltarm = 0). Además, la red 120 asigna también (paso 606) valores de desplazamiento de adaptación de velocidad (por ejemplo, \Deltarm = \pm X) a cada uno de los canales de transporte restantes. A continuación, la red 120 señala (paso 608) todos los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad al terminal móvil 130.
En el paso 610, la red 120 (durante comunicaciones de enlace descendente) o el terminal móvil 130 (durante comunicaciones de enlace ascendente) opera para adaptar la velocidad (véase la Figura 7) de los canales de transporte 300 al canal de transporte compuesto 312 usando reglas preestablecidas y los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad,
En el paso 612, la red 120 (durante comunicaciones de enlace ascendente) o el terminal móvil 130 (durante comunicaciones de enlace descendente) opera para reproducir la anteriormente mencionada operación de adaptación de velocidad. Esto es, los bits repetidos son quitados antes de descodificar, y los bits que necesitan ser añadidos antes de descodificar son insertados en lugares donde la UTRAN 120 aplicó el pinchado.
Con referencia a la Figura 7, un diagrama de flujo ilustra con mayor detalle el paso 610 de adaptación de velocidad del método preferido 600. En el paso 702, la red 120 (durante comunicaciones de enlace descendente) o el terminal móvil 130 (durante comunicaciones de enlace ascendente), usando las reglas preestablecidas anteriormente descritas (véanse las Figuras 4-5), determina si deben de ser añadidos más bits o si algunos bits deben de ser quitados del canal(es) de transporte para que la velocidad de transferencia de bits del canal de transporte compuesto 312 pueda adaptarse a la velocidad de transferencia de bits del canal físico 316.
Si el canal de transporte compuesto requiere más bits, entonces se añaden bits repetidos (paso 704) al menos a uno de los canales de transporte 300. Dependiendo de los valores relativos de los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad, incluso aunque se deban añadir bits al canal de transporte compuesto, es posible que algunos bits puedan ser pinchados o quitados de uno o más canales de transporte permitiendo todavía un equilibrio apropiado.
Aparte de eso, si el canal de transporte compuesto requiere menos bits, entonces un número preestablecido de bits son quitados o pinchados (paso 706) de al menos uno de los canales de transporte 300. Igual que anteriormente, dependiendo de los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad, incluso aunque haya que pinchar bits, es posible que algunos bits puedan ser añadidos o repetidos en los canales de transporte, permitiendo, no obstante, un equilibrio apropiado.
Con el paso 708 (opcional), la red 120 puede adaptar dinámicamente los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad si así se desea. Se puede proporcionar un impacto perceptible en la diferencia de calidad entre los canales de transporte 300 adaptando dinámicamente los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad. Por otra parte, se introduce una cabecera adicional en el sistema de comunicaciones adaptando dinámicamente los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad.
De lo expuesto anteriormente, los expertos en la técnica podrán apreciar fácilmente que el invento presente proporciona un sistema y método de comunicaciones que ayuda a asegurar la calidad de las comunicaciones entre la red y el terminal móvil permitiendo tanto a la red como al terminal móvil conocer el equilibrio correcto. El sistema de comunicaciones proporciona también el equilibrio correcto a ambos extremos usando medidas de calidad relativas y reglas preestablecidas conocidas por la red y el terminal móvil. Además, el sistema de comunicaciones descrito minimiza efectivamente la cantidad de señalización necesaria para la adaptación de velocidades, equilibrando los canales de transporte que son multiplexados en un canal físico usando los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad.
Aunque realizaciones ejemplares del método y del aparato del invento presente hayan sido ilustradas en los dibujos que se acompañan y descritas en la Descripción Detallada precedente, se ha de entender que el invento no está limitado a las realizaciones descritas, sino que es posible introducir numerosos cambios, modificaciones y sustituciones dentro del objeto de las reivindicaciones siguientes:

Claims (24)

1. Un método para controlar la adaptación de velocidad entre una pluralidad de canales de transporte (300) usados para proporcionar servicios a un terminal móvil, que comprende adaptar velocidad de transmisión de bits (604-610) de los canales a un canal físico (312) usando medidas de desplazamiento relativo, siendo cada medida de desplazamiento una medida de calidad relativa indicativa de una diferencia de calidad entre los diversos servicios normalmente usados por el terminal móvil, caracterizado por los pasos de:
-
señalar desde una red (120) al terminal móvil (130), una pluralidad de medidas de desplazamiento relativo (\Deltarm) asociadas con los diferentes canales; y
-
usar reglas preestablecidas y dichas medidas de desplazamiento relativo para la adaptación de velocidad de transferencia de bits de los canales al canal físico (312);
-
realizar la adaptación de velocidad de transferencia de bits tanto en el terminal móvil como en la red; y
-
soportando cada canal al menos uno de los servicios que son multiplexados en el canal físico (312), el cual soporta todos los servicios normalmente en uso por el terminal móvil.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza por los pasos de:
-
seleccionar un canal de la pluralidad de canales de transporte para que se convierta en un canal de transporte de referencia;
-
asignar un valor de desplazamiento de adaptación de velocidad de referencia (\Deltarm = 0) al canal de transporte de referencia;
-
asignar (606) valores de desplazamiento de velocidad de adaptación respectivos (\Deltarm) a cada uno de los canales de transporte restantes; y
-
equilibrando (610) la adaptación de velocidad la pluralidad de velocidades de transferencia de bits de dichos canales de transporte restantes a una velocidad de transferencia de bits del canal de transporte compuesto (312).
3. El método de la reivindicación 1, que se caracteriza por el paso adicional de reproducir (612) dicho paso de adaptación de velocidad de transferencia de bits.
4. El método de la reivindicación 1, que se caracteriza porque dicho paso de adaptación de velocidad de transferencia de bits incluye además determinar (702) si más o menos bits deben ser incluidos en una velocidad de transferencia de bits de al menos un canal de la pluralidad de canales para adaptarse a una velocidad de transferencia de bits del canal físico.
5. El método de la reivindicación 3, que se caracteriza porque si más bits deben ser incluidos en la velocidad de transferencia de bits de al menos un canal, entonces dicho paso de adaptación de velocidad de transferencia de bits incluye además repetir bits (704) en un canal al menos.
6. El método de la reivindicación 1, que se caracteriza porque cada medida de desplazamiento relativo incluye además un valor que se corresponde con un valor de calidad particular.
7. El método de la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque dicho servicio incluye además datos, correo electrónico, conversación, Internet o vídeo.
8. El método de la reivindicación 2, que se caracteriza porque dicho paso de selección incluye además cambiar el canal de transporte de referencia señalando una definición de qué canal de la pluralidad de canales de transportes restantes debe convertirse en un nuevo canal de transporte de referencia.
9. El método de la reivindicación 8, que se caracteriza porque dicho paso de cambiar incluye además cancelar el canal de transporte de referencia previo.
10. El método de la reivindicación 2, que se caracteriza porque el canal de transporte de referencia incluye además el canal de transporte que contiene la señalización de control dedicada.
11. El método de la reivindicación 2, que se caracteriza porque dicho paso de adaptación de velocidad incluye además adaptar dinámicamente los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad.
12. Un sistema de comunicaciones para adaptar una pluralidad de velocidades de transferencia de bits de una pluralidad de canales de transporte (300) usados para proporcionar servicios a un terminal móvil, a una velocidad de transferencia de bits de un canal físico (312), comprendiendo dicho sistema de comunicaciones:
-
una red (120) para asignar y señalar una pluralidad de medidas de desplazamiento relativo (\Deltarm) que corresponden respectivamente a la pluralidad de canales de transporte, siendo cada medida de desplazamiento una medida de calidad relativa indicativa de una diferencia de calidad entre los diversos servicios usados normalmente por el terminal móvil,
-
un terminal móvil (130) para recibir la pluralidad de medidas de desplazamiento relativo;
-
siendo dicha red y dicho terminal móvil ambos operables para adaptar la velocidad de transferencia de la pluralidad de canales de transporte al canal físico (312) usando reglas preestablecidas y dichas medidas de desplazamiento relativo, en el que cada canal soporta al menos uno de los servicios que son multiplexados en el canal físico, el cual soporta todos los servicios en uso normalmente por el terminal móvil.
13. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque dicha red incluye además:
-
medios para seleccionar un canal de la pluralidad de canales de transporte que se convertirá en un canal de transporte de referencia; y
-
medios (308) para asignar un valor de desplazamiento de adaptación de velocidad de referencia al canal de transporte de referencia.
14. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12 ó 13, que se caracteriza porque el otro de dicha red y dicho terminal móvil incluye además medios para reproducir la adaptación de velocidad realizada por dicho uno de dicha red y dicho terminal móvil.
15. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 14, que se caracteriza porque dicha red (120) incluye además medios para cambiar el canal de transporte de referencia señalando una definición de cuál de la pluralidad de canales de transporte restantes se convertirá en un nuevo canal de transporte de referencia después de cancelar el canal de transporte de referencia previo.
16. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 15, que se caracteriza porque dicho canal de transporte de referencia incluye además el canal de transporte que contiene la señalización de control dedicada.
17. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque dichas medidas de desplazamiento relativo son valores de desplazamiento de adaptación de velocidad y dicha red incluye además:
-
medios para establecer un nuevo canal de transporte; medios para asignar un nuevo valor de desplazamiento de adaptación de velocidad al nuevo canal de transporte; y
-
medios para señalar el nuevo valor de desplazamiento de adaptación de velocidad al terminal móvil.
18. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque dicha red y dicho terminal móvil incluyen cada uno medios para determinar si más o menos bits deben ser incluidos en la velocidad de transferencia de bits de cada canal de transporte para adaptarse a una velocidad de transferencia de bits del canal
físico.
19. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 18, que se caracteriza porque si más bits deben de ser incluidos en la velocidad de transferencia de bits de al menos un canal de la pluralidad de canales de transporte, entonces dicho canal seleccionado de dicha red y dicho terminal móvil incluye además medios para repetir bits en al menos un canal de transporte.
20. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 18, que se caracteriza porque si menos bits deben ser incluidos en la velocidad de transferencia de bits de al menos un canal de la pluralidad de canales de transporte, entonces dicho canal seleccionado de dicha red y dicho terminal móvil incluye además medios para pinchar bits en al menos un canal de transporte.
21. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque cada medida relativa se corresponde con un valor de calidad que incluye uno seleccionado de E_{b}/N_{o} y E_{s}/N_{o}.
22. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque cada valor de desplazamiento de adaptación de velocidad se corresponde con una calidad de un servicio que incluye datos, correo electrónico, conversación, Internet o vídeo.
23. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque dichas medidas de desplazamiento relativo son valores de desplazamiento de adaptación de velocidad y dicha red incluye además medios para adaptar dinámicamente los valores de desplazamiento de adaptación de velocidad.
24. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 12, que se caracteriza porque dicho sistema de comunicaciones incluye además un sistema de comunicaciones de acceso múltiple con división de código de banda ancha.
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