ES2252049T3 - Asignacion de recursos radioelectricos a partir de una red en un sistema de transmision con conmutacion de paquetes. - Google Patents

Abstract

Método para asignar un recurso radio en un sistema de transmisión de datos con conmutación de paquetes, incluyendo dicho sistema de transmisión de datos terminales y una red, y en cuyo método: los terminales se comunican con la red a través de un interfaz radioeléctrico, utilizando un modo de transferencia de paquetes; para la comunicación un recurso radio es asignado a un terminal; para asignar el recurso radio, el terminal envía a la red un mensaje, caracterizado dicho método, por que: un primer mensaje (40) es enviado desde el terminal a la red, para asignar el recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, incluyendo dicho primer mensaje información específica indicando que se solicita un recurso radio para un servicio en tiempo real; dicho primer mensaje es recibido (41) por la red; la red identifica (42) dicho primer mensaje como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real a partir de dicha información incluida en dicho primer mensaje, en cuyo momento la red asigna (43, 44) al terminal un recurso radio de acuerdo con los requisitos para llevar a cabo con conmutación de paquetes el servicio en tiempo real.

Description

Asignación de recursos radioeléctricos a partir de una red en un sistema de transmisión con conmutación de paquetes.

La presente invención hace referencia a sistemas de transmisión de datos con conmutación de paquetes, como el GPRS (General Packet Radio Service [servicio general de radiocomunicaciones por paquetes]). En particular, la invención hace referencia a la asignación de recursos radioeléctricos en el sistema GPRS. Aunque en las páginas siguientes, en la parte descriptiva, el sistema GPRS se utiliza continuamente como un ejemplo de sistema de transmisión de datos con conmutación de paquetes, la invención descrita en esta parte descriptiva puede llevarse a cabo también, en lo que respecta a sus partes esenciales, en otros sistemas de transmisión de datos con conmutación de paquetes tales como IS-136 TDMA, CDMA y un sistema que se está desarrollando en Norteamérica, conocido actualmente por el nombre IS-136HS.

En una transmisión de datos con conmutación de paquetes, los datos a transmitir por una red se dividen en pequeñas unidades de datos denominadas paquetes. Estos paquetes, que incluyen la información sobre la dirección de un destinatario, se transmiten desde el emisor al destinatario encaminando su trayectoria por la red en función de la dirección del destinatario. En la transmisión de datos con conmutación de paquetes, los mismos recursos radioeléctricos pueden repartirse entre múltiples usuarios, según sea necesario.

El GPRS es el servicio de transmisión de datos con conmutación de paquetes de la red GSM (Global System for Mobile Communications [sistema global para comunicaciones móviles]) que complementa los servicios existentes, tales como la transmisión convencional de datos con conmutación por circuito y el servicio de mensajes cortos (SMS). En la transmisión convencional de datos con conmutación por circuito, la asignación de recursos radioeléctricos entre un terminal inalámbrico, tal como una estación móvil o un terminal de ordenador, y un subsistema de estación base (BSS) suele llevarse a cabo reservando el denominado canal físico (de radio) durante el tiempo de duración de la llamada, significando un canal físico una división de tiempo específico de una trama de transferencia en una banda de frecuencias determinada. El GPRS, que se define en términos generales en la recomendación GSM 03.60, permite la asignación dinámica de canales físicos para transmitir datos. Dicho de otro modo, solamente se reserva un canal físico para un enlace específico MS - BSS cuando existen datos a transmitir. De este modo, se evita la reserva innecesaria de recursos radioeléctricos cuando no hay datos que transmitir.

El sistema GPRS está previsto para operar conjuntamente con transmisiones convencionales GSM con conmutación de circuito a fin de utilizar eficazmente el interfaz hertziano, tanto para las comunicaciones de datos como para las de voz. Por lo tanto, el sistema GPRS utiliza la estructura de canal básica definida para GSM. GSM, una banda de frecuencias específica, se divide en el ámbito temporal en una sucesión de tramas, conocidas como tramas TDMA (Time Division Multiple Access [acceso múltiple por división de tiempo).

La longitud de una trama TDMA es de 4,615 ms. A su vez, cada trama TDMA se divide en ocho divisiones de tiempo consecutivas de idéntica duración. En el modo convencional de transmisión con conmutación de circuito, al iniciarse una llamada se define un canal físico para dicha llamada, reservando una división de tiempo dada (1-8) en cada una de las sucesivas tramas TDMA. Los canales físicos se definen igualmente para el transporte de diversos datos de señalización en una red.

Cuando se utiliza el GPRS en el sistema GSM, los recursos radioeléctricos para transmitir datos se reservan asignando dinámicamente canales físicos, bien para el modo de transmisión con conmutación de circuito o para el modo de transmisión con conmutación de paquetes. Cuando la red establece unos requisitos muy estrictos para el modo de transmisión con conmutación de circuito, pueden asignarse a dicho modo un gran número de divisiones de tiempo. El servicio de red GSM, que ofrece múltiples divisiones de tiempo para la utilización de la misma conexión con conmutación de circuito en la misma trama TDMA, se denomina un servicio HSCSD (high speed circuit switched data [datos con conmutación de circuito de alta velocidad]). Por otra parte, cuando hay una elevada demanda del modo de transmisión GPRS puede asignarse un gran número de divisiones de tiempo a dicho modo de transmisión. Además, puede proporcionarse un canal de transmisión con conmutación de paquetes a alta velocidad asignando dos o más divisiones de tiempo en cada una de las tramas TDMA sucesivas a un solo terminal inalámbrico. Una serie de cuatro divisiones de tiempo consecutivas en un canal físico se conoce como bloque de datos, y representa la unidad de transmisión de datos con conmutación de paquetes más corta correspondiente a un canal físico.

La figura 1 muestra conexiones de una red de telecomunicaciones en un servicio GPRS con conmutación de paquetes. El principal elemento de la infraestructura de la red para los servicios GPRS es un nodo de soporte GPRS, que en la transmisión de datos con conmutación de paquetes corresponde al centro de conmutación móvil de la red GSM MSC, conocido en relación con la transmisión de datos con conmutación por circuitos. Los nodos de soporte del GPRS se dividen en nodos de soporte GPRS de servicio SGSN y en nodos de soporte GPRS de puerta de enlace GGSN. El SGSN es un nodo de soporte que transmite paquetes de datos a un terminal inalámbrico MS (estación móvil) y recibe los paquetes de datos enviados por la MS a través de un subsistema de estación base BSS formado por estaciones base transmisoras/receptoras BTS y controladores de estación base BSC. En esta descripción, un terminal inalámbrico MS se refiere a todos los equipos de terminales de datos que se comunican a través de un interfaz radioeléctrico específico. De este modo, un terminal de ordenador que se comunique a través de una estación móvil acoplada al mismo, se denominará también un terminal inalámbrico. El SGSN también mantiene junto con los registros GPRS (no mostrados en la figura) los datos de emplazamiento de los terminales inalámbricos que se desplazan a través de su área de servicio. Físicamente, el SGSN suele llevarse a cabo como un elemento de red independiente. El GGSN que se comunica con el SGSN lleva a cabo la conexión y la cooperación con otras redes. Estas otras redes pueden ser, entre otras, la red GPRS de otro operador o cualquier red privada, red de Internet/red pública de datos con conmutación de paquetes PSPDN o una red X.25.

El interfaz radioeléctrico GPRS entre una BTS y una MS se denomina el interfaz UM. Dicho interfaz UM para GSM Fase 2+ (GSM 03.64) se puede modelar como una jerarquía de capas lógicas con funciones específicas. Como se muestra en la figura 2, un terminal inalámbrico (estación móvil, MS) y una red tienen capas idénticas que se comunican a través del interfaz UM entre el terminal móvil y la red. Debería entenderse que el modelo mostrado en la figura 2 no representa necesariamente el hardware que contienen la estación móvil y la red, sino que más bien ilustra el flujo del procesamiento de datos a través del sistema. Cada capa modifica los datos recibidos desde la capa adyacente. Normalmente, los datos recibidos pasan a través de las capas lógicas desde la capa inferior a la capa superior, y los datos a transmitir pasan desde la capa superior a la capa inferior.

Bajo la capa de aplicación, en la capa lógica superior mostrada en la figura 2, la MS cuenta con múltiples unidades de protocolo de datos de paquetes (PDP). Algunas de estas unidades PDP utilizan protocolos punto a punto (PTP) adaptados para envío de datos de paquetes desde un terminal inalámbrico a otro, o desde un terminal inalámbrico a un terminal fijo. Entre los ejemplos de protocolos PTP pueden citarse los protocolos IP (Internet Protocol [Protocolo Internet]) y X.25, que son capaces de establecer un interfaz con aplicaciones de la capa de aplicación. En la red, los protocolos similares con los cuales se comunican los protocolos de la capa superior de la estación móvil suelen encontrarse en el nodo de soporte GPRS de puerta de enlace (GGSN).

Las unidades de la capa superior utilizan un protocolo de convergencia dependiente de una subred (SNDCP, GSM 04.65), una de cuyas tareas consiste en comprimir y dividir, así como compilar los datos en unidades de datos por paquetes SNDCP. En la red, suele encontrarse normalmente una capa SNDCP similar en un nodo de soporte GPRS de servicio (SGSN).

La capa de control de enlace lógico (LLC, GSM 04.64) proporciona una conexión lógica cifrada fiable entre la MS y el SGSN. Las tramas LLC, formadas por la capa LLC, se utilizan para el transporte de unidades de datos de paquetes SNDCP (u otras unidades de protocolo de punto terminal GPRS) a través del interfaz radioeléctrico.

La capa RCL/MAC (control de radio enlace/control de acceso a medios, GSM 04.60) proporciona servicios para transmitir información a través de las capas físicas del interfaz radioeléctrico GPRS entre la MS y un subsistema de estación base. La capa RLC/MAC incluye dos funciones diferentes: la función RLC incluye, entre otras cosas, procedimientos para segmentar los bloques de datos de la capa LLC y su reensamblado en bloques de datos RLC. La función RLC también incluye procedimientos para la retransmisión de los bloques RLC entregados de forma errónea. La función MAC actúa por encima de la capa de enlace físico y define los procedimientos que permiten la asignación de recursos radioeléctricos y su división entre múltiples usuarios. La función MAC también realiza funciones de arbitraje entre los terminales inalámbricos que están tratando de transmitir datos simultáneamente mediante procedimientos de detección y recuperación y prevención de colisiones.

Físicamente, la capa RLC/MAC de la red suele encontrarse situada en un subsistema de estación base BSS, en un controlador de estación base BSC, donde suele ser llevada a cabo mediante la denominada unidad de control de paquetes (PCU). También es posible situar la PCU en un SGSN o en una BTS.

La capa de enlace físico proporciona un canal físico entre la MS y la red. La capa RF (radio frecuencia) física define entre otras cosas las frecuencias de la portadora y las estructuras del canal de radio GSM, la modulación de los canales GSM y las características del transmisor y del receptor.

Cuando la MS tiene datos para transmitir, la función MAC de la capa RLC/MAC asigna, desde la red, los recursos radioeléctricos necesarios para transmitir los datos a través del interfaz radioeléctrico. Normalmente, en este caso, se establece una conexión TBF (Temporary Block Flow [flujo de bloques temporal, GSM 03.64) que es una conexión física temporal unidireccional entre la MS y la red para transmitir bloques de datos por un canal físico a través del trayecto radio. En este caso, su carácter temporal significa que la TBF sólo se mantiene mientras dure la transmisión de datos.

Existen dos tipos de conexiones TBF: TBF de extremo cerrado y TBF de extremo abierto. En una TBF de extremo cerrado, la red asigna a la MS para transmitir bloques de datos un número predeterminado de divisiones de tiempo de una sucesión de tramas
TDMA, dependiendo del número de bloques de datos a transmitir. En una TBF de extremo abierto, el número de bloques de datos a transmitir durante la conexión suele ser desconocido de antemano para la red. Por lo tanto, en una TBF de extremo abierto, la red asigna divisiones de tiempo a la MS hasta que la conexión TBF de extremo abierto es liberada, bien por la red o por la MS. La TBF de extremo abierto se libera, por ejemplo, cuando la red detecta que la MS no ha transmitido datos durante un número de tramas específico. A diferencia de la TBF de extremo cerrado, en la TBF de extremo abierto la red desconoce de antemano la duración de la conexión. Por lo tanto, la red prefiere asignar conexiones TBF cerradas a la MS, ya que tiene más oportunidades de dividir eficazmente los recursos radioeléctricos entre distintos usuarios.

Para asignar recursos radioeléctricos (para establecer una conexión TBF) existen sustancialmente dos diferentes alternativas (Figura 3a - 3b): acceso en 1 fase y acceso en 2 fases.

En el acceso en 1 fase (GSM 04.60), la MS envía a la red una petición de canal de paquetes. La petición de canal de paquetes tiene una longitud, en su formato codificado, de ocho u once bits, dependiendo de la red. Entre otras cosas, cinco bits de la petición de canal de paquetes codifican el denominado parámetro clase de división múltiple (multislot class) que indica cuántas divisiones de tiempo puede utilizar como máximo la MS, pero a causa de la brevedad del mensaje no se pueden facilitar en él muchos más datos a la red. En respuesta a la petición de canal de paquetes, la red suele enviar a la MS un mensaje de asignación específico en el que la red asigna recursos radioeléctricos a la MS estableciendo normalmente una conexión TBF de extremo cerrado para la MS. Normalmente, dicho mensaje de asignación consiste en un mensaje de asignación de enlace ascendente de paquetes, en el que la red asigna los recursos radioeléctricos a la MS para una radiotransmisión de enlace ascendente. Entre otras cosas, se deducen del mensaje as divisiones de tiempo durante las cuales puede transmitir la MS.

En el acceso en 2 fases, la MS envía a la red dos mensajes. En primer lugar, la MS envía una petición de canal de paquetes, en la que tan sólo solicita a la red recursos radioeléctricos para transmitir una petición de recursos de paquetes. Una vez más, después de recibir un mensaje de asignación específico procedente de la red, la MS envía la petición de recursos de paquetes cuya longitud es de un bloque de radio. En la petición de recursos de paquetes, la MS puede enviar a la red una gran cantidad de información (valores de los diferentes parámetros) a partir de la cual la red decide acerca de la asignación de los recursos radioeléctricos.

En la trama RLC_MODE (MODO_RLC) con una longitud de un bit (GSM 04.60), la MS puede proponer un modo específico de transferencia para la conexión TBF, si así se le solicita. Si el bit es 1, la MS está proponiendo el modo RLC sin acuse de recibo. Si el bit es 0, la MS está proponiendo el modo RLC con acuse de recibo. En el modo de transferencia con acuse de recibo, los acuses de recibo se utilizan para verificar que los bloques de datos RLC se han entregado sin error. El modo de transferencia con acuse de recibo también facilita a la función RLC la oportunidad de retransmitir los bloques de datos transferidos erróneamente.

En el campo de dieciséis bits RLC_OCTET_
COUNT (CUENTA_OCTETO_RLC), la MS puede proponer que la conexión TBF que está estableciéndose sea una conexión TBF de extremo cerrado con una duración específica o una conexión TBF de extremo abierto. No obstante, la red puede ignorar la propuesta de la MS y decidir por sí sola qué tipo de conexión TBF va a establecerse.

En respuesta a la petición de recursos de paquetes, la red envía nuevamente a la MS un mensaje específico de asignación, en el que la red asigna recursos radioeléctricos a la MS estableciendo una conexión TBF de extremo cerrado o abierto para la MS.

El sistema GPRS fue diseñado inicialmente para servicios de datos diferido, como los servicios de correo electrónico. No obstante, la presión para la utilización de GPRS en servicios en tiempo real que exigen un breve retardo, tales como transmisión de voz y de imagen de vídeo, está aumentando continuamente. En las siguientes páginas, el término transmisión de datos en tiempo real significará explícitamente transmisión de datos para servicios en tiempo real. En el sistema GPRS se han establecido los tres requisitos siguientes para servicios en tiempo
real:

\bullet

Utilización de TBF de extremo abierto

\bullet

Breve retardo de acceso

\bullet

Breve retardo de transmisión

La utilización de una conexión TBF de extremo abierto en servicios en tiempo real resulta importante para evitar, por ejemplo, interrupciones constantes debidas al establecimiento y a la liberación de conexiones TBF de extremo cerrado con longitudes específicas, por ejemplo en transmisiones de voz. No obstante, el problema es que, de acuerdo con las actuales especificaciones GPRS, la red puede decidir por sí misma qué tipo de TBF va a establecerse. Pero, como ya se ha mencionado anteriormente, dicha red prefiere asignar a la MS conexiones TBF de extremo cerrado, ya que cuenta con mejores posibilidades para dividir eficazmente los recursos radioeléctricos entre los distintos usuarios.

Es importante conseguir un retardo de acceso muy breve porque, por ejemplo, cuando se transmite voz, la conexión TBF se cortará durante un período de silencio, de forma que deberá establecerse nuevamente una nueva conexión TBF una vez finalizado el silencio. Se consigue un retardo breve en el acceso utilizando el acceso en 1 fase. Pero cuando se utiliza el acceso en 1 fase no es en absoluto seguro que se obtenga una conexión TBF de extremo abierto, ya que la red decide qué tipo de conexión TBF va a establecerse en cualquier momento dado.

La consecución de un retardo de transmisión breve es un requisito independiente en relación con los servicios en tiempo real. Se consigue un retardo de transmisión breve utilizando el modo RLC sin acuse de recibo. No obstante, de acuerdo con la actual especificación GPRS (GSM 04.60 versión 6.4.0), debería utilizarse el modo RLC con acuse de recibo al solicitar una conexión TBF con acceso en 1 fase.

De acuerdo con la invención, se proporciona un método para asignar recursos radioeléctricos en un sistema de transmisión de datos con conmutación de paquetes, incluyendo dicho sistema de transmisión de datos terminales y una red, y en cuyo método:

los terminales se comunican con la red a través del interfaz radioeléctrico utilizando el modo de transferencia de paquetes;

se asigna un recurso radio a un terminal para comunicaciones;

para asignar el recurso radio, el terminal envía un mensaje a la red para asignar el recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, incluyendo el primer mensaje información específica que indica que se solicita un recurso radio para un servicio en tiempo real;

dicho primer mensaje es recibido por la red;

la red identifica dicho primer mensaje como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real a partir de dicha información incluida en el primer mensaje, en cuyo momento

la red asigna al terminal un recurso radio de acuerdo con los requisitos para llevar a cabo con conmutación de paquetes el servicio en tiempo real.

Es característico de un terminal de acuerdo con la invención, comprendiendo dicho terminal medios para comunicación con conmutación de paquetes con una red a través del interfaz radioeléctrico, que dicho terminal incluya:

medios para generar y transmitir un primer mensaje a la red para la asignación de un recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, incluyendo dicho primer mensaje una información específica que indica que se ha solicitado un recurso radio para un servicio en tiempo real para la identificación del mensaje en la red, a partir de dicha información, como una petición de recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real.

Es característico de un elemento de red de acuerdo con la invención, comprendiendo dicho elemento de red medios para comunicación con conmutación de paquetes con un terminal a través del interfaz radioeléctrico, que dicho elemento de red incluya:

medios para recibir un mensaje que incluya información específica indicando que se ha solicitado un recurso radio para un servicio en tiempo real, llegando el mensaje a la terminal e identificando el mensaje como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real a partir de dicha información incluida en el primer mensaje;

medios para asignar al terminal un recurso radio de acuerdo con los requisitos para llevar a cabo con conmutación de paquetes el servicio en tiempo real.

De acuerdo con la invención, para asignar recursos radioeléctricos para un servicio en tiempo real, un terminal inalámbrico envía a la red un mensaje específico. La red identifica el mensaje en cuestión como una petición de recurso radio para un servicio en tiempo real mediante una configuración binaria incluida en el propio mensaje, tras de lo cual la red envía normalmente al terminal inalámbrico un mensaje de asignación de enlace ascendente de paquetes, asignando la red recursos radioeléctricos al terminal inalámbrico que establece una conexión TBF de extremo abierto entre el terminal inalámbrico y la red. Como en el modo de conexión RLC, la red configura el modo RLC sin acuse de recibo.

A continuación se describirá la invención en detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales

La figura 1 muestra las conexiones de una red de telecomunicaciones en un servicio GPRS con conmutación de paquetes;

La figura 2 muestra una jerarquía de capas lógicas, mediante la cual se modela un interfaz radioeléctrico GPRS;

Las figuras 3a-3b muestran el acceso en 1 y en 2 fases para la asignación de recursos radioeléctricos;

Las figuras 4a-4b muestran dos peticiones de canal de paquetes de acuerdo con una primera realización de la invención;

La figura 5 muestra los componentes esenciales de una estación móvil que lleva a cabo el método de acuerdo con la invención;

La figura 6 muestra la estructura de un subsistema de estación base que pone en práctica el método de acuerdo con la invención;

La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra el proceso de toma de decisiones de acuerdo con la invención.

Las figuras 1, 2 y 3 se explican más arriba en relación con la descripción de la técnica anterior. En la descripción de la primera realización preferida de acuerdo con la invención, se hace referencia a las figuras 4a y 4b. En la primera realización de la invención, un terminal inalámbrico utiliza el acceso en 1 fase para asignar recursos radioeléctricos para una transmisión de datos en tiempo real, tal como transmisión
de voz.

De acuerdo con la invención, el terminal inalámbrico envía preferiblemente una petición de canal de paquetes en el PRACH (canal de acceso aleatorio a paquetes). Dependiendo de sí el sistema soporta una petición de canal con una longitud de ocho u once bits, la petición de canal de paquetes tendrá una longitud de ocho u once bits. La actual especificación GPRS no ha definido la petición de canal de paquetes con la cual podrían asignarse los recursos radioeléctricos (podría establecerse una conexión TBF) para transmitir datos en tiempo real. Por lo tanto, en la petición de canal de paquetes, se está utilizando actualmente una nueva configuración binaria que aún no tiene un significado en la especificación GPRS y que indica a la red que el terminal inalámbrico desea una conexión TBF para transmisión de datos en
tiempo real.

La figura 4a muestra una posible petición de canal de paquetes de once bits de acuerdo con la invención, y la figura 4b muestra una posible petición de canal de paquetes de ocho bits. Dicha nueva configuración binaria de la petición de canal de paquetes de once bits es preferiblemente 110101 y en la petición de canal de paquetes de ocho bits 01101, pero las configuraciones binarias pueden también alternativamente ser otras configuraciones binarias aún no utilizadas. Los bits marcados con una X en las peticiones de canal de paquetes son bits aleatorios con cuya ayuda la red puede identificar el terminal inalámbrico que ha enviado el mensaje, por ejemplo cuando se produce la transmisión simultánea de dos o más terminales.

Cuando la red recibe ahora la petición de canal de paquetes enviada por el terminal inalámbrico que incluye la configuración binaria descrita en el capítulo anterior, la red identifica dicha petición de canal de paquetes como una petición del terminal inalámbrico para la asignación de recursos radioeléctricos para transmisión de datos en tiempo real. En este caso, la red envía al terminal inalámbrico, en respuesta a la petición de canal de paquetes, un mensaje de asignación específico en el que la red asigna recursos radioeléctricos al terminal inalámbrico estableciendo para el terminal inalámbrico una conexión TBF de extremo abierto. En consecuencia, de acuerdo con la invención, la red ya no puede decidir por sí sola qué tipo de conexión TBF va a establecerse, sino que tendrá que establecer una conexión TBF de extremo abierto. Al igual que en el modo RLC, la red establece ahora (al contrario que en el caso de la actual especificación GPRS) el modo RLC sin acuse de recibo. En este modo de transferencia, las retransmisiones de bloques de datos RLC que provocan un retardo no son posibles para el modo RLC. Para corregir los errores preferiblemente se utiliza la corrección de error del tipo FEC (forward error coding [codificación de error sin canal de retorno]).

Debido a que en la primera realización, de acuerdo con la invención y de acuerdo con la actual especificación GPRS, un terminal inalámbrico no es capaz de indicar a la red el valor de un parámetro Multislot Class (clase de división múltiple), pueden fijarse como valores predeterminados una división de tiempo para transmitir en enlace ascendente y una división de tiempo para transmitir en enlace descendente.

Si en la conexión TBF de extremo abierto establecida para transmitir datos en tiempo real tiene lugar un período durante el cual no hay datos que transmitir, se liberará la conexión TBF. Cuando haya nuevamente datos que transmitir, el terminal inalámbrico utilizará nuevamente un acceso en 1 fase con una breve retardo para establecer una nueva conexión TBF de extremo abierto.

Si la red no proporciona los propios canales de control de GPRS, como PRACH, para la utilización del terminal inalámbrico, el terminal inalámbrico utilizará la norma RACH (canal de acceso aleatorio) de la red GSM para transmitir la petición de canal (de paquete). En este caso no se puede utilizar el acceso en 1 fase debido a que todos las configuraciones binarias de la petición de canal enviados a través del RACH ya se encuentran en uso y ya no se puede poner en uso una nueva configuración binaria que indicaría a la red que el terminal inalámbrico desea una conexión TBF para la transmisión en tiempo real. En dicho caso, el terminal inalámbrico utilizará el acceso en 2 fases para la asignación de recursos radioeléctricos para transmitir datos en tiempo real, como se presenta en una segunda realización preferida de acuerdo con la invención.

En la segunda realización preferida de la invención, un terminal inalámbrico utiliza un acceso en 2 fases para la asignación de recursos radioeléctricos para transmitir datos en tiempo real. El terminal inalámbrico envía preferiblemente una petición de canal a través del RACH, en la que tan sólo solicita a la red recursos radioeléctricos para transmisión de una petición de recursos de paquete. La red envía al terminal inalámbrico en respuesta a la petición de canal un mensaje específico de asignación en el que la red asigna recursos radioeléctricos al terminal inalámbrico para transmitir la petición de recursos de paquetes. Después de recibir dicho mensaje de asignación desde la red, el terminal envía preferiblemente a la red la petición de recursos de paquetes a través del PACCH (canal de control asociado al paquete).

De acuerdo con la invención, se añade a la petición de recursos de paquetes un campo de petición de recursos en tiempo real, que puede tener una longitud de entre uno y varios bits. Preferiblemente en esta realización, dicho campo tiene una longitud de un bit. En este caso, si el bit de dicho campo es 1, la petición de recursos de paquetes incluye una petición de asignación de recursos radioeléctricos para transmitir datos en tiempo real. Si el bit en cuestión es 0, la petición de recursos de paquetes incluye una petición para la asignación de recursos radioeléctricos para transmisiones de datos diferido. En la segunda realización preferida de acuerdo con la invención, en el campo petición de recursos en tiempo real, en la petición de recursos de paquetes enviada por el terminal inalámbrico a la red el bit es 1. Además, el bit del campo RLC_MODE [modo RCL] es 1, lo que indica que el terminal inalámbrico propone el modo RLC sin acuse de recibo. En el campo de dieciséis bits RLC_OCTET_COUNT [recuento octeto RLC] todos los bits son cero, lo que indica que el terminal inalámbrico propone el establecimiento de una conexión TBF de extremo abierto.

Cuando la red recibe ahora la petición de recursos de paquetes enviada por el terminal inalámbrico, que incluye el bit 1 en el campo petición de recursos de tiempo real, la red identifica dicha petición de recursos de paquetes como una petición del terminal inalámbrico para la asignación de recursos radioeléctricos para transmitir datos en tiempo real. Si este es el caso, la red envía al terminal inalámbrico en respuesta a la petición de canal de paquetes un mensaje de asignación específico en el que la red asigna recursos radioeléctricos al terminal inalámbrico estableciendo para el terminal inalámbrico una conexión TBF de extremo abierto, de acuerdo con la propuesta del terminal inalámbrico. En consecuencia, de acuerdo con la invención, la red no puede decidir por sí sola qué tipo de conexión TBF va a establecerse, sino que debe establecer una conexión TBF de extremo abierto. Al igual que en el modo RLC, la red envía el modo RLC sin acuse de recibo propuesto por el terminal
inalámbrico.

Si con posterioridad tiene lugar en la conexión TBF establecida para transmitir datos en tiempo real un período durante el cual no hay datos a transmitir, se liberará la conexión TBF. Cuando haya nuevamente datos para transmitir, el terminal inalámbrico utilizará nuevamente el acceso en 2 fases para establecer una nueva conexión TBF de extremo abierto.

La invención puede llevarse a cabo de forma programable introduciendo los cambios necesarios en la capa RLC/MAC tanto en el terminal inalámbrico como en la red. El programa informático en cuestión puede almacenarse en un medio de datos, es decir una memoria, puede transferirse y puede ejecutarse, por ejemplo, en el microprocesador de un ordenador o de un teléfono móvil.

La figura 5 muestra componentes que son esenciales para el funcionamiento de un terminal inalámbrico que lleva a cabo el método de acuerdo con la invención. El terminal inalámbrico MS incluye un procesador MPU y los componentes conectados funcionalmente al procesador: una memoria MEM; un interfaz de usuario UI; y un componente de radio RF. El procesador MPU es preferiblemente un microprocesador, un microcontrolador o un procesador de señales digitales (DSP). La memoria MEM incluye preferiblemente una memoria de sólo lectura (ROM) y una memoria de acceso aleatorio (RAM). El componente de radio RF puede transmitir y recibir mensajes a una frecuencia de radio, tales como peticiones de canal de paquetes y peticiones de recursos de paquetes en una o más divisiones de tiempo de una trama TDMA a través de su antena AER. El interfaz de usuario UI proporciona preferiblemente al usuario una presentación y un teclado para utilizar la MS. El software de la MS, así como el software que soporta el uso de GPRS, está normalmente almacenado en la ROM. El procesador MPU controla, mediante el software, el funcionamiento de la MS, el uso del RF, la presentación de mensajes a través del UI, y la lectura de las entradas recibidas desde el UI. La capa RLC/MAC de la MS es llevada a cabo por el MPU junto con el software del terminal inalámbrico y la MEM. El MPU utiliza la RAM como una memoria intermedia temporal a la hora de procesar los datos.

La figura 6 muestra de forma simplificada los componentes esenciales de un subsistema de estación base BSS que lleva a cabo el método de acuerdo con la invención, principalmente en relación con la radiotransmisión por paquetes de enlace ascendente. El BSS incluye unas estaciones base transmisoras/receptoras y un controlador de estación base BSC que las controla. Un estación base transmisora/receptora BTS incluye transmisores/receptores TX/RX, un multiplexor MUX y una unidad de control CTRL que controla el funcionamiento de dichos transmisores/receptores y de dicho multiplexor. Desde los transmisores/receptores TX/RX de la BTS, se establece una conexión con una unidad de antena ANT mediante la cual se implementa la conexión por radio con una MS. Mediante el multiplexor, los canales de tráfico y control utilizados por los múltiples transmisores/receptores TX/RX se sitúan en un solo enlace de transmisión que conecta la BTS con
el BSC.

El BSC incluye un campo de conexión 30 y una unidad de control CTRL2. El campo de conexión 30 se utiliza, entre otras cosas, para la conexión de circuitos de señalización y la conexión de datos y voz a una red telefónica conmutada pública o a una red con conmutación de paquetes. Además, el BSC incluye una unidad de control de paquetes PCU, entre cuyos cometidos se incluye, entre otras cosas, el control de acceso al canal y las operaciones de gestión del canal de radio. La PCU es la que realiza la capa RLC/MAC de la red, por lo que los cambios en el programa requeridos por la invención tienen lugar en
la PCU.

Igualmente, el proceso de toma de decisión de acuerdo con la invención se muestra en el diagrama de flujo de la figura 7. En primer lugar, un terminal inalámbrico envía a una red un mensaje específico para asignar recursos radioeléctricos para un servicio en tiempo real (Bloque 40). La red recibe el mensaje en cuestión (41) e identifica el mensaje en cuestión como una petición de recursos radioeléctricos para un servicio en tiempo real a través de la configuración binaria incluida en el mensaje específico (42), tras lo cual la red normalmente transmite al terminal inalámbrico un mensaje de asignación de enlace ascendente de paquetes, en el que la red asigna recursos radioeléctricos al terminal inalámbrico estableciendo para la MS una conexión TBF de extremo abierto (43). Al igual que en el modo RLC de la conexión, la red establece el modo RLC sin acuse de recibo (44). De esta forma, se consigue el pequeño retardo requerido por los servicios en tiempo real.

Los componentes esenciales de la presente invención son igualmente adecuados para su utilización en EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution [tasas de datos mejorada para evolución GSM]) y especialmente en EGPRS (Enhanced GPRS [GPRS mejorado]), basado en EDGE. EGPRS es un servicio construido sobre GPRS. La invención podrá también usarse en el futuro con el sistema UMTS (Universal Mobile Telecommunications System [sistema universal de transmisiones móviles]).

Este documento presenta la puesta en práctica y las realizaciones de la presente invención con la ayuda de ejemplos. Cualquier persona versada en la materia observará que la presente invención no se limita a detalles de las realizaciones presentadas anteriormente y que la invención puede llevarse a cabo también en otra forma sin apartarse de las características de la invención. Las realizaciones presentadas anteriormente deberían considerarse ilustrativas pero no limitativas. De este modo, las posibilidades de llevar a cabo y de utilización de la invención sólo están limitadas por las reivindicaciones adjuntas. En consecuencia, las diversas opciones para llevar a cabo la invención, según lo determinan las reivindicaciones incluyendo las realizaciones equivalentes, pertenecen también al ámbito de la invención.

Claims (17)

1. Método para asignar un recurso radio en un sistema de transmisión de datos con conmutación de paquetes, incluyendo dicho sistema de transmisión de datos terminales y una red, y en cuyo método:

los terminales se comunican con la red a través de un interfaz radioeléctrico, utilizando un modo de transferencia de paquetes;

para la comunicación un recurso radio es asignado a un terminal;

para asignar el recurso radio, el terminal envía a la red un mensaje, caracterizado dicho método, por que:

un primer mensaje (40) es enviado desde el terminal a la red, para asignar el recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, incluyendo dicho primer mensaje información específica indicando que se solicita un recurso radio para un servicio en tiempo
real;

dicho primer mensaje es recibido (41) por la red;

la red identifica (42) dicho primer mensaje como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real a partir de dicha información incluida en dicho primer mensaje, en cuyo momento

la red asigna (43, 44) al terminal un recurso radio de acuerdo con los requisitos para llevar a cabo con conmutación de paquetes el servicio en tiempo real.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha asignación de recursos radioeléctricos incluye:

establecer (43) entre el terminal y la red una conexión TBF (flujo de bloques temporal) de extremo abierto;

fijar (44) el modo sin acuse de recibo como modo RLC (control de radioenlace) de dicha conexión TBF.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente en el método de asignación de un recurso radio para la transmisión con conmutación de paquetes de un servicio diferido, se envía un tercer mensaje específico desde el terminal a la red.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer mensaje incluye una configuración binaria mediante la cual la red lo identifica como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se trata de un método de una fase, en el cual para asignar un recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, tan sólo se envía un mensaje desde el terminal a la red, siendo dicho mensaje dicho primer mensaje y en respuesta a la recepción de dicho mensaje, la red asignará al terminal el recurso radio solicitado para llevar a cabo con conmutación de paquetes el servicio en tiempo real.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer mensaje es una petición de canal de paquetes del sistema GPRS.

7. Método de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 6, caracterizado porque dicha petición de canal de paquetes tiene:

una longitud de 8 bits, incluyendo el mensaje para su identificación una configuración binaria 01101;

una longitud de 11 bits, incluyendo el mensaje para su identificación una configuración binaria 110101.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, como indicación de la asignación de recursos radioeléctricos, la red envía al terminal un mensaje de asignación de enlace ascendente de paquetes.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en dicho método se transmiten dos mensajes desde el terminal a la red, teniendo dicho método 2 fases, y en cuyo método:

antes de transmitir dicho primer mensaje, el terminal envía a la red un segundo mensaje específico, consistiendo dicho segundo mensaje en una petición de asignación de recursos radioeléctricos para transmitir dicho primer mensaje;

dicho segundo mensaje es recibido por la red;

la red asigna al terminal los recursos solicitados para transmitir dicho primer mensaje;

para asignar los recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, dicho primer mensaje se envía desde el terminal a la red;

dicho primer mensaje es recibido por la red;

la red identifica dicho primer mensaje como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real; y

la red asigna al terminal el recurso radio solicitado para llevar a cabo con conmutación de paquetes el servicio en tiempo real.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicho segundo mensaje es una petición de canal de paquetes del sistema GPRS y dicho primer mensaje es una petición de recursos de paquetes del sistema GPRS.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la petición de recursos de paquete incluye un campo de bits específico con una longitud de al menos un bit mediante el cual la red lo identifica como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque dicho campo de bits tiene una longitud de un bit, de modo que sí el valor del bit en el campo de bits es:

un primer valor específico, la red interpretará dicho primer mensaje como una petición de asignación de un recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real;

un segundo valor específico, la red interpretará dicho primer mensaje como una petición de asignación de un recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio diferido.

13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones que anteceden, caracterizado porque como servicio en tiempo real se entiende lo siguiente: transmisión de voz, transmisión de una imagen de vídeo.

14. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha asignación de recursos radioeléctricos se lleva a cabo en la capa RLC/MAC (control de radio enlace/control de acceso a medios) del sistema GPRS.

15. Terminal (MS) que incluye unos medios (MPU, MEM, RF, AER) para la comunicación con conmutación de paquetes con una red a través de un interfaz radioeléctrico, caracterizado porque la MS incluye:

medios (MPU, MEM, RF, AER) para generar y transmitir un primer mensaje a la red para asignar un recurso radio a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real, incluyendo dicho primer mensaje información específica indicando que se ha solicitado un recurso radio para un servicio en tiempo real para identificar el mensaje en la red a partir de dicha información como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo
real.

16. Terminal de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque dicho terminal es uno de los siguientes: un terminal móvil de una red celular, un terminal de ordenador que se comunica a través de un terminal móvil de una red celular.

17. Elemento de red (BSS, BSC, BTS, SGSN) que incluye medios para comunicación con conmutación de paquetes con un terminal a través del interfaz radioeléctrico,

caracterizado porque el elemento de red incluye:

medios (BTS, ANT, PCU) para recibir un mensaje que incluye información específica, indicando que se ha solicitado un recurso radio para un servicio en tiempo real, procediendo el mensaje del terminal, y para identificar el mensaje como una petición de recursos radioeléctricos a fin de llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real a partir de dicha información incluida en el primer
mensaje;

medios (PCU) para asignar al terminal de un recurso radio de acuerdo con los requisitos para llevar a cabo con conmutación de paquetes un servicio en tiempo real.