ES2256801T3 - Asignacion dinamica de recursos en la transferencia de datos por paquetes. - Google Patents
Asignacion dinamica de recursos en la transferencia de datos por paquetes.Info
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Abstract
Un método de comunicación utilizado en un aparato de estación móvil que realiza comunicación usando una trama TDMA formada por ocho intervalos, retardándose un inicio de una trama TDMA en un enlace ascendente tres intervalos o tres intervalos menos una fracción de un intervalo desde un inicio de una trama TDMA en un enlace descendente, caracterizándose el método por incluir los pasos de: recibir usando un intervalo de recepción de la trama TDMA en el enlace descendente después de prepararse para recibir; transmitir usando un intervalo de transmisión de de la trama TDMA en el enlace ascendente después de prepararse para transmitir; y realizar medición de nivel de señal de célula adyacente antes de prepararse para recibir o prepararse para transmitir, donde (i) cuando un número de intervalos de transmisión utilizados en una trama TDMA en el enlace ascendente es inferior a un número predeterminado, se aplicará Tra, siendo Tra un tiempo necesario para que el aparato de estación móvil efectúe medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare para recibir y siendo un número mínimo de intervalos de Tra dos intervalos, y (ii) cuando el número de intervalos de transmisión utilizados en una trama TDMA en el enlace ascendente es el número predeterminado, se aplicará Tta, siendo Tta un tiempo necesario para que el aparato de estación móvil efectúe medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare para transmitir y siendo un número mínimo de intervalos de Tta dos intervalos.
Description
Asignación dinámica de recursos en la
transferencia de datos por paquetes.
Esta invención se refiere a sistemas de
comunicaciones de acceso múltiple y se refiere en particular a
asignación dinámica de recursos en sistemas de acceso múltiple por
división de tiempo.
En sistemas inalámbricos de acceso múltiple tal
como GSM, varias estaciones móviles comunican con una red. La
asignación de canales físicos de comunicación para uso por las
estaciones móviles es fija. Una descripción del sistema GSM se
puede hallar en The GSM System for Mobile Communications por M.
Mouly y M. B. Pautet, publicado en 1992 con la referencia ISBN
2-9507190-0-7.
Con la llegada de las comunicaciones de datos en
paquetes por sistemas de Acceso Múltiple por División de Tiempo
(TDMA), se requiere más flexibilidad en la asignación de recursos y
en particular en el uso de canales físicos de comunicación. Para
transmisiones de datos en paquetes en Radio Sistemas de Paquetes
Generales (GPRS) un número de Canales de Datos en Paquetes (PDCH)
proporcionan los enlaces físicos de comunicación. La división de
tiempo es por tramas de 4,615 ms de duración y cada trama tiene ocho
intervalos consecutivos de 0,577 ms. Una descripción del sistema
GPRS se puede hallar en (GSM 03.64 V 8.5 versión 1999). Los
intervalos se pueden usar para comunicación de enlace ascendente o
enlace descendente. La comunicación por enlace ascendente es una
transmisión desde la estación móvil para recepción por la red a la
que está unida. La recepción por la estación móvil de una
transmisión de la red se describe como enlace descendente.
Para utilizar muy efectivamente la anchura de
banda disponible, el acceso a canales se puede asignar en respuesta
a cambios de condiciones de canal, carga de tráfico, calidad del
servicio y clase de abono. Debido a las condiciones de canal y
cargas de tráfico continuamente cambiantes se dispone de un método
para asignación dinámica de los canales disponibles.
Las cantidades de tiempo que la estación móvil
recibe en enlace descendente o transmite en enlace ascendente se
pueden variar y los intervalos se pueden asignar consiguientemente.
Las secuencias de intervalos asignados para recepción y
transmisión, la llamada configuración multiintervalo se describe en
general en la forma RXTY. Siendo los intervalos de recepción (R)
asignados el número X y los intervalos de transmisión (T) asignados
el número Y.
Se definen varias clases multiintervalo, 1 a 29,
para operación GPRS y las asignaciones máximas de intervalos de
enlace ascendente (Tx) y enlace descendente (Rx) se especifican para
cada clase. La especificación para la clase multiintervalo 12 se
muestra en la Tabla 1 siguiente.
En un sistema GPRS, el acceso a un canal
compartido es controlado por medio de un Señalizador de Estado de
Enlace Ascendente (USF) transmitido en el enlace descendente a cada
estación móvil comunicante (MS). En GPRS se definen dos métodos de
asignación, que difieren en la convención en torno a la que se hacen
disponibles los intervalos de enlace ascendente a la recepción de
un USF. La presente invención se refiere a un método de asignación
particular, en el que un número igual "N" de PDCHs, donde un
"PDCH" usa un par de intervalos de enlace ascendente y enlace
descendente correspondientes entre sí en base 1-1,
son asignados para uso potencial por la MS. Los intervalos de
enlace ascendente disponibles para uso real por una estación móvil
particular que comparte el canal de enlace ascendente se indican en
el USF. El USF es un elemento de datos capaz de tomar 8 valores
V0-V7, y permite asignar recursos de enlace
ascendente entre hasta 8 móviles donde cada móvil reconoce uno de
estos 8 valores como "válido", es decir, que confiere uso
exclusivo de recursos a dicho móvil. En el caso del método de
asignación dinámica extendida, por ejemplo, la recepción de un USF
válido en el intervalo 2 de la trama presente indicará la
disponibilidad real para transmisión de intervalos de transmisión
2... N en la trama TDMA siguiente o grupo de tramas, donde N es el
número de PDCHs asignados. En general, para un USF válido recibido
en el intervalo de recepción n, la transmisión tiene lugar en la
trama de transmisión siguiente en los intervalos de transmisión n,
n+1 y siguientes al número de intervalos asignados (N). Para el
método de asignación dinámica extendida tal como se define
actualmente estos intervalos asignados siempre son consecutivos.
La estación móvil no es capaz de conmutar al
instante de una condición de recepción a una condición de
transmisión o viceversa y el tiempo asignado a estas
reconfiguraciones se denomina tiempo de cambio. Tal como se define
actualmente, el tiempo de cambio depende de la clase de móvil. Se
asigna un tiempo de cambio de un intervalo en el caso de móviles de
clase 12 tal como los utilizados para la realización
ejemplificativa. También es necesario que la estación móvil,
mientras está en modo de transferencia de paquetes, efectúe
mediciones de células contiguas. La estación móvil tiene que
supervisar continuamente todas las portadoras de Canal de Control
de Difusión (BCCH) como indica la lista BA(GPRS) y la
portadora BCCH de la célula servidora. Una muestra de medición de
nivel de señal recibida se toma en cada trama TDMA, en al menos una
de las portadoras BCCH (GSM 05.08 10.1.1.2).
Estas mediciones de células contiguas se toman
antes de la reconfiguración de recepción a transmisión o antes de
la reconfiguración de transmisión a recepción. El número de
intervalos asignados a cada una de estas mediciones y
reconfiguraciones para la clase multiintervalo 12 es dos.
Del requisito de asignar intervalos particulares
a efectos de cambio y medición surgen algunas restricciones y se
pierden posibles asignaciones dinámicas de canal. Estas
restricciones reducen la disponibilidad de intervalos para
transmisiones de enlace ascendente, reducen el flujo de datos y
reducen la flexibilidad de respuesta a condiciones cambiantes.
Cabría esperar una revisión técnica exhaustiva y
cambio general de las condiciones operativas preestablecidas
existentes para mitigar los problemas asociados con la asignación
dinámica. Aunque esto es posible, las dificultades considerables
producidas por dicho cambio global no serían bien recibidas en
general y esta resolución del problema técnico es improbable.
EP-1109334 A2 describe un método
y sistema para reducir retardos en comunicaciones inalámbricas
mediante el uso de un sistema de asignación y acceso basado en
ráfagas. El método usa esencialmente un intervalo de una trama de
tiempo y mantiene los canales de enlace ascendente y enlace
descendente flexibles e independientes entre sí. Así, se utiliza
menos tiempo al intentar encajar todas las peticiones y respuestas
en opciones limitadas como en los protocolos comúnmente
conocidos.
EP-0853439 A2 describe un método
para determinar datos de celda contigua en un sistema celular móvil.
La información de usuario se transmite en tramas de información por
la estación base de células corrientes e información de estación
base de célula contigua se recibe para sincronizar las estaciones
base de célula contigua. Esto acelera y permite la determinación de
información de canal en conexión con la transferencia de la zona de
una estación base a otra. En una transferencia rápida de una célula
a otra, dicha información se puede recibir a una velocidad
suficiente también cuando un no se puede obtener trama inactiva de
forma favorable.
Por lo tanto, hay que proporcionar una solución a
los problemas que afectan a la asignación dinámica de canal con
mínimo efecto en los métodos existentes de la técnica anterior.
Un objeto de esta invención es reducir las
restricciones que afectan a la asignación dinámica de canal con
mínimo efecto en la prescripción existente.
Según la invención se facilita un método para
controlar transmisiones de datos en paquetes como se expone en las
reivindicaciones anexas.
Una realización de la invención se describirá con
referencia ahora a las figuras acompañantes en las que:
La figura 1 ilustra la estructura de trama TDMA
GPRS que muestra la convención de numeración usada para intervalos
de tiempo de enlace ascendente y enlace descendente.
La figura 2 ilustra una asignación de 3
intervalos y una transición de estado de R3T0 a R3T2.
Las figuras 3 a 5 muestran asignaciones dinámicas
extendidas de 2 PDCH en estado de régimen para R2T0, R2T1 y R2T2
respectivamente con intervalos de medición y cambio asociados.
La figura 6 es un diagrama de transición de
estado para asignaciones dinámicas extendidas de 2 PDCH.
Las figuras 7 a 11 muestran las transiciones de
estado de la figura 6.
Las figuras 12 a 15 muestran la asignación
dinámica extendida de 3 PDCH en estado de régimen.
La figura 16 es un diagrama de transición de
estado para asignación dinámica extendida de 3 PDCH.
Las figuras 17 a 25 muestran las transiciones de
estado de la figura 16.
Las figuras 26 a 30 muestran la asignación
dinámica extendida de estado de régimen de 4 intervalos de la
técnica anterior.
Las figuras 31 a 35 muestran la asignación
dinámica extendida de estado de régimen de 4 intervalos según la
invención.
La figura 36 es un diagrama de transición de
estado para asignación dinámica extendida de 4 intervalos según la
invención.
Las figuras 37 a 50 muestran las transiciones de
estado de la figura 36.
En esta realización, la invención se aplica a una
red inalámbrica GPRS que opera según las normas aplicables a la
clase multiintervalo 12.
En la figura 1 se ilustra la estructura de trama
GPRS TDMA y muestra la convención de numeración usada para
intervalos de tiempo de enlace ascendente y enlace descendente. Se
deberá observar que en la práctica Tx se puede avanzar con relación
a Rx debido a avance de tiempo, aunque esto no se representa en la
ilustración. Así, en la práctica, la cantidad de tiempo entre la
primera Rx y la primera Tx de una trama se puede reducir una
fracción de un intervalo del valor ilustrado de 3 intervalos debido
a avance de tiempo. Se ilustran dos tramas TDMA sucesivas con
intervalos receptor (Rx) y transmisor (Tx) identificados por
separado. Las posiciones de intervalo dentro de la primera trama se
representan con los números 1 a 8 con los intervalos de transmisión
y recepción desplazados un margen de tres intervalos. Esto es según
la convención de que la primera trama de transmisión en TDMA
retarda la primera trama de recepción un desplazamiento de 3 (así,
GSM de intervalo único ordinario se puede considerar como un caso
concreto en el que solamente se utiliza el intervalo 1 de
transmisión y recepción).
Las figuras restantes (excepto en los diagramas
de transición de estado) son conformes a la ilustración de la
figura 1 pero la numeración de intervalos se ha quitado para mayor
claridad. Los intervalos sombreados son los asignados para los
estados particulares y los insertos con flecha, por ejemplo, los
números 41 y 42 de la figura 4 indican los intervalos de medición y
cambio aplicables y el número de intervalos asignados para estos
intervalos. Los intervalos de trazos, por ejemplo, el número 43 de
la figura 4 indican recepción de un USF válido. Como se ha
mencionado anteriormente, se imponen limitaciones por la necesidad
de permitir intervalos de medición y cambio y la prescripción de
estos en 05.02
Anexo B limita la asignación dinámica como se muestra en la tabla 1 para el ejemplo de la clase multiintervalo 12.
Anexo B limita la asignación dinámica como se muestra en la tabla 1 para el ejemplo de la clase multiintervalo 12.
| Clase | Número máximo de intervalos | Número mínimo de intervalos | |||||
| multiintervalo | |||||||
| Rx | Tx | Suma | T_{ta} | T_{tb} | T_{ra} | T_{rb} | |
| 12 | 4 | 4 | 5 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| T_{ta} \begin{minipage}[t]{150mm} es el tiempo necesario para que la MS efectúe medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare para transmitir.\end{minipage} | |||||||
| T_{tb} es el tiempo necesario para que la MS se prepare para transmitir. | |||||||
| T_{ra} \begin{minipage}[t]{150mm} es el tiempo necesario para que la MS efectúe medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare para recibir.\end{minipage} | |||||||
| T_{rb} es el tiempo necesario para que la MS se prepare para recibir. |
Se deberá observar que en la práctica los tiempos
T_{ta} y T_{tb} se pueden reducir una fracción de un intervalo
debido a avance de tiempo.
El período de medición para asignación dinámica
extendida se especifica (05.02 6.4.2.2) como T_{ra}. Es decir, que
todas las mediciones contiguas se toman justo antes del primer
intervalo de recepción y no antes del intervalo de transmisión.
Si hay m intervalos de tiempo asignados para
recepción y n intervalos de tiempo asignados para transmisión, debe
haber Min(m,n) intervalos de tiempo de recepción y
transmisión con el mismo número de intervalos de tiempo.
Con referencia a figura 2, un ejemplo de una
asignación de 3 intervalos, anotada R3T0->R3T2, se representa sin
intervalo de enlace ascendente asignado inicialmente. Un USF válido
recibido en el intervalo Rx 2 permite 2 intervalos TX en la trama de
enlace ascendente siguiente. La anotación -> indica un cambio de
estado.
Las figuras 3 a 5 muestran asignaciones dinámicas
extendidas de estado para 2 PDCH según las anotaciones y se marcan
los intervalos de medición y cambio. La figura 6 es un diagrama de
transición de estado para asignaciones dinámicas extendidas de 2
PDCH y muestra todos los estados permitidos.
Las figuras 7 a 11 muestran las posiciones de
intervalo e intervalos de medición y cambio aplicables para las
transiciones de la figura 6.
Se muestran asignaciones dinámicas extendidas de
3 PDCH de estado de régimen en las figuras 12 a 15. Las transiciones
de estado para 3 PDCH se muestran en la figura 16 y las
correspondientes posiciones de intervalo y los intervalos de
medición y cambio en las figuras 17 a 25. Se puede ver que en
ninguna ilustración surge ningún impedimento a la asignación de
intervalo de la aplicación de los intervalos de medición y
cambio.
Sin embargo, con asignaciones dinámicas
extendidas de 4 intervalos se producen conflictos y las condiciones
preestablecidas no permiten la implementación más allá del caso R4T0
de estado de régimen ilustrado en la figura 26. Esto es debido a
que la limitación T_{ra}=2 para medición de célula contigua no se
puede aplicar puesto que siempre se usa el intervalo Tx 4, dejando
solamente un tiempo de cambio de intervalo único antes del
intervalo Rx 1. En las figuras 26 a 30 se muestran ejemplos de
asignaciones dinámicas extendidas de 4 intervalos permitidas y
prohibidas según la técnica anterior. Éstas indican estados de
régimen y los cuatro intervalos de recepción y no se permite ningún
estado R4T0 de intervalo de transmisión de la figura 26. Las
asignaciones prohibidas se recubren con un logo "sin entrada"
(por ejemplo, el número 301 de la figura 30) en las ilustraciones de
la figura 27, R4T1, figura 28, R3T2, figura 29, R2T3, y figura 30,
R1T4. Se puede ver que estas prohibiciones surgen a causa de la
limitación de un intervalo permitido para la medición y preparación
T_{ra} (el tiempo necesario para medir y después preparar la
transmisión).
Según la invención hay reasignación de períodos
de medición y recuperación para incrementar la disponibilidad de
recursos de enlace ascendente cuando los recursos de enlace
ascendente están limitados de otro modo por asignaciones
preestablecidas.
La aplicación del método según la invención
permite la admisión de las asignaciones previamente prohibidas de
las figuras 27 a 30 como se representa en las figuras 32 a 35. Si se
asignan N intervalos, y N+T_{ra}+3 <= 8 (número de intervalos
en una trama), se usa T_{ra} como el intervalo de medición; de
otro modo, si N+T_{ra}+3 > 8.................. (XX), se usa
T_{ta} como el intervalo de medición;
donde
- <= inferior o igual a
- > mayor que
- T_{ta} es el tiempo necesario para medir y después preparar la transmisión.
La aplicación del método al estado de régimen
R4T1 se representa en la figura 32. Con el número de PDCHs
asignados N=4, el intervalo de medición y preparación T_{ra} =2, N
+ T_{ra} +3>8 (4 + 2 + 3 = 9); por lo tanto, se usa T_{ta}
como el intervalo de medición. Por lo tanto, el impedimento a la
operación mostrada en la figura 27 se quita mediante la aplicación
del método ilustrado en la figura 32.
Este procedimiento se implementa en la estación
móvil que, al utilizar el método de asignación dinámica extendida,
y al recibir una asignación de numeración PDCH "N", debe
realizar la comparación anterior para temporizar correctamente el
procedimiento de medición de enlace de radio.
El procedimiento realizado por el equipo de red
es que, al asignar un número de PDCHs "N", reconoce que cuando
N cumple la condición (XX) anterior, debe tener en cuenta la
capacidad de la estación móvil de realizar mediciones usando
T_{ta} y a condición de que:
N+T_{rb}+3<=8, sea capaz de asignar tal
número de PDCHs.
El método se puede aplicar con éxito a los
estados de régimen restantes representados en las figuras 33, 34 y
35. Además, el método es eficaz para todas las transiciones de
estado de 4 intervalos representadas en el diagrama de transición
de estado de la figura 6. Las ilustraciones de las transiciones de
estado de 4 intervalos se ofrecen en las figuras 37 a 50.
Claims (6)
1. Un método de comunicación utilizado en un
aparato de estación móvil que realiza comunicación usando una trama
TDMA formada por ocho intervalos, retardándose un inicio de una
trama TDMA en un enlace ascendente tres intervalos o tres
intervalos menos una fracción de un intervalo desde un inicio de una
trama TDMA en un enlace descendente, caracterizándose el
método por incluir los pasos de:
recibir usando un intervalo de recepción de la
trama TDMA en el enlace descendente después de prepararse para
recibir;
transmitir usando un intervalo de transmisión de
de la trama TDMA en el enlace ascendente después de prepararse para
transmitir; y
realizar medición de nivel de señal de célula
adyacente antes de prepararse para recibir o prepararse para
transmitir,
donde (i) cuando un número de intervalos de
transmisión utilizados en una trama TDMA en el enlace ascendente es
inferior a un número predeterminado, se aplicará T_{ra}, siendo
T_{ra} un tiempo necesario para que el aparato de estación móvil
efectúe medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare
para recibir y siendo un número mínimo de intervalos de T_{ra}
dos intervalos, y (ii) cuando el número de intervalos de
transmisión utilizados en una trama TDMA en el enlace ascendente es
el número predeterminado, se aplicará T_{ta}, siendo T_{ta} un
tiempo necesario para que el aparato de estación móvil efectúe
medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare para
transmitir y siendo un número mínimo de intervalos de T_{ta} dos
intervalos.
2. El método según la reivindicación 1, donde el
número predeterminado es cuatro.
3. El método según la reivindicación 1 o 2, donde
el método se aplica a una estación móvil de una clase multiintervalo
12 en un Radio Sistema General de Paquetes.
4. Un aparato de estación móvil que realiza
comunicación usando una trama TDMA formada por ocho intervalos,
retardándose un inicio de una trama TDMA en un enlace ascendente
tres intervalos o tres intervalos menos una fracción de un intervalo
desde un inicio de una trama TDMA en un enlace descendente,
caracterizándose el aparato por incluir:
una sección de recepción que recibe usando un
intervalo de recepción de la trama TDMA en el enlace descendente
después de prepararse para recibir;
una sección de transmisión que transmite usando
un intervalo de transmisión de la trama TDMA en el enlace ascendente
después de prepararse para transmitir; y
una sección de medición que realiza medición de
nivel de señal de célula adyacente antes de prepararse para recibir
o de prepararse para transmitir,
donde (i) cuando un número de intervalos de
transmisión utilizados en una trama TDMA en el enlace ascendente es
inferior a un número predeterminado, se aplicará T_{ra}, siendo
T_{ra} un tiempo necesario para que el aparato de estación móvil
efectúe medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare
para recibir y siendo un número mínimo de intervalos de T_{ra}
dos intervalos, y (ii) cuando el número de intervalos de
transmisión utilizados en una trama TDMA en el enlace ascendente es
el número predeterminado, se aplicará T_{ta}, siendo T_{ta} un
tiempo necesario para que el aparato de estación móvil efectúe
medición de nivel de señal de célula adyacente y se prepare para
transmitir y siendo un número mínimo de intervalos de T_{ta} dos
intervalos.
5. El aparato según la reivindicación 4, donde el
número predeterminado es cuatro.
6. El aparato según la reivindicación 4 o 5,
donde el aparato es una estación móvil de una clase multiintervalo
12 en un Radio Sistema General de Paquetes.
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