ES2268576T3 - Parte de red y terminal de abonado de una red celular que utiliza gprs. - Google Patents
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Abstract
Parte de red (140, 142, 144, 168) correspondiente a una red celular que usa un Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes, la cual está dispuesta para realizar una transmisión de datos con un terminal de abonado (150, 152) usando una pila de protocolos en la que una capa de protocolo RLC/MAC (Control de Enlace de Radiocomunicaciones/Control de Acceso al Medio) y una capa de protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que utiliza los servicios de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como capas de enlace de datos, y usar unas unidades de transmisión para la transmisión de datos de tal manera que una trama LLC de la capa LLC se coloca en un bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC, caracterizada porque la parte de red (140, 142, 144, 168) está dispuesta para colocar más de dos tramas LLC (700, 702, 704) en un bloque de datos RLC de manera que la parte de red (140, 142, 144, 168) está dispuesta para colocar un mecanismo en el bloque de datos RLC indicando la longitud de la trama LLC incluida en el bloque de datos RLC e información sobre si a dicha trama LLC le seguirá o no otra trama LLC.
Description
Parte de red y terminal de abonado de una red
celular que utiliza GPRS.
La presente invención se refiere a una parte de
red correspondiente a una red celular que usa un Servicio General
de Radiocomunicaciones por Paquetes, la cual está dispuesta para
realizar una transmisión de datos con un terminal de abonado usando
una pila de protocolos en la que una capa de protocolo RLC/MAC
(Control de Enlace de Radiocomunicaciones/Control de Acceso al
Medio) y una capa de protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que
utiliza los servicios de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como
capas de enlace de datos, y usar las unidades de transmisión para
la transmisión de datos de tal manera que una trama LLC de la capa
LLC se coloca en un bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC.
La invención se refiere también a un terminal de
abonado para una red celular que usa un Servicio General de
Radiocomunicaciones por Paquetes, el cual está dispuesto para
realizar una transmisión de datos con una parte de red
correspondiente a la red celular usando una pila de protocolos en la
que una capa de protocolo RLC/MAC (Control de Enlace de
Radiocomunicaciones/Control de Acceso al Medio) y una capa de
protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que utiliza los servicios
de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como capas de enlace de
datos, y usar unidades de transmisión para la transmisión de datos
de tal manera que una trama LLC de la capa LLC se coloca en un
bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC.
Uno de los problemas de las disposiciones
anteriores consiste en que no son óptimas. Según la técnica anterior
las tramas LLC no se dividen necesariamente de forma equitativa en
bloques de datos RLC sino que puede que una trama LLC requiera más
de un bloque de datos RLC de manera que a través del camino de
radiocomunicaciones se pueda transmitir toda la trama LLC. Además
una trama LLC puede ser más corta que un bloque de datos RLC, por
lo que, dependiendo de la situación, un bloque de datos RLC podría
contener varias tramas LLC. No obstante, según la técnica anterior,
en un bloque de datos RLC se pueden colocar como mucho dos tramas
LLC. En ese caso, si, en principio, el bloque de datos RLC pudiera
haber contenido más de dos tramas LLC, por ejemplo, tres tramas
LLC, la capacidad no usada se pierde según la técnica anterior ya
que no puede ser usada.
La presente invención pretende proporcionar una
parte de red mejorada correspondiente a una red celular que usa un
Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes, y un terminal
de abonado mejorado para una red celular que usa un Servicio
General de Radiocomunicaciones por Paquetes.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona una parte de red correspondiente a una red celular que
usa un Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes, la cual
está dispuesta para realizar una transmisión de datos con un
terminal de abonado usando una pila de protocolos en la que una capa
de protocolo RLC/MAC (Control de Enlace de
Radiocomunicaciones/Control de Acceso al Medio) y una capa de
protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que utiliza los servicios
de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como capas de enlace de
datos, y usar unidades de transmisión para la transmisión de datos
de tal manera que una trama LLC de la capa LLC se coloca en un
bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC. La parte de red está
dispuesta para colocar más de dos tramas LLC en un bloque de datos
RLC de manera que la parte de red está dispuesta para colocar un
mecanismo en el bloque de datos RLC indicando la longitud de la
trama LLC incluida en el bloque de datos RLC e información sobre si
a dicha trama LLC le seguirá o no otra trama LLC.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un terminal de abonado para una red celular que usa un
Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes, el cual está
dispuesto para realizar una transmisión de datos con una parte de
red correspondiente a la red celular usando una pila de protocolos
en la que una capa de protocolo RLC/MAC (Control de Enlace de
Radiocomunicaciones/Control de Acceso al Medio) y una capa de
protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que utiliza los servicios
de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como capas de enlace de
datos, y usar unidades de transmisión para la transmisión de datos
de tal manera que una trama LLC de la capa LLC se coloca en un
bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC. El terminal de abonado está
dispuesto para colocar más de dos tramas LLC en un bloque de datos
RLC de manera que el terminal de abonado está dispuesto para
colocar un mecanismo en el bloque de datos RLC indicando la longitud
de la trama LLC incluida en el bloque de datos RLC e información
sobre si a dicha trama LLC le seguirá o no otra trama LLC.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un terminal de abonado para una red celular que usa un
Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes, el cual está
dispuesto para recibir una transmisión de datos desde una parte de
red correspondiente a la red celular usando una pila de protocolos
en la que una capa de protocolo RLC/MAC (Control de Enlace de
Radiocomunicaciones/Control de Acceso al Medio) y una capa de
protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que utiliza los servicios
de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como capas de enlace de
datos, y usar unidades de transmisión para la transmisión de datos
de tal manera que una trama LLC de la capa LLC se coloca en un
bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC. El terminal de abonado está
dispuesto para colocar más de dos tramas LLC en un bloque de datos
RLC de manera que el terminal de abonado está dispuesto para
colocar un mecanismo en el bloque de datos RLC indicando la longitud
de la trama LLC incluida en el bloque de datos RLC e información
sobre si a dicha trama LLC le seguirá o no otra trama LLC.
La invención se basa en la idea de que no se
fija artificialmente ningún límite en relación con cuántas tramas
LLC se pueden colocar en un bloque de datos RLC.
La invención proporciona varias ventajas. Se
utiliza óptimamente una capacidad de transmisión valiosa del camino
de radiocomunicaciones, ya que la capacidad de transmisión de datos
de los bloques de datos RLC se utiliza completamente en situaciones
tales en las que un bloque de datos RLC contiene más de dos tramas
LLC. De este modo, aumenta la velocidad de transmisión de datos en
la interfaz de radiocomunicaciones y se reduce el uso de los
recursos de radiocomunicaciones.
A continuación se describirá la invención más
detalladamente en relación con las formas de realización preferidas
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Figura 1A es un diagrama de bloques que
muestra una red celular,
la Figura 1B muestra una transmisión de datos
por conmutación de circuitos,
la Figura 2 muestra la estructura de un
transceptor,
la Figura 3 muestra pilas de protocolos del
sistema,
la Figura 4A muestra un bloque de
radiocomunicaciones, en el cual se coloca un bloque de datos RLC que
transporta tramas LLC,
la Figura 4B muestra un bloque de
radiocomunicaciones en el cual se coloca un bloque de control
RLC/MAC que transporta señalización RLC/MAC,
la Figura 5 muestra a título de ejemplo cómo se
colocan tramas LLC en bloques de radiocomunicaciones y ráfagas de
radiocomunicaciones,
la Figura 6 muestra la estructura de un bloque
de datos RLC,
la Figura 7A muestra cómo se pueden colocar,
como mucho, dos tramas LLC en un bloque de datos RLC según la
técnica anterior,
la Figura 7B ilustra cómo se pueden colocar más
de dos, por ejemplo, tres, tramas LLC en un bloque de datos RLC
según la invención.
Haciendo referencia a la Figura 1A, se describen
una estructura típica de red celular de la invención y sus
interfaces con una red telefónica fija y una red de transmisión de
paquetes. La Figura 1A incluye solamente los bloques esenciales
para describir la invención, aunque para aquellos expertos en la
materia es evidente que una red celular convencional incluye
también otras funciones y estructuras, las cuales no es necesario
describir más detalladamente en la presente memoria. La invención es
aplicable para ser usada en redes celulares GSM básicas y en redes
desarrolladas adicionalmente a partir de las primeras, tales como
los sistemas GSM1800 y GSM1900. La invención se usa preferentemente
en una transmisión de paquetes de fase 2+- del sistema GSM, es
decir, en el GPRS (Servicio General de Radiocomunicaciones por
Paquetes). Si fuera necesario, se puede obtener información
adicional sobre el GPRS y los protocolos usados en el mismo a partir
de las especificaciones GPRS del ETSI (Instituto Europeo de Normas
de Telecomunicación), tales como la ETSI GSM 03.60 y la ETSI GSM
04.64.
La red celular comprende típicamente una
infraestructura de red fija, es decir, una parte de red, y
terminales de abonado 150 los cuales pueden estar montados de forma
fija, montados en vehículos o pueden ser terminales portátiles de
mano. La parte de red comprende estaciones base 100. A su vez,
varias estaciones base 100 son controladas de una manera
centralizada por un controlador de estaciones base 102 que se
comunica con ellas. La estación base 100 comprende transceptores
114, típicamente entre uno y dieciséis transceptores 114. Un
transceptor 114 ofrece capacidad de radiocomunicaciones para una
trama TDMA, es decir, típicamente hasta ocho intervalos de
tiempo.
tiempo.
La estación base 100 comprende una unidad de
control 118 que controla el funcionamiento de los transceptores 114
y un multiplexor 116. El multiplexor 116 coloca canales de tráfico y
de control usados por varios transceptores 114 en un único enlace
de datos 160. La estructura del enlace de datos 160 está determinada
de forma precisa y se le hace referencia como interfaz Abis. El
enlace de datos 160 se implementa típicamente usando un enlace de 2
Mbit/s, o un enlace PCM (Modulación por Codificación de Impulsos)
que ofrece una capacidad de transmisión de 31 x 64 kbit/s, mientras
que el intervalo de tiempo 0 se asigna para la sincronización.
Existe una conexión desde los transceptores 114
de la estación base 100 con una unidad de antena 112 que implementa
una conexión bidireccional de radiocomunicaciones 170 con un
terminal de abonado 150. La estructura de las tramas a transmitir
también sobre la conexión bidireccional de radiocomunicaciones 170
está determinada de forma precisa y se le hace referencia como
interfaz aérea.
El terminal de abonado 150 puede ser, por
ejemplo, un teléfono móvil GSM normalizado con el cual puede estar
conectado, por ejemplo, usando una tarjeta adicional, un ordenador
portátil 152, el cual se puede usar en la transmisión de paquetes
para ordenar y procesar paquetes. El procesado de los protocolos
puede estar situado en el terminal de abonado 150 y/o en el
ordenador 152 conectado al terminal de abonado 150.
La Figura 2 muestra la estructura de un
transceptor 114 más detalladamente. Un receptor 200 comprende un
filtro que bloquea frecuencias que están fuera de una banda de
frecuencias deseada. A continuación una señal se convierte a una
frecuencia intermedia o directamente a banda base, muestreándose y
cuantificándose la señal en dicha forma en un conversor analógico a
digital 202. Un ecualizador 204 compensa la interferencia provocada,
por ejemplo, por la propagación por múltiples trayectos. Un
demodulador 206 toma de la señal ecualizada un flujo de bits que se
transmite a un demultiplexor 208. El demultiplexor 208 separa el
flujo de bits de los diferentes intervalos de tiempo en sus canales
lógicos. Un códec de canales 216 decodifica el flujo de bits de
canales lógicos diferentes, es decir, decide si el flujo de bits es
información de señalización transmitida a una unidad de control
214, o voz transmitida a un códec de voz 122 del controlador de
estaciones base 102. El códec de canales 216 realiza también la
corrección de errores. La unidad de control 214 realiza las
funciones de control interno controlando varias unidades. Un
formador de ráfagas 228 añade una secuencia de entrenamiento y una
cola a los datos que llegan desde el códec de canales 216. Un
multiplexor 226 indica a cada ráfaga su intervalo de tiempo. Un
modulador 224 modula señales digitales en una portadora de
radiofrecuencia. Esta función es de naturaleza analógica y por lo
tanto, para realizarla, es necesario un conversor digital a
analógico 222. Un transmisor 220 comprende un filtro que limita el
ancho de banda. Adicionalmente, el transmisor 220 controla la
potencia de salida de la transmisión. Un sintetizador 212 dispone
las frecuencias necesarias para diferentes unidades. El
sintetizador 212 incluye un reloj que puede ser controlado
localmente o de una manera centralizada desde algún otro lugar, por
ejemplo, desde el controlador de estaciones base 102. El
sintetizador 212 crea las frecuencias necesarias, por ejemplo, por
medio de un oscilador controlado por voltaje.
El controlador de estaciones base 102 comprende
un campo de conmutación de grupo 120 y una unidad de control 124.
El campo de conmutación de grupo 120 se usa para conmutar voz y
datos y para conectar circuitos de señalización. La estación base
100 y el controlador de estaciones base 102 forman un subsistema de
estación base que comprende también un transcodificador, conocido
además como códec de voz, o una TRAU (Unidad Transcodificadora y
Adaptadora de Velocidad) 122. El transcodificador 122 está situado
generalmente lo más cerca posible de un centro de conmutación de
servicios móviles 132, ya que en ese caso la voz se puede transferir
en la forma de la red celular entre el transcodificador 122 y el
controlador de estaciones base 102 ahorrando capacidad de
transmisión.
El transcodificador 122 convierte formas
diferentes de codificación digital de voz usadas entre una red
telefónica pública conmutada y una red celular de manera que se
adapten mutuamente, por ejemplo, del formato de la red fija de 64
kbit/s a otro formato de la red celular (por ejemplo, 13 kbit/s) y
viceversa. La unidad de control 124 realiza el control de llamadas,
la gestión de movilidad, la recogida de datos estadísticos y la
señalización.
Tal como muestra la Figura 1A el campo de
conmutación de grupo 120 puede realizar la conmutación (indicada
mediante puntos negros) a una red telefónica pública conmutada
(PSTN) 134 a través del centro de conmutación de servicios móviles
132 y a una red de transmisión por paquetes 142. Un terminal típico
136 en la red telefónica pública conmutada 134 es un teléfono
ordinario o ISDN (Red Digital de Servicios Integrados).
La conexión entre la red de transmisión por
paquetes 142 y el campo de conmutación de grupo 120 la establece un
nodo de soporte 140 (SGSN = Nodo de Soporte de Servicio GPRS). La
finalidad del nodo de soporte 140 es transferir paquetes entre el
sistema de estaciones base y un nodo de pasarela (GGSN = Nodo de
Soporte de la Pasarela GPRS) 144, y llevar un registro de la
ubicación del terminal de abonado 150 dentro de su área. El nodo de
soporte comprende varias unidades de transmisión 164, 166 de 2
megabytes, pudiendo procesar cada una de ellas canales PCM de por
lo menos 2 megabytes. En la Figura, la unidad de transmisión 164
está conectada al controlador de estaciones base 102. Dependiendo
de la necesidad de capacidad, una segunda unidad de transmisión 166
también podría estar conectada al mismo controlador de estaciones
base 166 ó a otro controlador de estaciones base. No obstante, esta
conexión no se describe en la Figura 1A. Las unidades de transmisión
164, 166 se comunican a través de un bus de mensajes con una unidad
de control 162, a través de la cual se gestionan las conexiones con
la red de transmisión por paquetes 142. Además, la unidad de control
162 procesa, por ejemplo, estadísticas del tráfico, recogida de
datos de facturación y ubicación y espacio del terminal de abonado
150. Las funciones de la unidad de transmisión 164 incluyen:
cifrado y descifrado de datos de usuario, compresión y descompresión
de datos de usuario, cancelación de datos de usuario de las tramas
LLC y colocación de datos de usuario en las tramas LLC.
El nodo de pasarela 144 conecta una red pública
de transmisión por paquetes 146 y la red de transmisión por
paquetes 142. En la interfaz se puede usar un protocolo de Internet
o un protocolo X.25. El nodo de pasarela 144 encapsula la
estructura interna de la red de transmisión por paquetes 142 con
respecto a la red pública de transmisión por paquetes 146, de
manera que para la red pública de transmisión por paquetes 146, la
red de transmisión por paquetes 142 es similar a una subred,
pudiendo direccionar paquetes dicha red pública de transmisión por
paquetes hacia el terminal de abonado 150 situado en ella y pudiendo
recibir paquetes desde el mismo.
La red de transmisión por paquetes 142 es
típicamente una red privada que usa un protocolo de Internet que
transporta datos de señalización y de usuario en túneles. La
estructura de la red 142 puede variar de forma específica con
respecto al operador en relación con la arquitectura y los
protocolos por debajo de la capa de protocolo de Internet.
La red pública de transmisión por paquetes 146
puede ser, por ejemplo, una red de Internet global, con la cual un
terminal de abonado 148, por ejemplo, un ordenador servidor, con una
conexión con la misma, desea transferir paquetes en dirección al
terminal de abonado 150.
En la interfaz aérea 170, los intervalos de
tiempo no asignados a la transmisión por conmutación de circuitos
se usan para la transmisión de paquetes. La capacidad se asigna
dinámicamente para la transmisión de paquetes, es decir, cuando
llega una solicitud de transmisión de datos, se puede asignar
cualquier canal libre para ser usado en la transmisión de paquetes.
La disposición es flexible, teniendo prioridad las conexiones por
conmutación de circuitos con respecto a los enlaces de datos por
paquetes. Cuando es necesario, la transmisión por conmutación de
circuitos anula la transmisión por conmutación de paquetes, es
decir, un intervalo de tiempo ocupado en la transmisión por
paquetes se traslada a la transmisión por conmutación de circuitos.
Esta opción es posible gracias a que la transmisión por paquetes
aguanta bien dichas interrupciones; la transmisión prosigue en otro
intervalo de tiempo asignado para ser usado. La disposición también
se puede implementar de tal manera que no se proporcione ninguna
prioridad definitiva a la transmisión por conmutación de circuitos,
sino que se preste servicio a las solicitudes de transmisión tanto
por conmutación de circuitos como por conmutación de paquetes según
su orden de llegada.
A continuación, revisemos cómo se transmiten
datos por paquetes en la Figura 1B. Todas las partes de la
estructura descrita en la Figura 1B se encuentran y se explican en
relación con la Figura 1A, y por esta razón no se describen en la
presente memoria. En este caso un ordenador portátil 152 está
conectado con el terminal de abonado 150. Una línea en negrita
describe cómo los datos a transferir se llevan desde el ordenador
portátil 152 al ordenador servidor 148. Naturalmente, los datos
también se pueden transferir en la dirección opuesta, desde el
ordenador servidor 148 al ordenador portátil 152. Los datos se
transportan a través del sistema en la interfaz aérea 170, desde la
antena 112 al transceptor 114 y desde allí se multiplexan en el
multiplexor 116 a lo largo del enlace de datos 160 en dirección al
campo de conmutación de grupo 120, en el que se establece una
conexión con la salida del nodo de soporte 140. En el nodo de
soporte 140, los datos son transportados a través de la unidad de
transmisión 164 y la unidad de control 162, desde el nodo de soporte
140 los datos se aplican a lo largo de la red de transmisión por
paquetes 142 a través del nodo de pasarela 144 y se conectan al
ordenador servidor 148 conectado con la red pública de transmisión
por paquetes 146.
Dicha red también se puede construir cuando no
se transfieran en absoluto datos por conmutación de circuitos,
solamente datos por paquetes. En tal caso la estructura de la red se
puede simplificar.
La invención se implementa preferentemente
mediante software. En ese caso la invención requiere cambios de
software relativamente sencillos dentro de un área estrictamente
limitada en la unidad de control 118 de la estación base 100 y/o en
la unidad de control 124 del controlador de estaciones base 102. De
este modo, el software se puede dividir de diferentes maneras entre
las unidades de control mencionadas anteriormente dependiendo de
cómo se divida el procesado de los protocolos entre las diferentes
partes. De forma correspondiente, el terminal de abonado 150 y/o el
ordenador 152 conectado al mismo requieren también cambios de
software para implementar el procesado de protocolos de la
invención.
Aunque los ejemplos muestran solamente un enlace
de datos por paquetes de punto a punto entre dos partes, la
invención no se limita al mismo, sino que para los expertos en la
materia, es evidente cómo la disposición descrita también se puede
usar, por ejemplo, en conexiones de punto a multipunto, en las que
una parte transmite datos simultáneamente a otras partes diversas.
Tampoco es necesario que la conexión sea bidireccional; la
invención permite conexiones bidireccionales aunque una conexión
también puede ser de difusión general unidireccional en la que el
transmisor no recibe ninguna confirmación del receptor en relación
con la recepción de la transmisión. También son posibles diferentes
combinaciones, tales como una difusión general de punto a
multipunto.
A continuación se considerará más
detalladamente, haciendo referencia a la Figura 3, cómo se forman
las pilas de protocolos usadas en la disposición. Del mismo modo
que la disposición GSM convencional, el modelo de protocolo del
camino de transmisión GPRS se construye también basándose en un
modelo de protocolos OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos) de la
Organización Internacional de Normalización.
En cuanto a cada elemento de protocolo, la
Figura 3 muestra qué partes del protocolo procesa dicho elemento de
red. Los elementos de red son: la estación móvil (MS) 150, 152, el
subsistema de estación base (BSS) 168, el nodo de soporte (SGSN =
Nodo de Soporte de Servicio GPRS) 140 y el nodo de pasarela (GGSN =
nodo de soporte de la Pasarela GPRS) 144. La estación base 100 y el
controlador de estaciones base 102 no se describen por separado ya
que entre los dos no se determina ninguna interfaz. De este modo, el
procesado de protocolos determinado para la disposición 168 de
estación base se puede dividir en principio con total libertad entre
la estación base 100 y el controlador de estaciones base 102,
aunque, en la práctica no con el transcodificador 122 a pesar de
que está incluido en la disposición 168 de estación base. Los
diferentes elementos de red están divididos entre sí por las
interfaces Um, Gb, Gn y Gi.
Como nivel superior, las capas de protocolos
tienen un nivel de aplicación APPL. El mismo muestra aplicaciones
de usuario que utilizan el sistema GPSR para la transmisión de
datos. Estas aplicaciones son frecuentemente programas ordinarios
destinados al uso de Internet, tales como programas de correo
electrónico y la malla mundial multimedia.
El IP/X.25 ofrece una conexión con Internet y
otras redes externas de datos. Para las redes externas usa un
protocolo IP de Internet normal.
Un protocolo de túneles GPRS GTP dispone en
túneles datos de usuario y señalización a lo largo de la red de
tramas entre diferentes GSN. Si se desea, el GTP puede implementar
un control de flujo entre el SGSN 140 y el GGSN 144.
Un TCP (Protocolo de Control de Transmisión)
transfiere los paquetes de datos de la capa GTP a lo largo de la
red de tramas a los protocolos que necesitan un enlace de datos
fiable, por ejemplo, cuando se usa un protocolo X.25. A su vez, un
UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario) transfiere los paquetes de
datos de la capa GTP cuyo protocolo no necesita un enlace fiable,
por ejemplo, cuando se usa el protocolo de Internet IP. A través
del IP, el TCP produce un control de flujo, y una protección contra
la desaparición y la corrupción de los paquetes a transferir. De
forma correspondiente, el UDP produce una protección únicamente
contra la corrupción de paquetes.
El IP es el protocolo de la red de tramas del
GPRS, entre cuyas funciones se incluye el encaminamiento de datos
de usuario y datos de control. El IP se puede basar en un protocolo
IPv4, aunque posteriormente tendrá lugar un cambio al uso de un
protocolo IPv6.
Las funciones más importantes de una capa SNDCP
(Protocolo de Convergencia Dependiente de la Subred) son:
multiplexado de varios PDP (Protocolo de Datos por Paquetes) en una
conexión SNDCP, compresión y descompresión de datos de usuario y
compresión y descompresión de información de control de protocolos.
Adicionalmente, el SNDCP segmenta los datos en un formato de
protocolo de red superior a un formato de capa LLC inferior (Control
de Enlace Lógico) y viceversa.
La capa LLC implementa un enlace lógico de
cifrado fiable entre el SGSN 140 y la MS 150. El LLC es
independiente y no depende de capas inferiores de manera que el
cambio de la interfaz aérea afectaría lo menos posible a la parte
de red de la red móvil. Adicionalmente, el LLC puede funcionar con
tramas de datos de tamaños variables, transmisión de datos con y
sin confirmación de recepción y transmisión de datos desde el SGSN
140 a varias MS 150 usando el mismo canal físico de
radiocomunicaciones. El LLC permite diferentes prioridades para los
datos de manera que los datos de prioridad superior se transfieren
al terminal de abonado antes que los datos de prioridad inferior.
La información a transferir y los datos de usuario se protegen por
cifrado. Entre las interfaces Um y Gb, los datos LLC se transfieren
en un nivel de Retransmisión LLC.
Además de los datos de capas superiores, un
nivel BSSGP (Protocolo GPRS del Subsistema de Estación Base)
transporta información asociada al encaminamiento y la calidad de
servicio entre el BSS 168 y el SGSN 140. Esta información es
entregada físicamente por un nivel FR (Retransmisión de Tramas).
Existen dos funciones independientes en el nivel
RLC/MAC: el MAC (Control de Acceso al Medio) y el RLC (Control de
Enlace de Radiocomunicaciones). El MAC es responsable de la
realización de las siguientes funciones: multiplexado de datos y
señalización en conexiones de enlace ascendente (desde el terminal
de abonado a la parte de red) y de enlace descendente (desde la
parte de red al terminal de abonado), gestión de solicitudes de
recursos de enlace ascendente y división y temporización de
recursos de tráfico de enlace descendente. Este nivel incluye
también la gestión de la priorización del tráfico. El RLC se ocupa
de la transmisión de datos de nivel LLC, o tramas LLC, al nivel
MAC; el RLC divide las tramas LLC en bloques de datos RLC y los
transmite a la capa MAC. En la dirección de enlace ascendente, el
RLC construye tramas LLC a partir de bloques de datos RLC las
cuales se transfieren a la capa LLC. Basándose en una BCS (Secuencia
de Comprobación de Bloque) de una CRC (Comprobación de Redundancia
de Código) calculada por el nivel físico, el nivel RLC produce
procedimientos de retransmisión de datos erróneos. El nivel físico
se implementa en la interfaz Um sobre una conexión de
radiocomunicaciones, por ejemplo, en la interfaz aérea determinada
del GSM. La modulación de la onda portadora, el entrelazado y la
corrección de errores sobre los datos a transmitir, la
sincronización y el control de potencia del transmisor son ejemplos
de funciones realizadas en el nivel físico.
Las Figuras 4A y 4B ilustran la estructura de un
bloque de radiocomunicaciones. El bloque de radiocomunicaciones se
refiere a una estructura usada en la capa de protocolo RLC/MAC. En
el bloque de radiocomunicaciones de la Figura 4A, las tramas LLC se
transportan en el bloque de datos RLC, y en el bloque de
radiocomunicaciones de la Figura 4B, la señalización RLC/MAC se
transporta en el bloque de control RLC/MAC.
En la Figura 4A, el bloque de
radiocomunicaciones está formado por un campo de encabezamiento MAC
ENCABEZAMIENTO MAC, un bloque de datos RLC BLOQUE DE DATOS RLC y
una secuencia de comprobación de bloque BCS.
El encabezamiento MAC incluye una USF (Bandera
de Estado de Enlace Ascendente), un T (un indicador del tipo de
bloque de radiocomunicaciones) y un PC (Control de Potencia). El
bloque de datos RLC está formado por un campo de encabezamiento RLC
ENCABEZAMIENTO RLC y un campo de datos RLC DATOS RLC. La invención
se refiere a los bloques de datos RLC en particular cuando las
tramas LLC se transfieren de forma transparente en la interfaz
aérea 170 entre la estación base 100 y el terminal de abonado
150.
El bloque de radiocomunicaciones de la Figura 4B
está formado por un campo de encabezamiento MAC, un bloque de
control RLC/MAC y una secuencia de comprobación de bloque BCS. La
señalización RLC/MAC se transfiere únicamente entre el terminal de
abonado 150 y el sistema de estación base 168. La señalización se
usa para mantener un recurso físico de radiocomunicaciones.
En la Figura 5 los datos incluidos en una trama
LLC se colocan en tres bloques de radiocomunicaciones según la
Figura 4A, colocándose cada bloque de radiocomunicaciones en cuatro
ráfagas normales de radiocomunicaciones del camino 170 de
radiocomunicaciones. La trama LLC se forma según la Figura a partir
de un encabezamiento de trama FH, la información INFO a transferir
y una secuencia de comprobación de trama FCS. El bloque de
radiocomunicaciones consta de un encabezamiento de bloque BH, de la
información INFO a transferir y de una secuencia de comprobación de
bloque BCS. El BH se corresponde con el campo de encabezamiento MAC
ENCABEZAMIENTO MAC y el campo de encabezamiento RLC ENCABEZAMIENTO
RLC de la Figura 4A.
De este modo la finalidad de la capa de
protocolo RLC/MAC es dividir las tramas LLC en bloques más pequeños
de manera que los mismos puedan ser transportados físicamente en los
bloques de radiocomunicaciones a través del camino de
radiocomunicaciones. La longitud de una trama LLC puede ser de hasta
aproximadamente 1600 octetos. La trama LLC también puede ser muy
corta, en cuyo caso el procedimiento de la invención se puede usar
de manera que la capacidad de transmisión del bloque de
radiocomunicaciones se utilice eficazmente.
La Figura 6 muestra más detalladamente la
estructura del bloque de datos RLC lo cual es de interés en relación
con la invención. Los bits 1 a 8 que forman un octeto se muestran
en el plano horizontal. Los octetos 1 a N se muestran en el plano
vertical. El octeto 1 comprende un campo de encabezamiento MAC de
manera que los bits 8 a 5 incluyen un PC, el bit 4 un T y los bits
3 a 1 una USF. Los octetos 2 a 4 comprenden un campo de
encabezamiento RLC de manera que los bits 8 a 2 del octeto 2
incluyen una TFI (Identidad de Flujo Temporal) y el bit 1 un S/P
(Bit Suplementario/de Interrogación), los bits 8 a 2 del octeto 3
incluyen un BSN (Número de Secuencia de Bloque) y el bit 1 un E
(Bit de Extensión) y el octeto 4 un campo de extensión opcional
CAMPO EXT OPC. Los octetos 5 a N comprenden la información INFO RLC
a transferir, es decir, los datos de tramas LLC a transferir.
La TFI se usa para identificar a qué flujo de
bloques temporal pertenece el bloque de datos RLC. La parte de red
determina un identificador para cada flujo de bloques temporal.
El S/P se usa para señalización de control y de
monitorización.
El BSN se usa para mostrar la secuencia de
bloques de radiocomunicaciones, en la que los bloques captados
forman una trama LLC.
El E se usa para indicar si se incluye o no el
campo de extensión opcional. Si el bit de extensión no está
activado, en ese caso la totalidad de la información sucesiva a
transferir se incluye en una trama LLC. Si el bit de extensión está
activado, en ese caso se incluye el campo de extensión y el mismo
pertenece al campo de encabezamiento RLC.
De este modo la longitud del campo de extensión
es un octeto. Los primeros 6 bits forman un indicador de longitud
LI que indica cuántos octetos de un campo INFO RLC pertenecen a la
trama LLC predominante.
El último byte de la trama LLC se puede colocar
en medio del campo de datos RLC, informando en este caso el LI
sobre la ubicación del último byte de la trama LLC.
Adicionalmente, el campo de extensión comprende
dos bits, cuya combinación informa sobre el contenido de un campo
de datos RLC que pueda estar incompleto.
Un bit (M) muestra si el mismo bloque de
radiocomunicaciones incluye otra trama LLC. Si es así, en ese caso
otro bit (C) muestra si toda la segunda trama LLC está en este
bloque de radiocomunicaciones o si continúa en el siguiente bloque
de radiocomunicaciones.
Los bits M y C pueden indicar cuatro estados
diferentes:
1. Una segunda trama LLC se
encuentra en el mismo campo de datos RLC, y toda la segunda trama
LLC está en dicho campo de datos RLC.
2. Una segunda trama LLC se
encuentra en el mismo campo de datos RLC y esta segunda trama LLC
continúa en el campo de datos RLC del siguiente bloque de
radiocomunicaciones.
3. Una segunda trama LLC no se
encuentra en el mismo bloque de radiocomunicaciones aunque se
prosigue con un flujo de bloques temporal.
4. Una segunda trama LLC no se
encuentra en el mismo bloque de radiocomunicaciones y el flujo de
bloques temporal finaliza.
Esta definición de la técnica anterior presenta
varios puntos débiles:
En el caso del estado 1, no se define la
longitud de la segunda trama LLC. Por esta razón, para conseguir un
sistema que sea operativo, la estación base 100, al recibir dicho
bloque de radiocomunicaciones, debería transmitir, para asegurarse,
la totalidad del resto de octetos del bloque de datos RLC hacia el
SGSN 140 para garantizar que el SGSN 140 puede recibir todos los
octetos que pertenecen a la segunda trama LLC.
En el caso del estado 1, los octetos no
necesarios, los cuales no incluyen ninguna carga útil asociada a la
trama LLC, son transportados en la dirección de enlace ascendente en
la interfaz entre la estación base 100 y el controlador de
estaciones base 102 y/o en la interfaz entre el controlador de
estaciones base 102 y el SGSN 140. De este modo, se usa de forma
innecesaria la capacidad de las interfaces Abis y/o Gb. Una solución
a dicho problema consiste en incluir funciones en el sistema de
estación base 168 por medio de las cuales se examina el contenido
de la trama LLC y se eliminan octetos no necesarios de dicha trama
LLC. No obstante, esta opción resulta difícil de llevar a la
práctica y no se adapta realmente a las especificaciones GPRS ya
que el protocolo LLC se coloca en el SGSN 140 y no en el sistema de
estación base 168.
Existe una versión correspondiente al caso del
estado 1 tal que la segunda trama LLC no llena totalmente el bloque
de datos RLC, en cuyo caso el extremo que transmite las tramas LLC
no puede utilizar totalmente la capacidad de transmisión, ya que no
se dispone de ningún mecanismo para informar de que en dicho bloque
de datos RLC se encuentran una o más tramas LLC. De este modo no se
utiliza completamente una capacidad de radiocomunicaciones
valiosa.
La Figura 7A muestra cómo en el primer bloque de
radiocomunicaciones se pueden colocar solamente una primera trama
LLC 700 y una segunda trama LLC. No obstante, el primer bloque de
radiocomunicaciones tiene espacio suficiente para la tercera trama
LLC 704, aunque como no se dispone de ningún mecanismo para indicar
la presencia de una tercera trama LLC en el primer bloque de
radiocomunicaciones, la tercera trama LLC 704 no se puede colocar
en el bloque de datos RLC del primer bloque de radiocomunicaciones.
La tercera trama LLC 704 se transfiere usando el bloque de datos
RLC del segundo bloque de radiocomunicaciones y por esta razón se
pierde la capacidad del bloque de datos RLC no usada por el primer
bloque de radiocomunicaciones.
La Figura 7B muestra un procedimiento de la
invención. La totalidad de las tres tramas LLC 700, 702, 704 se
puede colocar en el bloque de datos RLC de un bloque de
radiocomunicaciones, y la capacidad del bloque de datos RLC se
utilizará totalmente tal como se muestra en la Figura.
El procedimiento de la Figura 7B se puede
implementar de tal manera que el bloque de datos RLC incluya un
mecanismo que indique de forma precisa la longitud de la trama LLC
incluida en cada bloque de datos RLC y la información sobre si
después de dicha trama LLC seguirá otra trama LLC. La Figura 7B
ilustra una forma de implementar el mecanismo. En la misma, el
octeto del bloque de datos RLC, en el que finaliza la trama LLC
anterior, si se debe transmitir una trama LLC nueva, precede siempre
a un campo de extensión correspondiente más de lo que se establece
según la técnica anterior. Este campo de extensión nuevo determina
si existe una trama LLC sucesiva en el mismo bloque de datos RLC.
Además, el campo de extensión determina la longitud de dicha trama
LLC y si dicha trama LLC puede incluirse en el bloque de datos RLC
actual o si continúa con el siguiente bloque de datos RLC. El
mecanismo descrito se puede aplicar hasta que el bloque de datos RLC
completo se llene con datos de tramas LLC y por lo tanto el flujo
de datos de las tramas LLC puede ser un flujo de datos LLC continuo
en forma de octetos, con independencia de los límites de los bloques
de datos RLC.
El mecanismo presentado anteriormente es
solamente un ejemplo de cómo en un bloque de datos RLC se pueden
colocar, si fuera necesario, más de dos tramas LLC. Incluso aunque
la invención se ha descrito anteriormente haciendo referencia al
ejemplo de los dibujos adjuntos, es evidente que la invención no se
limita al mismo si no que se puede modificar de varias maneras
dentro del alcance de la invención según las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (3)
1. Parte de red (140, 142, 144, 168)
correspondiente a una red celular que usa un Servicio General de
Radiocomunicaciones por Paquetes, la cual está dispuesta para
realizar una transmisión de datos con un
terminal de abonado (150, 152) usando una pila de protocolos en la
que una capa de protocolo RLC/MAC (Control de Enlace de
Radiocomunicaciones/Control de Acceso al Medio) y una capa de
protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que utiliza los servicios
de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como capas de enlace de
datos, y
usar unas unidades de transmisión para la
transmisión de datos de tal manera que una trama LLC de la capa LLC
se coloca en un bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC,
caracterizada porque
la parte de red (140, 142, 144, 168) está
dispuesta para colocar más de dos tramas LLC (700, 702, 704) en un
bloque de datos RLC de manera que la parte de red (140, 142, 144,
168) está dispuesta para colocar un mecanismo en el bloque de datos
RLC indicando la longitud de la trama LLC incluida en el bloque de
datos RLC e información sobre si a dicha trama LLC le seguirá o no
otra trama LLC.
2. Terminal de abonado (150, 152) para una
red celular que usa un Servicio General de Radiocomunicaciones por
Paquetes, el cual está dispuesto para
realizar una transmisión de datos con una parte
de red (140, 142, 144, 168) correspondiente a la red celular usando
una pila de protocolos en la que una capa de protocolo RLC/MAC
(Control de Enlace de Radiocomunicaciones/Control de Acceso al
Medio) y una capa de protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que
utiliza los servicios de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como
capas de enlace de datos, y
usar unas unidades de transmisión para la
transmisión de datos de tal manera que una trama LLC de la capa LLC
se coloca en un bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC,
caracterizado porque
el terminal de abonado (150, 152) está dispuesto
para colocar más de dos tramas LLC (700, 702, 704) en un bloque de
datos RLC de manera que el terminal de abonado (150, 152) está
dispuesto para colocar un mecanismo en el bloque de datos RLC
indicando la longitud de la trama LLC incluida en el bloque de datos
RLC e información sobre si a dicha trama LLC le seguirá o no otra
trama LLC.
3. Terminal de abonado (150, 152) para una red
celular que usa un Servicio General de Radiocomunicaciones por
Paquetes, el cual está dispuesto para
recibir una transmisión de datos desde una parte
de red (140, 142, 144, 168) correspondiente a la red celular usando
una pila de protocolos en la que una capa de protocolo RLC/MAC
(Control de Enlace de Radiocomunicaciones/Control de Acceso al
Medio) y una capa de protocolo LLC (Control de Enlace Lógico) que
utiliza los servicios de la capa de protocolo RLC/MAC actúan como
capas de enlace de datos, y
usar unas unidades de transmisión para la
transmisión de datos de tal manera que una trama LLC de la capa LLC
se coloca en un bloque de datos RLC de la capa RLC/MAC,
caracterizado porque
el terminal de abonado (150, 152) está dispuesto
para colocar más de dos tramas LLC (700, 702, 704) en un bloque de
datos RLC de manera que el terminal de abonado (150, 152) está
dispuesto para colocar un mecanismo en el bloque de datos RLC
indicando la longitud de la trama LLC incluida en el bloque de datos
RLC e información sobre si a dicha trama LLC le seguirá o no otra
trama LLC.
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