ES2287095T3 - Metodo y aparato para la planificacion de informacion de la señalizacion asociada en la comunicacion inalambrica. - Google Patents
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Abstract
Método en un sistema de comunicación de datos en paquetes para ubicar canales de control dedicados de usuario en un recurso de canal de radio disponible para la transmisión de señales de control, caracterizado por el hecho de que una primera aplicación de usuario sensible al retraso y al menos una segunda aplicación de usuario que es menos sensible al retraso que la primera aplicación de usuario son ubicadas para transmisiones de datos de usuario en un canal de tráfico de datos en paquetes, comprendiendo el método los pasos de: ubicar un primer canal de control lógico (PSACCH) asociado a la primera aplicación de usuario en una primera parte del recurso de canal de radio disponible; y ubicar un segundo canal de control lógico (PTCCH) asociado a la segunda aplicación de usuario que es al menos una en una segunda parte del recurso de canal de radio disponible.
Description
Método y aparato para la planificación de
información de la señalización asociada en la comunicación
inalámbrica.
La presente invención se refiere en general a la
comunicación inalámbrica. Más específicamente, la invención se
refiere a un método y aparato para la planificación de información
de señalización asociada.
Recientemente, ha venido habiendo en la
comunidad de las telecomunicaciones una tendencia a centrar cada vez
más los esfuerzos en la comunicación inalámbrica de datos en
paquetes en lugar de en la comunicación inalámbrica por conmutación
de circuitos. Con el tremendo incremento de la cantidad de usuarios
de Internet y del uso de protocolos de Internet, se cree que la
comunicación por conmutación de paquetes pronto habrá adquirido
mayores proporciones que la comunicación por conmutación de
circuitos que predomina en la actualidad, como p. ej. en el caso de
la comunicación celular. Los fabricantes y operadores de sistemas de
comunicación celular están por consiguiente buscando soluciones
para completar sus servicios por conmutación de circuitos con
servicios de comunicación inalámbrica por conmutación de paquetes
que puedan proporcionar conexiones fiables y de mayor rendimiento
espectral para los usuarios de servicios por conmutación de
paquetes, como son p. ej. los usuarios de Internet. Esta tendencia
ha hecho que florezcan distintos tipos de evoluciones de sistemas de
comunicación por conmutación de paquetes. Uno de los más
perfectamente conocidos sistemas celulares conmutados por paquetes
en la comunidad de las telecomunicaciones es la extensión del actual
sistema de comunicación celular GSM llamada GPRS (Servicio General
de Radio por Paquetes).
El GPRS es un sistema conmutado por paquetes que
usa la misma estructura portadora física como el actual sistema de
comunicación celular GSM y está destinado a coexistir con el sistema
GSM y a proporcionar la misma cobertura como éste. La interfaz de
radio GPRS está por consiguiente basada en un sistema estructurado
TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo) con portadoras de 200
kHz divididas en ocho ranuras de tiempo con modulación GMSK (por
Desplazamiento de Frecuencia Mínimo Gaussiano). El multiplexado es
tal que los de una pluralidad de usuarios pueden ser ubicados en la
misma ranura de tiempo, y los recursos son utilizados solamente
cuando tienen que ser transmitidos datos. Un único usuario puede
ser también ubicado en las de una pluralidad de ranuras de tiempo
para incrementar el caudal de datos por la interfaz del aire.
La especificación GPRS incluye una serie de
distintos planes de codificación que se usan en dependencia de la
calidad de la portadora de radio. Con el GPRS serán posibles
velocidades de datos de bastante más de 100 kbps.
Está también en curso un desarrollo y
normalización de un nuevo modo de interfaz de aire en GSM que
afectará a los modos tanto de conmutación por paquetes como de
conmutación por circuitos. Este nuevo modo de interfaz de aire es
el llamado EDGE, o sea Velocidades de Datos Mejoradas para la
Evolución Global. Las características principales del EDGE son unos
nuevos planes de modulación y codificación tanto para la
comunicación de datos por conmutación de paquetes como para la
comunicación de datos por conmutación de circuitos. Además de la
modulación por Desplazamiento de Frecuencia Mínimo Gaussiano (GMSK),
que es usada en la actualidad tanto para el modo conmutado por
circuitos GPRS como para el modo conmutado por circuitos GSM, se
introduce una modulación por Desplazamiento de Fase de 8 Estados
(8PSK). En buenos ambientes de radio, esta modulación puede
proporcionar a los usuarios velocidades de datos más altas que las
del GMSK.
El modo de datos en paquetes con modulación EDGE
recibe el nombre de EGPRS (GPRS Mejorado), y el modo de datos por
conmutación de circuitos recibe el nombre de ECSD (Datos en
Circuitos Conmutados Mejorados). Con EGPRS y modulación 8 PSK serán
posibles velocidades de datos de más de 384 kbps.
Los recientes desarrollos para crear otro
sistema celular basado en el TDMA, que es el sistema de comunicación
celular que cumple con la norma ANSI/136 y al que se llama de aquí
en adelante TDMA/136, han venido centrándose en un sistema de datos
en paquetes que será completado con el modo conmutado por circuitos
TDMA/136.
Este sistema de datos en paquetes estará también
basado en la nueva tecnología EDGE tal como está definida para la
extensión del GPRS. Dicho sistema permitirá entonces a los
operadores del TDMA/136 con un modo de datos en paquetes
proporcionar velocidades de datos de hasta 384 kbps sobre portadoras
de 200 kHz con GMSK y modulación 8PSK como se define para el
EGPRS.
Mientras que la evolución de la comunicación
celular de datos en paquetes ha venido anteriormente centrándose en
desarrollar un sistema que utilice con eficacia los recursos para
transferir datos que no sean sensibles al retraso (a menudo
llamados datos del mejor esfuerzo), la atención está en la
actualidad centrándose en la transmisión de datos para aplicaciones
sensibles al retraso y exigencias de un servicio de más alta
calidad. La aplicación principal es la de la comunicación de
voz.
Mientras que hoy en día es bastante sencillo
establecer y mantener una conexión por conmutación de circuitos
para la comunicación de voz sensible al retraso, una conexión por
conmutación de paquetes está tradicionalmente destinada a
aplicaciones no sensibles al retraso tales como la descarga de
archivos, y no a la comunicación de voz. En un sistema de datos en
paquetes destinado a datos "del mejor esfuerzo" hay varias
cosas que requieren modificaciones para hacer que el mismo sea
adecuado para aplicaciones sensibles al retraso tales como la
comunicación de voz.
Una importante cuestión que sigue estando por
resolver es la de la transmisión de señales de control en modo de
transferencia de datos en paquetes, es decir cuando la red se ocupa
de una transferencia de datos sobre un recurso de transmisión
asignado.
En las actuales redes EGPRS/GPRS, la
señalización de señales de control mientras la red se ocupa de la
transferencia de datos es típicamente manejada por transmisiones
sobre un canal de control lógico llamado Canal Asociado de Control
para Paquetes (PACCH) que comparten recursos de transmisión con la
corriente de datos asociada. Mientras que este plan funciona bien
para las aplicaciones no sensibles al retraso, el mismo no es un
método ventajoso para las aplicaciones sensibles al retraso. La
señalización de información de control requiere una asignación de
recursos de transmisión, y si éstos son compartidos con la
comunicación de voz, habrá interrupciones cuando se requiera
señalización de control. En la actualidad no hay un soporte para
señalización de control durante el modo de transferencia de datos
en paquetes en un sistema GPRS/EGPRS sin interrumpir el flujo de
datos en curso.
En GSM por conmutación de circuitos están
definidos adicionales recursos de transmisión para un Canal de
Control Asociado Lento (SACCH), de forma tal que la transmisión de
información de control asociada a un canal de tráfico (TCH) no
introduce interrupciones en la comunicación del tráfico en curso. El
SACCH puede contemplarse como un flujo de información en
"corriente lateral" tanto desde la estación base hacia la
estación móvil como en la dirección contraria.
Sería ventajoso también introducir un SACCH de
este tipo en un sistema conmutado por paquetes, a fin de transmitir
información de control en una "corriente lateral" aprovechando
con eficacia el ancho de banda, evitando con ello las
interrupciones indeseadas, p. ej. en una comunicación de voz por
medio de datos en paquetes.
El documento US 5.528.664 describe un sistema de
telefonía celular que incluye un subsistema de comunicación de
datos digitales por conmutación de paquetes superpuesto a un
subsistema de comunicación por conmutación de circuitos,
compartiendo los servicios de voz y de datos los mismos canales de
voz. El subsistema de comunicación de voz proporciona servicios de
voz independientemente del funcionamiento del subsistema de
comunicación de datos, mientras que el subsistema de comunicación
de datos supervisa el uso de los canales de voz para comunicación
de voz y asigna temporalmente uno o varios de los canales de voz
disponibles para servicio de datos.
En el documento US 5.881.061 se prevé un método
de comunicación de datos para efectuar una comunicación por radio
entremezclando la comunicación por conmutación de circuitos y la
comunicación por conmutación de paquetes usando el modo de
comunicación TDMA entre una estación base de radio y los de una
pluralidad de terminales de radio. La entremezcladura se logra
asignando una ranura inactiva de entre las ranuras para canal de
control para datos conmutados por paquetes. Así, el documento US 5
881 061 usa el dominio conmutado por circuitos para transmitir
información de control conmutada por paquetes. Una desventaja es la
de que aquí se depende de la existencia de ranuras inactivas para
poder transmitir la información de control conmutada por paquetes.
Esto implica que esta solución no es adecuada para la información de
control sensible al retraso.
Un objeto de la presente invención es el de
lograr una solución que sea adecuada para enviar información de
control conmutada por paquetes tanto para aplicaciones sensibles al
retraso como para aplicaciones insensibles al
retraso.
retraso.
En un aspecto de la presente invención, canales
de control dedicados de usuario son ubicados en un recurso de canal
de radio disponible para señalización de control en modo de
transferencia de datos en paquetes en un sistema de comunicación en
paquetes para soportar aplicaciones más o menos sensibles al
retraso. Más específicamente, son asignados recursos en la
dirección de enlace ascendente de una estación móvil a una estación
base de forma tal que una estación móvil puede enviar información
de control, como p. ej. informes de medición, a la estación base
sin interrumpir una sesión de comunicación de datos en curso.
Adicionalmente, son asignados recursos en la
dirección de enlace descendente de una estación base a una estación
móvil de forma tal que una estación base puede enviar información de
control, como p. ej. información específica del sistema, a la
estación móvil sin interrumpir la sesión de comunicación de datos en
curso. La sesión de comunicación de datos puede ser una sesión de
comunicación de voz.
En otro aspecto de la presente invención, es
asignado un Canal de Control Asociado Lento en Transmisión por
Paquetes (PSACCH) asociado a una primera aplicación de usuario
sensible al retardo para compartir los recursos de canal de radio
disponibles con un Canal de Control del Avance Temporal en
Transmisión por Paquetes (PTCCH) asociado a al menos una segunda
aplicación de usuario no sensible al retraso. El PTCCH es usado para
la transmisión de información de avance temporal en las direcciones
tanto de enlace ascendente como de enlace descen-
dente.
dente.
En otro aspecto de la presente invención, en
cada una de las de una pluralidad de estaciones base se dispone un
planificador que sirve para ubicar canales de control lógico en el
mismo recurso de canal de radio disponible para la transmisión de un
PTCCH y un PSACCH.
La presente invención permite a una aplicación
sensible al retraso ubicada para comunicación de tráfico en al
menos una ranura de tiempo en un sistema de comunicación basado en
acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) compartir los
recursos de canal de radio disponibles con otras aplicaciones no
sensibles al retraso. La aplicación sensible al retraso es
soportada por una señalización de control entre una estación base y
una estación móvil sin interrupción del flujo de datos en curso. En
lugar de ello, la señalización de control va en una corriente
lateral sobre recursos de canal de radio que son independientes de
los usados para la transmisión de datos de usuario, como p. ej.
datos de voz, para la aplicación sensible al retraso.
Las características, los objetos y las ventajas
de la presente invención quedarán de manifiesto para los expertos
en la materia al leer la siguiente descripción detallada en la que
se harán referencias a las figuras adjuntas, en las cuales:
La Figura 1 ilustra un patrón celular de un
ejemplo de sistema de comunicación celular;
la Figura 2 ilustra un patrón de repetición de
multitrama de 52 tramas para canales de tráfico por conmutación de
circuitos GSM;
la Figura 3 ilustra un patrón de repetición
SACCH según comunicación por conmutación de circuitos GSM;
la Figura 4 ilustra un patrón de repetición de
multitrama de 52 tramas para canales de tráfico por conmutación de
paquetes GPRS/EGPRS;
la Figura 5 ilustra un patrón de repetición
PTCCH según comunicación por conmutación de paquetes GPRS/
EGPRS;
EGPRS;
la Figura 6a ilustra un primer patrón de
repetición de multitrama de 416 tramas donde un PTCCH y un SACCH por
Paquetes (PSACCH) comparten recursos de transmisión según la
invención;
la Figura 6b ilustra un segundo patrón de
repetición de multitrama de 416 tramas donde un PTCCH y un PSACCH
comparten recursos de transmisión según la invención; y
la Figura 7 ilustra un sistema de comunicación
celular GPRS/EGPRS según la invención.
Se describe a continuación la presente invención
haciendo referencia a un sistema de comunicación celular de datos
en paquetes basado en GPRS/EGPRS y a extensiones del mismo descritas
brevemente en los antecedentes. Se harán comparaciones con el
sistema GSM, que representa un sistema de comunicación por
conmutación de circuitos.
La Figura 1 ilustra un patrón celular según un
sistema de comunicación GSM o GPRS/EGPRS. Típicamente se planifica
que las frecuencias sean usadas en una zona o celda, y sean luego
usadas de nuevo en otra zona o celda, a determinada distancia de la
primera zona. La planificación de frecuencias persigue introducir
una suficiente distancia de reutilización tal que la comunicación
sobre p. ej. F1 en una zona no interfiera en la comunicación sobre
F1 en otra zona. Esto está ilustrado en la Figura 1, donde se
ilustra un teórico patrón de reutilización de 1/3. Las frecuencias
F1, F2 y F3 están distribuidas uniformemente en toda una zona de
cobertura, sirviendo cada frecuencia a una subzona o celda. La
reutilización 1/3 indica que hay 3 frecuencias distintas que están
repetidas dentro de toda la zona de cobertura. Las frecuencias
pueden ser planificadas en cualquier patrón de reutilización, en
dependencia del espectro disponible. El patrón de reutilización
puede también variar dentro de un sistema, en dependencia de la
topología y de las condiciones geográficas.
En otro despliegue de un sistema de comunicación
GSM, también se reutilizan ranuras de tiempo a fin de lograr una
reutilización bidimensional tanto de la frecuencia como del
tiempo.
En la Figura 1 está ilustrada una estación móvil
(MS) 10 que en una celda se comunica con una estación base (BS) 12.
La MS puede medir continuamente señales de las estaciones base
circundantes, como p. ej. la BS 14, para encontrar una BS que sea
candidata al traspaso cuando la estación base servidora deviene
incapaz de mantener la comunicación. Esto puede suceder, p. ej.
cuando la MS se aleja de la BS servidora (12) acercándose a otra BS
(14). Las mediciones pueden ser comunicadas a la red a través de la
BS servidora 12, y puede tomarse en la red una decisión de
traspaso.
La Figura 2 ilustra un patrón de repetición para
transmisión por un canal de tráfico por conmutación de circuitos
GSM sobre una frecuencia. En la Figura 2 está también ilustrada la
división de una frecuencia en 8 ranuras de tiempo
(TS0-TS7). Las ranuras de tiempo son transmitidas en
secuencia y son repetidas trama por trama de forma tal que una
trama consta de 8 ranuras de tiempo consecutivas. Las ranuras de
tiempo de enlace ascendente y de enlace descendente no son sin
embargo coincidentes (no ilustrado). Esto es para aligerar la carga
de procesamiento en las estaciones móviles, p. ej., para que las
mismas no tengan que transmitir y recibir al mismo tiempo. Hay un
desplazamiento de tres ranuras de tiempo entre p. ej. TS0 en el
enlace descendente y TS0 en el enlace ascendente.
Un canal de tráfico lógico, como p. ej. un canal
de comunicación de voz (TCH), puede ser asignado a una de las
ranuras de tiempo para transmitir ráfagas de habla sobre una ranura
de tiempo por trama. En GSM hay varios patrones de repetición de
tramas posibles. En la Figura 2 está ilustrado un patrón de 52
tramas de repetición. En el patrón de repetición de multitrama de
52 tramas GSM hay en conjunto cuatro tramas que no se usan para
TCH, como p. ej. un flujo de comunicación de voz. Éstas están
marcadas en la Figura 2 como las tramas 12, 25, 38 y 51. Las
ranuras de tiempo en estas tramas están inactivas (no se usan para
transmisión) o bien se usan para ubicar un canal de señalización de
control lógico llamado Canal de Control Asociado Lento (SACCH). El
SACCH puede ser usado en la dirección de enlace ascendente para
transmitir informes de medición, y puede ser usado en la dirección
de enlace descendente para transmitir información específica de
celda a una MS en modo dedicado, es decir ocupada en una
comunicación por conmutación de circuitos. Puesto que estas cuatro
tramas nunca son usadas para transmisión de datos de usuario, la
transmisión de mensajes SACCH no genera interrupciones ni introduce
retrasos en la comunicación de voz, p. ej. Todas las otras tramas
(exceptuando las 12, 25, 38 y 51) están asignadas al usuario sobre
una ranura de tiempo, tanto en la dirección de enlace ascendente
como en la dirección de enlace descendente. Como alternativa, puede
hacerse que una MS use una pluralidad de ranuras de tiempo en el
enlace ascendente o en enlace descendente (o en ambos). También en
este caso las tramas 12, 25, 38 y 51 están reservadas para
señalización de control y no son usadas para tráfico. En la Figura
2, el SACCH está ubicado en ranuras de tiempo pares en las tramas
12 y 38 y en ranuras de tiempo impares en las tramas 25 y 51. Sin
embargo, estas tramas no son suficientes para transferir un mensaje
SACCH completo, que requiere una ranura de tiempo en cuatro tramas.
Por consiguiente, antes de que pueda ser decodificado un mensaje
SACCH, se requiere también transmisión en una subsiguiente
multitrama de 52 tramas. Por ejemplo, para TS0, una multitrama de
52 tramas contiene dos ranuras de tiempo SACCH en las tramas 12 y 38
que se combinan con las dos ranuras de tiempo SACCH de las tramas
12 y 38 en la siguiente multitrama de 52 tramas. El patrón de
repetición del SACCH es por consiguiente de dos multitramas de 52
tramas, o 104 tramas.
La Figura 3 ilustra el patrón de repetición para
SACCH en un patrón de multitrama de 104 tramas para TS0
correspondiente a un periodo SACCH de 480 ms. La figura ilustra una
serie de tramas secuenciales y el contenido de las mismas, con
respecto a las tramas que no se usan para comunicación de tráfico.
Dicha figura ilustra que un bloque SACCH completo está distribuido
en las tramas 12, 38, 64 y 90 en un patrón de multitrama de 104
tramas, y que las tramas 25, 51, 77 y 103 (no usadas para tráfico)
están inactivas. Hay que señalar que pueden usarse correspondientes
números de trama para cualquier ranura de tiempo, como p. ej. las
ranuras de tiempo impares, pero haciendo entonces que sean
inactivas las tramas 12, 38, 64 y 90.
Los principios para la ubicación de un SACCH en
estas tramas están explicados en "GSM 05.02: Digital cellular
telecommunications system (Phase 2+); Multiplexing and multiple
access on the radio path, v. 6.2.0".
Como se ha mencionado anteriormente, el SACCH
puede contemplarse como una corriente lateral de información de
control que puede ser puesta en comunicación con una MS que esté
ocupada en p. ej. una comunicación de voz sobre un canal de radio
conmutado por circuitos en GSM. La información de control es así
transferida sin robar recursos del canal de tráfico (TCH).
Pasamos ahora al sistema de comunicación
conmutada por paquetes GPRS, donde también sería beneficiosa la
introducción de una similar corriente lateral de información de
control, en particular cuando se introducen servicios en tiempo
real por conmutación de paquetes como la comunicación de voz, p.
ej.
La Figura 4 ilustra una estructura de multitrama
de 52 tramas como la que se usa en los sistemas de comunicación
GPRS/EGPRS. La misma es en muchos aspectos similar a la multitrama
del sistema de comunicación GSM, exceptuando el hecho de que no hay
recursos de canal de radio asignados a las transmisiones SACCH. Hay
de hecho un Canal Asociado de Control para Paquetes (PACCH)
definido en el GPRS, pero este canal comparte recursos de canal de
radio con los Canales de Tráfico de Datos en Paquetes (PDTCH). En
consecuencia, cuando se transmite información de control sobre el
PACCH durante una sesión de datos en paquetes GPRS/EGPRS, es
interrumpido el flujo de información de datos de tráfico de
usuario.
Una estrategia de ubicación del GPRS/EGPRS
permite la transmisión de datos de usuario en todas las tramas
excepto en las tramas 12, 25, 38 y 51. Los datos de usuario quedan
divididos en bloques de radio que comprenden cada uno cuatro
tramas. Entre esos bloques de radio de datos de usuario, las tramas
12 y 38 son usadas para un canal de control lógico llamado Canal de
Control del Avance Temporal en Transmisión por Paquetes (PTCCH).
Las tramas 25 y 51 son inactivas por completo. El PTCCH es enviado
en el enlace descendente sobre todas las ranuras de tiempo en las
que están ubicados recursos para tráfico en paquetes. En el enlace
ascendente, el PTCCH se usa para enviar ráfagas acortadas de la MS
a la BS, de forma tal que la BS puede estimar un valor de avance
temporal que representa un retraso de propagación entre la BS y la
MS. La información de avance temporal tiene que ser actualizada
periódicamente, puesto que la MS puede desplazarse, y el valor de
avance temporal varía en consecuencia. El valor de avance temporal
es calculado en la BS y es entonces enviado a la MS, con lo cual la
MS puede ajustar sus transmisiones en consecuencia cuando se
comunica con la estación base. Los mensajes en enlace descendente
constan de cuatro tramas que forman un bloque PTCCH/DL (como p. ej.
B0, B1, ...) que incluye información de avance temporal para todas
las MSs ubicadas en una ranura de tiempo. Está indicado en la
Figura 5 el patrón de repetición del PTCCH. El PTCCH en el enlace
descendente es transmitido por cuatro tramas no consecutivas, es
decir, en una trama cada vez, en la trama 12 y 38 en dos multitramas
de 52 tramas consecutivas, o bien, dicho de otra manera, en la
trama 12, 38, 64 y 90 en una multitrama de 104 tramas. El PTCCH en
el enlace descendente (PTCCH/DL) incluye valores de avance temporal
para hasta 16 MSs que pueden estar ubicadas en la misma ranura de
tiempo. En caso de que estén ubicadas en la misma ranura de tiempo
16 MSs, el PTCCH en enlace ascendente (PTCCH/UL) requerirá 16
ocasiones en las que pueda transmitirse el PTCCH/UL. Las
transmisiones en enlace ascendente están ubicadas en las mismas
tramas como el enlace descendente, y pueden ser por consiguiente
necesarias hasta cuatro multitramas de 104 tramas antes de que todas
las MSs hayan enviado su transmisión PTCCH/UL. El patrón de
repetición del PTCCH es por consiguiente de 416 tramas, u ocho
multitramas de 52 tramas. El PTCCH/DL es transmitido cuatro veces
durante la multitrama de 416 tramas, y es actualizado continuamente
con la nueva información de avance temporal para las MSs
ubicadas.
Los principios para la ubicación del PTCCH están
adicionalmente explicados en "GSM 03.64: Digital cellular
telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service
(GPRS). Overall description of GPRS radio Interface; Stage 2. v.
6.2.0".
En los sistemas GPRS/EGPRS es deseable
proporcionar comunicación de radio para las de una pluralidad de
distintas aplicaciones que son más o menos sensibles al retraso.
Las aplicaciones sensibles al retraso, tales como la comunicación
de voz, son a veces también llamadas aplicaciones en tiempo real.
Con la introducción de aplicaciones en tiempo real en GPRS/EGPRS,
es necesario un canal de control asociado conmutado por paquetes que
no comparta recursos de canal de radio con la corriente de datos de
usuario de la aplicación en tiempo real, la cual usa sus recursos
de canal de radio en periodos continuos. En un aspecto de la
presente invención, se introduce un Canal de Control Asociado Lento
en Transmisión por Paquetes (PSACCH) en el sistema de comunicación
GPRS/EGPRS.
Los recursos son asignados a este PSACCH de
forma tal que una MS en modo de transferencia de paquetes (p. ej.
en una sesión de comunicación de voz) puede seguir utilizando su
PDTCH continuamente para la transmisión de datos de usuario. La
información de señalización de control puede ser entonces
transmitida sobre el PSACCH ubicado en un recurso de canal de radio
que es compartido con el PTCCH, tanto en la dirección de enlace
ascendente como en la dirección de enlace descendente. El PSACCH y
el PTCCH son así ubicados en partes independientes de un recurso de
canal de radio disponible. La parte del PSACCH y la parte del PTCCH
del recurso del canal de radio disponible puede ser cada una del
50%, o bien puede seleccionarse sobre la base de la configuración de
la red o de las aplicaciones de usuario de que se trate.
En una realización de la presente invención, es
disminuido pasando de 16 a 8 el número de sesiones de avance
temporal (es decir, el número de operaciones en las que se reciben
las indicaciones de avance temporal en la estación base y se
calculan, se asignan y se transmiten los valores de avance temporal
a las MSs) que es posible llevar a cabo con el PTCCH. Si un usuario
de una aplicación en tiempo real, como p. ej. un usuario de voz, es
ubicado para transmisiones en una ranura de tiempo, este usuario
ocupa los recursos de canal de tráfico disponibles por espacio de
una importante cantidad de tiempo. Por consiguiente no es probable
que otros varios usuarios sean ubicados para tráfico en la misma
ranura de tiempo al mismo tiempo. La disminución de las posibles
sesiones de avance temporal puede ser entonces utilizada ubicando a
un PSACCH en el mismo recurso de canal de radio. Esto puede hacerse
de una serie de maneras alternativas.
La Figura 6a ilustra una manera de ubicar el
PSACCH y el PTCCH según una realización de la presente invención.
En la Fig. 6a hay un usuario de tiempo real y hasta ocho usuarios no
de tiempo real ubicados en la misma ranura de tiempo.
Como en la Figura 5, el patrón de repetición
para el PTCCH sigue comprendiendo 416 tramas, si bien hay solamente
recursos disponibles para que ocho MSs utilicen el PTCCH/UL.
Para el PTCCH/DL, son transmitidos solamente dos
bloques durante el patrón de repetición de multitrama de 416
tramas. Un PSACCH es ubicado para el usuario de tiempo real en los
restantes recursos que no se usan para el
PTCCH/UL o para el PTCCH/DL. El patrón de repetición para el PSACCH no será igual al SACCH en la comunicación por conmutación de circuitos que ha sido descrita anteriormente. En lugar de ello, el PSACCH necesitará un patrón de repetición doble, es decir, una multitrama de 208 tramas. La Figura 6a ilustra que el primer PSACCH en el enlace ascendente para el usuario de tiempo real está ubicado en los números de trama 12, 38, 64 y 90, y en el enlace descendente en los números de trama 116, 142, 168 y 194. El siguiente mensaje PSACCH en el enlace ascendente está ubicado en los números de trama 220, 246, 272 y 298, y el siguiente PSACCH en enlace descendente está ubicado en los números de trama 324, 350, 376 y 402. El PTCCH en el enlace descendente está ubicado en los números de trama 12, 38, 64 y 90 (para PTCCH B0) y 220, 246, 272 y 298 (para PTCCH B2). El PTCCH para el enlace ascendente está ubicado en los números de trama 116, 142, 168, 194 (para PTCCH B1) y 324, 350, 376 y 402 (para PTCCH B3). Todos los otros números de trama indicados permanecen inactivos, como en el actual GPRS/EGPRS. Los números de trama inactiva son por consiguiente los 25, 51, 77 y así sucesivamente, es decir, cada 26º número de trama tanto para enlace ascendente como para enlace descendente. Hay que señalar que puesto que hay solamente ocho PTCCHs en enlace ascendente disponibles en el patrón de repetición, es solamente posible ubicar ocho usuarios de MS del mejor esfuerzo (no de tiempo real) en la ranura de tiempo. Es naturalmente posible extender el ciclo PTCCH para tener una repetición de 2 x 416 tramas (= 832 tramas) para que puedan seguir siendo ubicados 16 PTCCH/UL.
PTCCH/UL o para el PTCCH/DL. El patrón de repetición para el PSACCH no será igual al SACCH en la comunicación por conmutación de circuitos que ha sido descrita anteriormente. En lugar de ello, el PSACCH necesitará un patrón de repetición doble, es decir, una multitrama de 208 tramas. La Figura 6a ilustra que el primer PSACCH en el enlace ascendente para el usuario de tiempo real está ubicado en los números de trama 12, 38, 64 y 90, y en el enlace descendente en los números de trama 116, 142, 168 y 194. El siguiente mensaje PSACCH en el enlace ascendente está ubicado en los números de trama 220, 246, 272 y 298, y el siguiente PSACCH en enlace descendente está ubicado en los números de trama 324, 350, 376 y 402. El PTCCH en el enlace descendente está ubicado en los números de trama 12, 38, 64 y 90 (para PTCCH B0) y 220, 246, 272 y 298 (para PTCCH B2). El PTCCH para el enlace ascendente está ubicado en los números de trama 116, 142, 168, 194 (para PTCCH B1) y 324, 350, 376 y 402 (para PTCCH B3). Todos los otros números de trama indicados permanecen inactivos, como en el actual GPRS/EGPRS. Los números de trama inactiva son por consiguiente los 25, 51, 77 y así sucesivamente, es decir, cada 26º número de trama tanto para enlace ascendente como para enlace descendente. Hay que señalar que puesto que hay solamente ocho PTCCHs en enlace ascendente disponibles en el patrón de repetición, es solamente posible ubicar ocho usuarios de MS del mejor esfuerzo (no de tiempo real) en la ranura de tiempo. Es naturalmente posible extender el ciclo PTCCH para tener una repetición de 2 x 416 tramas (= 832 tramas) para que puedan seguir siendo ubicados 16 PTCCH/UL.
Hay también otras varias maneras de distribuir
el uso de recursos de transmisión para encajar en un canal PTCCH y
en un canal PSACCH. La Figura 6b ilustra un patrón de distribución
alternativo. En la Figura 6b, el PTCCH y el PSACCH son ubicados en
una de cada dos tramas del recurso de canal de radio disponible
tanto para enlace ascendente como para enlace descendente. El PTCCH
está ubicado en las tramas 12, 64, 116, 168, 220, 272, 324 y 376
tanto para enlace ascendente como para enlace descendente. El PSACCH
está ubicado en las tramas 38, 90, 142, 194, 246, 298, 350 y 402
tanto para enlace ascendente como para enlace descendente.
En los ejemplos ilustrados, los recursos de
transmisión resultantes del PTCCH quedan reducidos a la mitad en
comparación con antes de la introducción del PSACCH, y la capacidad
del PSACCH es la mitad de lo que la misma es en el caso de la
telefonía móvil GSM conmutada por circuitos que ha sido descrito
anteriormente. Aunque ello no ha sido aquí ilustrado, es
naturalmente posible seleccionar de manera distinta la distribución
del PSACCH y del PTCCH. Por ejemplo, el PSACCH puede transmitir en
12 de 16 tramas y permitir tan sólo un bloque en enlace descendente
de PTCCH (4 tramas) y 4 sesiones de avance temporal en el periodo de
la multitrama de 416 tramas. Como alternativa, puede ser posible
ubicar el PSACCH en 4 de 16 tramas y permitir 3 bloques en enlace
descendente de PTCCH (12 tramas) y 12 sesiones de avance temporal en
el periodo de la multitrama de 416 tramas.
El porcentaje entre los recursos asignados al
PTCCH y los recursos asignados al PSACCH puede seleccionarse sobre
la base de la configuración de la red y las aplicaciones del
usuario, p. ej.
En aun otra realización alternativa de la
presente invención, es posible ubicar el PSACCH en las tramas
inactivas (25, 51, 77, etc. ...) ya sea adicionalmente a o bien en
combinación con o como alternativa a la ubicación del PSACCH
anteriormente descrita, es decir sobre los mismos recursos de
transmisión como para el PTCCH.
La sugerida combinación de canales
(PTCCH+PSACCH) sobre los recursos de transmisión indicados puede
soportar una aplicación sensible al retraso (o un usuario de tiempo
real) en un sistema GPRS/EGPRS con una corriente lateral de
señalización de control sin interferir en el flujo de información.
Sin embargo, la misma también soporta a posibles aplicaciones no
sensibles al retraso (o usuarios no de tiempo real) con las sesiones
de avance temporal anteriormente definidas como se ha descrito
anteriormente. El PSACCH puede ser usado para informes de medición
en el enlace ascendente y para información del sistema en el enlace
descendente.
La Figura 7 ilustra una serie de nodos del
sistema en un ejemplo de sistema de comunicación de datos en
paquetes GPRS/EGPRS en el cual puede ser implementada la presente
invención. En otros ejemplos de sistemas pueden darse nodos
adicionales, o bien puede estar ausente algún nodo. En la Figura 7,
un usuario de tiempo real MS (41) puede comunicarse con una
estación base servidora BS (43). La estación base servidora (43) es
la estación base que pone en comunicación información de PSACCH con
un usuario de tiempo real e información de PTCCH con un usuario no
de tiempo real MS (42). Naturalmente, en los sistemas de datos por
paquetes están habitualmente presentes más estaciones base y MSs
que lo que se ilustra en la Figura 7.
La estación base servidora puede estar conectada
a un nodo de Control de Estaciones Base BSC (44), que a su vez está
conectado a un Nodo de Soporte GPRS Servidor SGSN (45) que sirve a
uno o varios BSCs. El SGSN es típicamente el nodo que controla el
flujo en paquetes hacia y desde las distintas estaciones base, a
través de los BSCs. Otro nodo de soporte GPRS es un Nodo de Soporte
GPRS Pasarela GGSN (46) que está conectado a Internet, p. ej., y/o
a cualesquiera otras redes externas (no ilustrado). En la Figura 7,
un planificador (47) está conectado a la estación base servidora
(43). Dicho planificador está a título de ejemplo situado en la
estación base (43), pero podría como alternativa estar situado
asimismo en otros nodos de la red, como p. ej. el BSC o el SGSN. La
funcionalidad de planificación puede también estar dividida entre
distintos nodos, si bien en aras de la sencillez está situada en un
nodo en la Figura 7. El planificador (47) controlará la asignación
de canales lógicos como el PSACCH y el PTCCH a canales físicos, es
decir, a ranuras de tiempo. Dicho planificador puede también
controlar la asignación de usuarios de tiempo real a ranuras de
tiempo, así como la asignación de usuarios no de tiempo real a
ranuras de tiempo. En la Figura 7 está también ilustrada una
segunda estación base (48) que está conectada a un BSC (en este caso
al mismo al que está conectada la estación base servidora). La
segunda estación base (48) también incluye un planificador (49) que
tiene la misma funcionalidad como el planificador (47) de la
estación base servidora (43).
Puede requerirse que un usuario de tiempo real
MS (41) haga mediciones de la señal en una estación base vecina,
como p. ej. la BS (48), e informe a la estación base servidora a fin
de soportar una decisión de traspaso. Las mediciones son
comunicadas sobre el PSACCH en enlace ascendente asignado a la
estación base servidora. Puede enviarse por el PSACCH en enlace
descendente asignado información relativa al sistema de la red al
usuario de tiempo real MS (41).
Adicionalmente, un usuario no de tiempo real MS
(42) puede hacer continuas sesiones de avance temporal de paquetes
con la estación base servidora (43). Esta comunicación tiene lugar
por el PTCCH, que comparte recursos de radiocanal con el PSACCH.
A pesar que las distintas realizaciones de la
presente invención han sido descritas con ejemplos de un sistema de
comunicación conmutada por paquetes que cumple con las
especificaciones GPRS/GSM, debe entenderse que la invención es
aplicable a cualquier otro sistema de comunicación de datos por
conmutación de paquetes que tenga la misma o una similar estructura
y funcionalidad. Las realizaciones que han sido descritas deberán
ser por consiguiente consideradas como ejemplos en lugar de cómo
realizaciones que limiten en alcance de la invención. La invención
queda definida por las reivindicaciones siguientes.
Claims (27)
1. Método en un sistema de comunicación de datos
en paquetes para ubicar canales de control dedicados de usuario en
un recurso de canal de radio disponible para la transmisión de
señales de control, caracterizado por el hecho de que una
primera aplicación de usuario sensible al retraso y al menos una
segunda aplicación de usuario que es menos sensible al retraso que
la primera aplicación de usuario son ubicadas para transmisiones de
datos de usuario en un canal de tráfico de datos en paquetes,
comprendiendo el método los pasos de: ubicar un primer canal de
control lógico (PSACCH) asociado a la primera aplicación de usuario
en una primera parte del recurso de canal de radio disponible; y
ubicar un segundo canal de control lógico (PTCCH) asociado a la
segunda aplicación de usuario que es al menos una en una segunda
parte del recurso de canal de radio disponible.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
el porcentaje entre dichas partes primera y segunda de dicho recurso
de canal de radio disponible es seleccionado sobre la base de la
configuración de una red.
3. El método de la reivindicación 1, en el que
el porcentaje entre dichas partes primera y segunda de dicho recurso
de canal de radio disponible es seleccionado sobre la base de dicha
primera aplicación de usuario y dicha segunda aplicación de
usuario.
4. El método de la reivindicación 1, en el que
el porcentaje entre dichas partes primera y segunda de dicho recurso
de canal de radio disponible es de un 50%.
5. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho primer canal de control lógico es un canal de control asociado
lento en transmisión por paquetes PSACCH y dicho segundo canal de
control lógico es un canal de control del avance temporal en
transmisión por paquetes PTCCH.
6. El método de la reivindicación 5, en el que
dicho PSACCH ubicado es asignado para transmisión en la dirección de
enlace ascendente de informes de medición.
7. El método de la reivindicación 5, en el que
dicho PSACCH ubicado es asignado para transmisión en la dirección de
enlace descendente de información específica del sistema.
8. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho primer canal de control lógico es ubicado en dicho recurso de
canal de radio disponible según un primer patrón de repetición
predeterminado dentro de una estructura de supertrama.
9. El método de la reivindicación 8, en el que
dicho segundo canal de control lógico es ubicado en dicho recurso de
canal de radio disponible según un segundo patrón de repetición
predeterminado dentro de dicha estructura de supertrama.
10. El método de la reivindicación 9, en el que
dichos patrones de repetición predeterminados primero y segundo son
seleccionados de forma tal que dichos canales de control lógico
primero y segundo y dicho canal de tráfico de datos en paquetes
quedan ubicados en la misma ranura de tiempo dentro de dicha
estructura de supertrama.
11. El método de la reivindicación 10, en el que
cada uno de dichos canales de control lógico primero y segundo es
ubicado en dicha ranura de tiempo en una trama cada vez.
12. El método de la reivindicación 11, en el que
cada uno de dichos canales de control lógico primero y segundo es
ubicado en dicha ranura de tiempo en una de cada dos tramas de dicha
trama que es una cada vez.
13. El método de la reivindicación 11, en el que
cada uno de dichos canales de control lógico primero y segundo es
ubicado en dicha ranura de tiempo en cuatro tramas consecutivas de
dicha trama que es una cada vez.
14. Sistema de comunicación de datos en paquetes
que comprende: una pluralidad de estaciones base (43, 48) para
radiocomunicación con estaciones móviles (41, 42) de datos de
usuario por canales de tráfico de datos en paquetes; un nodo de
control de transmisión por radio (44) para controlar el
funcionamiento de las de dicha pluralidad de estaciones base (43,
48); y un planificador (47, 49) asociado a cada una de las de la
pluralidad de estaciones base (43, 48); caracterizado por el
hecho de que el planificador sirve para: ubicar a un primer canal de
control lógico (PSACCH) asociado a una primera aplicación de usuario
en una primera parte de un recurso de canal de radio disponible; y
ubicar a un segundo canal de control lógico (PTCCH) asociado a al
menos una segunda aplicación de usuario en una segunda parte del
recurso de canal de radio disponible, siendo la segunda aplicación
de usuario que es al menos una menos sensible al retraso que la
primera aplicación de usuario.
15. El sistema de la reivindicación 14, en el
que dicho nodo de control de transmisión por radio (44) es un nodo
de control de estaciones base BSC.
16. El sistema de la reivindicación 14, en el
que el porcentaje entre dichas partes primera y segunda de dicho
recurso de canal de radio disponible es seleccionado sobre la base
de la configuración de una red.
17. El sistema de la reivindicación 14, en el
que el porcentaje entre dichas partes primera y segunda de dicho
recurso de canal de radio disponible es seleccionado sobre la base
de dicha primera aplicación de usuario y dicha segunda aplicación de
usuario.
18. El sistema de la reivindicación 14, en el
que el porcentaje entre dichas partes primera y segunda de dicho
recurso de canal de radio disponible es del 50%.
19. El sistema de la reivindicación 14, en el
que dicho primer canal de control lógico es un canal de control
asociado lento en transmisión por paquetes PSACCH y dicho segundo
canal de control lógico es un canal de control del avance temporal
en transmisión por paquetes PTCCH.
20. El sistema de la reivindicación 19, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: asignar a dicho
PSACCH ubicado para transmisión en la dirección de enlace ascendente
de informes de medición.
21. El sistema de la reivindicación 19, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: asignar a dicho
PSACCH ubicado para transmisión en la dirección de enlace
descendente de información específica del sistema.
22. El sistema de la reivindicación 14, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: ubicar a dicho
primer canal de control lógico en dicho recurso de canal de radio
disponible según un primer patrón de repetición predeterminado
dentro de una estructura de supertrama.
23. El sistema de la reivindicación 22, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: ubicar a dicho
segundo canal de control lógico en dicho recurso de canal de radio
disponible según un segundo patrón de repetición predeterminado
dentro de dicha estructura de supertrama.
24. El sistema de la reivindicación 23, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: seleccionar
dichos patrones de repetición predeterminados primero y segundo de
forma tal que dichos canales de control lógico primero y segundo y
dicho canal de tráfico de datos en paquetes queden ubicados en la
misma ranura de tiempo dentro de dicha estructura de supertrama.
25. El sistema de la reivindicación 24, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: ubicar a cada uno
de dichos canales de control lógico primero y segundo en dicha
ranura de tiempo en una trama cada vez.
26. El sistema de la reivindicación 25, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: ubicar a cada uno
de dichos canales de control lógico primero y segundo en dicha
ranura de tiempo en una cada dos tramas de dicha trama que es una
cada vez.
27. El sistema de la reivindicación 25, en el
que dicho planificador (47, 49) sirve además para: ubicar a cada uno
de dichos canales de control lógico primero y segundo en dicha
ranura de tiempo en cuatro tramas consecutivas de dicha trama que es
una cada vez.
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