ES2312736T3 - Entrega rapida de mensajes multimedia en redes celulares. - Google Patents

Abstract

Método para entregar un mensaje multimedia a una estación móvil (M1) en un entorno inalámbrico celular, incluyendo dicho entorno una pluralidad de estaciones base (B1 a B4) cuya cobertura celular (C1 a C4) se solapa en regiones de solapamiento (A a E) determinadas y forman un área de ubicación (LA), y un elemento de control (BC1) de estaciones base a cargo de transmitir dicho mensaje multimedia desde un elemento de conmutación (RC1) de la red central hacia dichas estaciones base (B1 a B4), estando caracterizado el método por esperar la recepción de un mensaje de actualización de ubicación desde la estación móvil (M1) cuando se entra en dicha área de ubicación (LA), y cuando se recibe dicho mensaje de actualización de ubicación, seleccionar estaciones base (B1, B2) cuyas células (C1, C2) es probable que se solapen con la región (A) en la que está ubicada la estación móvil (M1), y coordinar dichas estaciones base para transmitir simultáneamente el mensaje multimedia hacia dicha estación móvil.

Description

Entrega rápida de mensajes multimedia en redes celulares.

La presente invención se refiere al campo de las redes celulares de móviles, y más específicamente a un método para la entrega de mensajes multimedia a una estación móvil.

Los sistemas de comunicaciones inalámbricas, por ejemplo, los sistemas de telefonía celular de móviles o de radiocomunicaciones privadas de móviles, prevén típicamente la disposición de enlaces de radiotelecomunicaciones entre una pluralidad de estaciones base y una pluralidad de unidades de abonado, denominadas frecuentemente estaciones móviles. Al enlace de comunicaciones desde la estación base a una estación móvil se le hace referencia como enlace descendente, y al enlace de comunicaciones desde una estación móvil a la estación base se le hace referencia como enlace ascendente.

Cada Estación Base tiene asociada un área de cobertura geográfica o célula particular, definida por un alcance particular en el que puede mantener una comunicación aceptable con las estaciones móviles que funcionan dentro de su célula de servicio. Las estaciones móviles son libres de moverse entre células y se encuentran en comunicación controlada principalmente solo con una estación base en un instante de tiempo cualquiera y, por lo tanto, cada estación móvil está sujeta a un mecanismo de traspaso cuando la estación móvil realiza una transición por un límite nominal entre sectores o células adyacentes.

Típicamente, las comunicaciones inalámbricas presentan niveles de rendimiento menores cuando las estaciones móviles están cerca del borde de una célula que cuando las mismas están cerca de la estación base. En efecto, el rendimiento de una comunicación inalámbrica de enlace ascendente/enlace descendente tiende a deteriorarse mientras la estación móvil se aproxima al borde de una célula, y por lo tanto la velocidad de bits del enlace de radiocomunicaciones se adapta entonces según las condiciones del canal de radiocomunicaciones modificando la cantidad de redundancia en los códigos del canal. En torno a los límites de cobertura de las células, debe usarse habitualmente el esquema de codificación con la redundancia máxima y, por lo tanto, la menor velocidad de bits utilizable.

En las redes celulares futuras, al usuario se le propondrán aplicaciones con una calidad de servicio diferente. En particular, la entrega de algunos servicios multimedia como flujos continuos de vídeo requerirá una velocidad de datos elevada en el enlace descendente. Además, habitualmente los mensajes multimedia tienen un periodo de validez, es decir, los mensajes se eliminan de la base de datos del centro de conmutación de la red central en la que están almacenados si los mismos no pueden ser entregados a la estación móvil durante el periodo de validez.

Para este tipo de servicios multimedia, es necesario que la infraestructura de la red determine el momento correcto en el que hay disponible un ancho de banda suficiente para transmitir el mensaje multimedia a la estación móvil. Esta condición se cumple cuando las condiciones del canal de radiocomunicaciones de enlace descendente son buenas, lo cual es cierto para una estación móvil cerca de la estación base. No obstante, las condiciones del canal de radiocomunicaciones de enlace descendente solamente pueden ser determinadas por la estación base basándose en mensajes de enlace ascendente, cuando la estación móvil está en modo activo, es decir, ocupada en una llamada.

La patente internacional WO 98/56206 da a conocer un método para entregar un mensaje a una estación móvil en el que, en primer lugar, se localiza la posición de la estación móvil mediante la multidifusión de un mensaje de localización desde por lo menos dos estaciones base seleccionadas en las proximidades de la estación móvil, y la estación móvil transmite un mensaje de respuesta a una estación base preferida. Entonces, las otras estaciones base en las proximidades de la estación móvil se liberan, y la estación base preferida entrega el mensaje destinado a la estación móvil.

Una estación móvil en modo activo transmite de forma regular a la estación base, mientras que una estación móvil en modo de reposo o modo no activo no establece un enlace de radiocomunicaciones de transmisión que pueda ser usado para que la estación base sepa cuándo está suficientemente cerca para enviar el mensaje multimedia, de modo que el mensaje no puede ser enviado.

Por lo tanto, el objetivo que subyace tras la invención reside en eliminar los inconvenientes mencionados de la técnica anterior.

El objetivo se logra, según la invención, con un método para entregar un mensaje multimedia a una estación móvil en un entorno inalámbrico celular según la reivindicación 1. El objetivo se logra también con un elemento de control de estación base según la reivindicación 6 y un sistema inalámbrico celular según la reivindicación 7.

La presente invención resulta ventajosamente útil para mejorar las velocidades de datos de enlace descendente asignadas a comunicaciones inalámbricas de mensajes multimedia con independencia de la proximidad de la estación móvil a la estación base e incluso enviar el mensaje en caso de que la estación móvil se encuentre en modo de reposo. Además, se puede lograr un uso ventajoso de la invención actual en sistemas inalámbricos microcelulares de alta densidad en los que las microcélulas están desplegadas con un alto solapamiento entre ellas.

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A partir de las reivindicaciones adjuntas, la siguiente descripción y los dibujos surgirán configuraciones ventajosas de la invención.

A continuación se explica un ejemplo de una realización de la invención con la ayuda de las Figuras 1 a 3.

La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema celular de móviles.

La Figura 2 ilustra un diagrama de cobertura representativo para un sistema celular de móviles con solapamiento de células.

La Figura 3 muestra una realización preferida de la invención en un entorno celular de microcélulas con un elevado solapamiento entre las células.

La Figura 1 muestra un sistema celular típico de radiocomunicaciones de móviles que comprende una serie de estaciones base B1 a B4, que soportan cada una de ellas una comunicación inalámbrica con cualquiera de las estaciones móviles M1 a M2 que se mueve dentro de su área de cobertura geográfica o célula C1 a C4 respectivamente. La pluralidad de células contiguas C1 a C4, en este caso representadas convencionalmente con un patrón hexagonal, forman un área de ubicación LA.

Tal como es bien sabido en la técnica, un sistema inalámbrico típico mantiene un seguimiento de la ubicación de una estación móvil mediante la creación de áreas geográficas denominadas áreas de ubicación LA. Cuando una estación móvil M1 ó M2 se mueve entre dos áreas de ubicación, realiza un procedimiento de actualización del área de ubicación, es decir, informa a la infraestructura del sistema de comunicaciones inalámbricas sobre su área de ubicación LA nueva.

Las estaciones móviles M1 y M2 tienen la capacidad de moverse cruzando los límites entres las células C1 a C4. La estación móvil monitoriza continuamente la señal recibida desde la célula actual en la que se encuentra situada, así como las señales de células vecinas. Si se indica un cambio de célula, por ejemplo, debido a que la señal de una de las células vecinas es más intensa que la de la célula actual, o debido a condiciones y prioridades de la red, se invoca una reselección o traspaso de célula.

Como se muestra también en el ejemplo de la figura, la transmisión entre las estaciones base B1 a B4 y cualquiera de los conmutadores RC1 de la infraestructura de la red central se realiza a través de los elementos de control BC1 y BC2 de estaciones base.

La Figura 2 muestra un diagrama de cobertura para un sistema celular de móviles con tres células C1 a C3 que se solapan en dos regiones geográficas A y B. A las células C1 a C3 les prestan servicio las estaciones base B1 a B3 que están situadas aproximadamente en el centro de dichas células. Una estación móvil M1 está situada en una de las regiones de solapamiento A.

La figura no está dibujada a escala sino que está destinada meramente a ilustrar áreas de cobertura o células y límites entre esas células. El diagrama incluye una primera célula C1 que comparte un límite común con la célula adyacente C2 y una tercera célula C3 que cubre un área geográfica que se solapa con las otras dos células C1 y C2 en dos regiones de solapamiento A y B. Se representa una estación móvil M1 de manera que está situada en la región de solapamiento A y a la que, por lo tanto, le puede prestar servicio cualquiera de las estaciones base B1 ó B3 que cubren dicha área. Normalmente, la estación móvil establecerá una transmisión con la estación base a la que se ha incorporado inicialmente, por ejemplo, la primera estación base B1, siempre que se mueva dentro de la cobertura de dicha estación base.

Es sabido en la técnica que la capacidad de una célula está limitada por el número de canales disponibles. En áreas con menor densidad de población, por ejemplo, rurales, el tamaño de la célula, que está determinado en gran medida por la concentración de llamadas, es relativamente grande. Por otro lado, en un área que tenga una alta densidad de usuarios móviles, por ejemplo, el distrito comercial de una gran cuidad, la concentración de llamadas será mucho mayor y el tamaño de las células será relativamente mucho menor. Típicamente, las microcélulas tienen un alcance de solamente 200 ó 500 metros y con frecuencia simplemente constituyen una calle o parte de una calle concurrida, en la que se espera que la densidad de llamadas sea alta. Además, para soportar unas áreas de densidad tan alta, dichas microcélulas se disponen habitualmente de manera que existe un solapamiento sustancial entre ellas. Por lo tanto, el ejemplo mostrado en la Figura 2 se adapta bien a un entorno microcelular de móviles.

La Figura 3 muestra una realización preferida de la invención en un entorno microcelular de móviles con un solapamiento sustancial entre células. La figura muestra un escenario muy similar al presentado en la figura 2, en el que las microcélulas C1 a C4 se solapan en algunas regiones de solapamiento A a E. Las estaciones base B1 a B4 proporcionan un servicio de comunicaciones inalámbricas a las estaciones móviles dentro de su área de cobertura o microcélula, y son controladas por un elemento de control BC1 de estaciones base que está conectado a la infraestructura de la red central. En el ejemplo de la figura, una estación móvil M1 ha entrado en el área de ubicación LA formada por las microcélulas C1 a C4, y está situada en la región de solapamiento A a la que prestan servicio las estaciones base B1 y B2. En el ejemplo, se supone que la estación móvil se ha incorporado inicialmente a la primera estación base B1.

Según la invención, en cuanto una estación móvil en modo de reposo entra en el área de ubicación LA constituida por estas microcélulas, envía un mensaje de actualización de área de ubicación a la infraestructura de la red para informar sobre el área de ubicación LA nueva en la que ha entrado, y la red determina las estaciones base B1 y B2 cuyas células se solapan o es probable que se solapen con la ubicación de la estación móvil M1 y que son capaces de transmitir la información multimedia hacia ella.

Para determinar el conjunto de estaciones base capaces de transmitir el mensaje multimedia hacia la estación móvil M1, son posibles tres métodos: primero, el mensaje multimedia es enviado por todas las células vecinas de la célula en la que se ha incorporado la estación móvil; segundo, la estación móvil M1 envía además su ubicación geográfica usando un módulo del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de manera que la red pueda seleccionar las estaciones bases que son vecinas de dicha posición; y tercero, en el caso de sistemas de estaciones base distribuidas, en los que todas las estaciones base distribuidas que tienen la misma baliza reciben el mensaje de actualización del área de ubicación, se seleccionan todas las estaciones base que reciben dicho mensaje de actualización del área de ubicación.

Una vez que se han seleccionado las estaciones base B1 y B2, las mismas transmitirán el mensaje multimedia hacia la estación móvil M1 simultáneamente dentro de su alcance de transmisión.

Además, para incrementar la velocidad de bits en el enlace descendente o para incrementar la relación señal/ruido a una velocidad de datos determinada también se pueden usar varios esquemas de macrodiversidad de transmisión (codificación espacio-tiempo, diversidad de retardo, duplicación...). El mensaje multimedia, que proviene del elemento de control BC1 de estaciones base, se puede codificar, por ejemplo, usando un código de espacio-tiempo, por ejemplo, el esquema de Alamouti y, en este caso, cada cadena binaria producida por el codificador es enviada por el elemento de control BC1 de estaciones base hacia las diferentes estaciones base B1 y B2 que están a cargo de transmitir el mensaje multimedia. En este caso, puede que sea necesaria la sincronización de estas BS. La sincronización la puede realizar el elemento de control BC1 de estaciones base o se puede lograr de una manera diferente, por ejemplo, usando un reloj del Sistema de Posicionamiento Global, tal como el GPS ó GALILEO.

Aunque el ejemplo de la figura se ha aplicado para una estación móvil M1 ubicada en una región de solapamiento A, se entiende que el método también se puede aplicar a una estación móvil M1 que se mueva hacia las otras regiones B a E. Por ejemplo, en el caso de una estación móvil M1 que entre en el área de ubicación LA y se sitúe en la región de solapamiento E, el sistema inalámbrico, según la invención, seleccionaría las estaciones base B2, B3 y B4 para la transmisión simultánea de un mensaje multimedia dirigido a dicha estación móvil M1.

Claims (7)

1. Método para entregar un mensaje multimedia a una estación móvil (M1) en un entorno inalámbrico celular, incluyendo dicho entorno una pluralidad de estaciones base (B1 a B4) cuya cobertura celular (C1 a C4) se solapa en regiones de solapamiento (A a E) determinadas y forman un área de ubicación (LA), y un elemento de control (BC1) de estaciones base a cargo de transmitir dicho mensaje multimedia desde un elemento de conmutación (RC1) de la red central hacia dichas estaciones base (B1 a B4), estando caracterizado el método por

esperar la recepción de un mensaje de actualización de ubicación desde la estación móvil (M1) cuando se entra en dicha área de ubicación (LA), y

cuando se recibe dicho mensaje de actualización de ubicación, seleccionar estaciones base (B1, B2) cuyas células (C1, C2) es probable que se solapen con la región (A) en la que está ubicada la estación móvil (M1), y coordinar dichas estaciones base para transmitir simultáneamente el mensaje multimedia hacia dicha estación móvil.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por seleccionar la estación base (B1) a la que se ha incorporado inicialmente la estación móvil (M1) y todas las estaciones base (B2) de células vecinas.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la estación móvil (M1) envía además su ubicación geográfica usando un módulo GPS, y la red selecciona las estaciones base (B1, B2) cuyas células (C1, C2) son vecinas de dicha posición.

4. Método según la reivindicación 1, caracterizado por seleccionar las estaciones base (B1, B2) que reciben el mensaje de actualización del área de ubicación desde la estación móvil (M1).

5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el mensaje multimedia se codifica en el elemento de control (BC1) de estaciones base según un código de espacio-tiempo.

6. Elemento de control (BC1) de estaciones base para transmitir un mensaje multimedia desde un elemento de conmutación (RC1) de la red central a una pluralidad de estaciones base (B1 a B4) en un sistema inalámbrico celular, dispuesto en microcélulas (C1 a C4) con un solapamiento sustancial entre ellas y que forman un área de ubicación (LA) determinada, caracterizado porque comprende medios para seleccionar un conjunto determinado de estaciones base (B1, B2) cuyas células (C1, C2) es probable que se solapen con una región (A) en la que está ubicada una estación móvil (M1); medios para recibir una indicación de actualización de ubicación; y medios para enviar, al producirse la recepción de dicha indicación de actualización de ubicación, el mensaje multimedia hacia dicho conjunto de estaciones base de una manera codificada y coordinar la transmisión simultánea de dicho mensaje multimedia a través de dicho conjunto de estaciones base.

7. Sistema inalámbrico celular, dispuesto en microcélulas (C1 a C4) con un solapamiento sustancial entre ellas y que forman un área de ubicación (LA) determinada, caracterizado porque comprende un elemento de control (BC1) de estaciones base según la reivindicación 6.