ES2313795T3 - Aparato y metodo de transmision distribuida con funcion de retransmision. - Google Patents
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Abstract
Aparato de transmisión distribuida para un sistema de comunicaciones, en el que un receptor puede solicitar la retransmisión de tramas de datos, comprendiendo dicho aparato: una unidad transmisora para transmitir tramas de datos hacia un receptor y para almacenar las tramas de datos transmitidas; y una unidad de control situada de forma remota con respecto a dicha unidad transmisora, para transmitir tramas de datos hacia dicha unidad transmisora con vistas a su transmisión hacia el receptor, y para transmitir datos de control hacia dicha unidad transmisora para controlar la retransmisión de tramas de datos, en el que dicha unidad de control está adaptada para controlar dicha unidad transmisora de manera que retransmita tramas de datos almacenadas en dicha unidad transmisora hacia el receptor.
Description
Aparato y método de transmisión distribuida con
función de retransmisión.
La presente invención se refiere a un aparato y
un método de transmisión distribuida en un sistema de comunicaciones
en el que se puede solicitar la retransmisión de tramas de
datos.
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En comunicaciones en las que se puede solicitar
una(s) retransmisión(es) cuando se recibe erróneamente
una trama de datos, se puede usar un protocolo de Solicitud
Automática de Repetición (ARQ) para controlar la(s)
retransmi-
sión(es).
sión(es).
En un sistema de comunicaciones que utilice el
protocolo ARQ, un transmisor transmite tramas de datos hacia un
receptor y recibe tramas de acuse de recibo desde el receptor. En lo
sucesivo, al canal de comunicaciones entre el transmisor y el
receptor se le hace referencia como enlace principal.
El transmisor está dividido en dos partes: una
Unidad de Control de Protocolo (PCU) y una Unidad de Codificación
de Canales (CCU). La PCU contiene una implementación del protocolo
ARQ usado a través del enlace primario. La CCU incluye funciones de
capas inferiores tales como la codificación y modulación de canales
para el enlace principal. La PCU usa los servicios de la CCU. La
PCU y la CCU pueden estar situadas en ubicaciones diferentes. En lo
sucesivo, al canal de comunicaciones entre la PCU y la CCU se le
hace referencia como enlace secundario.
Este tipo de situación puede existir, por
ejemplo, en una red celular GPRS (Servicio General de
Radiocomunicaciones por Paquetes) en la comunicación entre una
Estación Móvil (MS) y una Estación Transceptora Base (BTS) que está
controlada por un Controlador de Estaciones Base (BSC) tal como se
muestra en la Fig. 1. Las funciones de la CCU que es una Unidad de
Códec de Canales según el GPRS se incluyen en la BTS, y las
funciones de la PCU que es una Unidad de Control de Paquetes según
el GPRS se incluyen en el BSC. Alternativamente, en algunas
implementaciones, la PCU no está ubicada en el BSC, sino que puede
estar ubicada en la BTS o el GSN (nodo de soporte GPRS). En lo
sucesivo, se supone que la PCU está ubicada en el BSC.
El protocolo ARQ se usa en una interfaz de
radiocomunicaciones que forma el enlace principal entre la estación
móvil MS y la red GPRS a través de la BTS y el BSC. El enlace
secundario está formado por una interfaz Abis entre el BSC y la
BTS.
Según un método convencional de comunicaciones
que hace uso del ARQ, la PCU almacena todas las tramas de datos
transmitidas desde la red GPRS hasta que las mismas ya no son
necesarias. El tiempo exacto en el que las tramas de datos
transmitidas ya no son necesarias depende de las tramas de acuse de
recibo recibidas desde la estación móvil MS en relación con las
tramas de datos transmitidas y del protocolo ARQ usado.
Cuando se va a transmitir una trama de datos, la
PCU la envía hacia la CCU a través de la interfaz Abis, y la CCU
transmite la trama de datos a la estación móvil MS a través de la
interfaz de radiocomunicaciones. Las retransmisiones se deben
realizar exactamente de la misma manera. De este modo, la misma
trama de datos puede haber sido enviada a través de la interfaz
Abis múltiples veces, consumiendo de este modo recursos de
comunicaciones.
El documento
EP-A-0 825 738 da a conocer un
aparato de compensación de error en el que se puede realizar el
reenvío del paquete de datos. Sin embargo, el documento
EP-A-0 825 738 no se refiere a un
aparato de transmisión distribuida.
En el documento WO 98/57509 se describe un
método para incrementar la capacidad de transmisión de datos en una
red de radiocomunicaciones. Una unidad de control de paquetes PCU
está conectada a una unidad de codificación de canales CCU a través
de una interfaz Albis. Las funciones de la CCU comprenden funciones
de codificación de canales y funciones de medición de canales de
radiocomunicaciones. La CCU forma asimismo bloques GPRS en los que
los datos y la información de señalización se transmiten sobre la
interfaz de radiocomunicaciones. La CCU está localizada siempre en
la estación base, pero la PCU tiene muchas localizaciones
alternativas: la estación base, un controlador de estaciones base,
o nodo de soporte. Cuando la PCU está localizada separada de la
estación base, la CCU puede controlar algunas funciones de la
PCU.
\vskip1.000000\baselineskip
Un objetivo de la invención es mejorar la
retransmisión de tramas de datos en un aparato de transmisión
distribuida que es un aparato de transmisión constituido por
unidades CCU y PCU separadas.
\newpage
Este objetivo se alcanza mediante un aparato
para la transmisión distribuida según la reivindicación 1, un
método de transmisión según la reivindicación 5, una unidad
transmisora según la reivindicación 9, una unidad de control según
la reivindicación 10, una estación base según la reivindicación 11,
un controlador de estaciones base según la reivindicación 12, un
método de transmisión según la reivindicación 13 y un método de
control según la reivindicación 14.
En el caso de que el receptor MS no haya
recibido correctamente una trama de datos, la unidad de control PCU
recibe una solicitud de retransmisión desde la unidad transmisora
CCU, enviándose dicha solicitud de retransmisión hacia la unidad de
transmisión CCU por parte del receptor MS.
Según una de las formas de realización de la
presente invención, la unidad de control PCU añade un número de
identificación a cada trama de datos que es transmitida desde la
unidad de control PCU a la unidad transmisora CCU, y ordena una
retransmisión de una trama de datos usando el número de
identificación. Es decir, la unidad de control PCU controla la
retransmisión transmitiendo el número de identificación de la trama
de datos solicitada previamente transmitida, hacia la unidad
transmisora CCU para conseguir que la unidad transmisora CCU
retransmita la trama de datos solicitada que ha sido almacenada en
la unidad transmisora CCU en el momento de la primera
transmisión.
Alternativamente, la unidad de control PCU
define una secuencia de numeración para las tramas de datos
transmitidas desde la unidad de control PCU a la unidad transmisora
CCU, y ordena una retransmisión de una trama de datos basándose en
la secuencia de numeración. De forma más precisa, no se transmiten
números de tramas de datos, sino que los mismos se basan, por
ejemplo, en contadores proporcionados tanto en la unidad de control
PCU como en la unidad transmisora CCU. Cada contador se incrementa
cuando se transmite una trama de datos desde la unidad de control
PCU a la unidad transmisora CCU. La retransmisión se controla
transmitiendo el número de la trama de datos solicitada o la
diferencia entre el valor actual del contador en la unidad de
control PCU y el número de la trama de datos solicitada desde la
unidad de control PCU a la unidad transmisora CCU, para conseguir
que la unidad transmisora CCU retransmita la trama de datos
solicitada hacia el receptor MS.
Por otra parte, según la presente invención, la
unidad de control está ubicada de forma remota con respecto a la
unidad transmisora.
La presente invención es aplicable a diferentes
protocolos ARQ usados en comunicaciones en las que un receptor
solicita una(s) retransmisión(es) cuando se recibe
erróneamente una trama de datos. Por ejemplo, la presente invención
se puede aplicar a un protocolo ARQ de
parada-y-espera, un protocolo ARQ de
retroceso-N, un protocolo ARQ de rechazo selectivo
y un protocolo ARQ híbrido.
En la presente invención, los paquetes
transmitidos se almacenan en una memoria de la unidad transmisora
CCU en lugar de una memoria de la unidad de control PCU. Por esta
razón, no es necesario que la PCU transmita los paquetes hacia la
CCU cada vez que se necesita una retransmisión, sino que, más bien,
ordena a la CCU que transmita el paquete desde la memoria de la CCU
al receptor. Por lo tanto, la PCU sigue permaneciendo con el
control total del protocolo ARQ.
Una de las ventajas de la presente invención es
que se reduce la necesidad de comunicación entre la PCU y la CCU,
es decir, no se malgasta la capacidad del enlace secundario en
retransmisiones. En el caso de la red celular mostrada en la Fig. 1
se reduce la capacidad requerida de la Abis.
Por otra parte, la presente invención resulta
ventajosa en el EGPRS (Servicio General Mejorado de
Radiocomunicaciones por Paquetes) en el que el uso del modo IR
(Redundancia Incremental) provoca un número elevado de
retransmisiones y en el que la cantidad de datos en cada trama es
grande.
La presente invención se describirá a
continuación por medio de formas de realización preferidas de la
misma haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques
esquemático de componentes de una red celular de comunicaciones,
los cuales son relevantes para la presente invención.
La Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de un
método de retransmisión según la presente invención.
En la red GPRS tal como se muestra en la Fig. 1,
la Unidad de Control de Paquetes PCU está ubicada en el Controlador
de Estaciones Base BSC, y la Unidad de Códec de Canales CCU está
ubicada en la Estación Transceptora Base BTS, formando un
transmisor distribuido. La PCU se comunica con la CCU a través de la
interfaz Abis.
A continuación, en referencia a la Fig. 2, se
describirá la transmisión de tramas de datos desde la red GPRS a la
estación móvil MS según la presente invención.
Debe indicarse que en la descripción de la
presente invención, a la unidad de transmisión se le denomina trama.
No obstante, debería entenderse que el término trama incluye
también el significado de las palabras paquete y bloque.
Cuando se va a transmitir por primera vez una
trama de datos desde la red a la MS, la PCU la envía hacia la CCU
para su transmisión (etapa S1). A continuación, la CCU transmite la
trama de datos hacia la MS a través de la interfaz de
radiocomunicaciones, y almacena la trama de datos en una memoria
proporcionada en la CCU (etapa S2).
En el caso de una retransmisión solicitada por
la MS desde la PCU a través de la BTS según el protocolo ARQ usado,
la PCU identifica la trama de datos cuya retransmisión se ha
solicitado (etapa S4). Después de haber identificado la trama de
datos solicitada, la PCU no vuelve a enviar la trama completa a
través de la interfaz Abis, sino solamente un elemento de
señalización que puede ser usado por la CCU para identificar la
trama de datos solicitada (etapa S5). A continuación, la CCU
localiza la trama de datos solicitada en su memoria y la transmite
a través del enlace principal hacia la MS (etapa S6). La PCU
permanece con el control completo del protocolo ARQ.
A continuación se describirá cómo señaliza la
PCU a la CCU qué trama se va a retransmitir.
Según una de las formas de realización de la
presente invención, la PCU añade un número de identificación a cada
trama transmitida desde la PCU a la CCU. Cuando la MS solicita una
retransmisión, la PCU envía el número de identificación de la trama
de datos solicitada, previamente transmitida, hacia la CCU. La CCU
identifica la trama de datos solicitada en su memoria usando el
número de identificación y retransmite la trama de datos hacia la
MS.
Según otra forma de realización de la presente
invención, la PCU define una secuencia de numeración para las
tramas de datos enviadas hacia la CCU con vistas a su transmisión.
Los números no se transmiten hacia la CCU, sino que se basan, por
ejemplo, en contadores tanto en la PCU como en la CCU. Cada contador
se incrementa cuando se envía una trama de datos desde la PCU hacia
la CCU a través de la interfaz Abis. En el caso de que la MS
solicite una retransmisión, la PCU envía el número de la trama de
datos solicitada o la diferencia entre el valor actual de los
contadores y el número de la trama de datos solicitada hacia la CCU.
La CCU identifica la trama de datos solicitada en su memoria
basándose en el número enviado desde la PCU y retransmite la trama
de datos solicitada hacia la MS.
La CCU almacena las tramas de datos transmitidas
hasta que la PCU da instrucciones a la CCU para que las borre. El
tiempo de borrado depende de las tramas de acuse de recibo recibidas
por la PCU desde la MS y del protocolo ARQ usado.
Por otra parte, según una forma de alternativa
de borrado de las tramas de datos en la CCU, las tramas de datos se
mantienen en la CCU durante un cierto periodo de tiempo o,
alternativamente, el número de tramas en la memoria CCU es fijo y
las tramas antiguas se sustituyen por tramas nuevas. De cualquier
manera, no es necesaria ninguna señalización de borrado de tramas
entre la PCU y la CCU ya que la PCU puede calcular si una cierta
trama está todavía en la memoria CCU. Si la PCU determina que una
trama no está en la memoria, entonces retrocederá al método
convencional, es decir, la PCU retransmitirá la trama completa.
La presente invención es útil también en el
EGPRS, especialmente en el caso de que la PCU esté ubicada de forma
remota con respecto a la BTS. En el EGPRS, el uso del modo IR
(Redundancia Incremental) provoca un número elevado de
retransmisiones y la cantidad de datos en cada trama es grande. Al
aplicar la presente invención, se reduce la necesidad de comunicar
tramas de datos completas desde la PCU a la CCU ó la BTS, y se puede
ahorrar capacidad de la interfaz Abis, por ejemplo, para otros
usuarios.
Aunque la invención se ha descrito en referencia
a formas de realización preferidas, la descripción es ilustrativa
de la invención y no debe considerarse como limitativa de esta
última. Los expertos en la materia apreciarán que se pueden aplicar
modificaciones sin apartarse por ello del alcance de la invención
tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Aparato de transmisión distribuida para un
sistema de comunicaciones, en el que un receptor puede solicitar la
retransmisión de tramas de datos, comprendiendo dicho aparato:
una unidad transmisora para transmitir tramas de
datos hacia un receptor y para almacenar las tramas de datos
transmitidas; y
una unidad de control situada de forma remota
con respecto a dicha unidad transmisora, para transmitir tramas de
datos hacia dicha unidad transmisora con vistas a su transmisión
hacia el receptor, y para transmitir datos de control hacia dicha
unidad transmisora para controlar la retransmisión de tramas de
datos,
en el que dicha unidad de control está adaptada
para controlar dicha unidad transmisora de manera que retransmita
tramas de datos almacenadas en dicha unidad transmisora hacia el
receptor.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que,
cuando el receptor no ha recibido correctamente una trama de datos,
dicha unidad de control está adaptada para recibir una solicitud de
retransmisión desde dicha unidad transmisora, siendo enviada dicha
solicitud de retransmisión hacia dicha unidad transmisora por el
receptor.
3. Aparato según la reivindicación 2, en el que
dicha unidad de control está adaptada para añadir un número de
identificación a cada trama de datos transmitida desde dicha unidad
de control a dicha unidad transmisora, y ordenar una retransmisión
de una trama de datos usando el número de identificación.
4. Aparato según la reivindicación 2, en el que
dicha unidad de control está adaptada para definir una secuencia de
numeración para las tramas de datos transmitidas desde dicha unidad
de control hacia dicha unidad transmisora y para ordenar una
retransmisión de una trama de datos basándose en la secuencia de
numeración.
5. Método de transmisión en un aparato de
transmisión distribuida en un sistema de comunicaciones, en el que
un receptor puede solicitar la retransmisión de tramas de datos,
comprendiendo dicho método las etapas siguientes:
transmitir (S1) tramas de datos desde una unidad
de control a una unidad transmisora para su transmisión hacia un
receptor, estando situada dicha unidad de control de forma remota
con respecto a dicha unidad transmisora;
transmitir (S2) tramas de datos desde dicha
unidad transmisora hacia el receptor;
almacenar (S2) las tramas de datos transmitidas
en dicha unidad transmisora;
transmitir (S5) datos de control desde dicha
unidad de control hacia dicha unidad transmisora para controlar la
retransmisión de tramas de datos,
en el que dicha unidad transmisora es controlada
por dicha unidad de control para retransmitir tramas de datos
almacenadas en dicha unidad transmisora hacia el receptor.
6. Método según la reivindicación 5, en el que,
cuando el receptor no ha recibido correctamente una trama de datos,
dicha unidad transmisora envía una solicitud de retransmisión hacia
dicha unidad de control, siendo enviada dicha solicitud de
retransmisión hacia dicha unidad transmisora por el receptor.
7. Método según la reivindicación 6, que
comprende además las etapas siguientes:
añadir un número de identificación a cada trama
de datos transmitida desde dicha unidad de control a dicha unidad
transmisora; y
ordenar una retransmisión de una trama de datos
usando el número de identificación.
8. Método según la reivindicación 6, que
comprende además las etapas siguientes:
definir una secuencia de numeración para las
tramas de datos transmitidas desde dicha unidad de control hacia
dicha unidad transmisora; y
ordenar una retransmisión de una trama de datos
basándose en la secuencia de numeración.
9. Unidad transmisora para un aparato de
transmisión distribuida para un sistema de comunicaciones, en la
que un receptor puede solicitar la retransmisión de tramas de datos,
comprendiendo el aparato de transmisión distribuida dicha unidad
transmisora y una unidad de control, estando situada dicha unidad de
control de forma remota con respecto a dicha unidad transmisora, en
la que dicha unidad transmisora está adaptada para recibir tramas
de datos desde la unidad de control para su transmisión hacia un
receptor, para transmitir tramas de datos hacia el receptor y para
almacenar las tramas de datos transmitidas; y en la que dicha unidad
transmisora está adaptada para recibir datos de control desde la
unidad de control con vistas a controlar la retransmisión de tramas
de datos, y para retransmitir tramas de datos almacenadas hacia el
receptor al producirse órdenes de retransmisión desde la unidad de
control.
10. Unidad de control para un aparato de
transmisión distribuida para un sistema de comunicaciones, en la
que un receptor puede solicitar la retransmisión de tramas de datos,
comprendiendo el aparato de transmisión distribuida dicha unidad de
control y una unidad transmisora, estando situada dicha unidad de
control de forma remota con respecto a dicha unidad transmisora, en
la que dicha unidad de control está adaptada para transmitir tramas
de datos hacia la unidad transmisora con vistas a su transmisión
hacia un receptor, y para transmitir datos de control hacia la
unidad transmisora para controlar la retransmisión de tramas de
datos; y en la que dicha unidad de control está adaptada para
controlar la unidad transmisora de manera que retransmita tramas de
datos almacenadas en la unidad transmisora hacia el receptor.
11. Unidad transmisora según la reivindicación
9, en la que la unidad transmisora es una estación base.
12. Unidad de control según la reivindicación
10, en la que la unidad de control es un controlador de estaciones
base.
13. Método de transmisión en una estación base
para un transmisor distribuido para un sistema de comunicaciones en
el que un receptor puede solicitar la retransmisión de tramas de
datos, comprendiendo el transmisor distribuido la estación base y
un controlador de estaciones base, estando situado el controlador de
estaciones base de forma remota con respecto a dicha estación base,
comprendiendo el método las etapas siguientes:
recibir tramas de datos desde el controlador de
estaciones base para su transmisión hacia un receptor;
transmitir las tramas de datos recibidas desde
el controlador de estaciones base hacia el receptor y se almacenan
las tramas de datos recibidas desde el controlador de estaciones
base; y
recibir datos de control desde el controlador de
estaciones base para controlar la retransmisión de tramas de datos,
y se retransmiten tramas de datos de entre las tramas de datos
almacenadas hacia el receptor al producirse órdenes de
retransmisión desde el controlador de estaciones base basándose en
los datos de control.
14. Método de control en un controlador de
estaciones base para un transmisor distribuido para un sistema de
comunicaciones, en el que un receptor puede solicitar la
retransmisión de tramas de datos, comprendiendo el transmisor
distribuido dicho controlador de estaciones base y una estación
base, estando situado dicho controlador de estaciones base de forma
remota con respecto a dicha estación base, comprendiendo el método
las etapas siguientes:
transmitir tramas de datos hacia la estación
base para su transmisión hacia un receptor, almacenando dicha
estación base las tramas de datos transmitidas desde el controlador
de estaciones base; y
transmitir datos de control hacia la estación
base para controlar la retransmisión de tramas de datos, en donde
la estación base es controlada para retransmitir tramas de datos de
entre las tramas de datos almacenadas en la estación base hacia el
receptor basándose en los datos de control.
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