ES2319883T3 - Procedimiento para transmitir contenidos de servicios multimedia en las redes umts mediante multidifusion inmediata de un subconjunto de flujo continuo. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para transmitir contenidos de servicios con calidad de servicio y componentes de medios diferentes desde una red central (CN) de un sistema de telefonía celular hacia una pluralidad de estaciones móviles que pueden rastrearse en una zona de servicio, los contenidos de servicios comprenden un conjunto de contenidos de servicios en tiempo real con ancho de banda garantizado y empleando el sistema recursos físicos para hacer llegar la señalización y el tráfico a las diversas interfaces (Iu, Iur, Iub, Uu) entre la red central y las estaciones móviles (UE), caracterizado el procedimiento porque incluye las etapas de: a) seleccionar un subconjunto del conjunto de contenidos de servicios en tiempo real con ancho de banda garantizado; b) reservar una cantidad de recursos físicos en la zona de servicio durante un período de interés definido como un tiempo durante el que contenido de servicios de dicho subconjunto podría transmitirse potencialmente con capacidad de uso preferente sobre la utilización de los recursos físicos reservados, habilitando de este modo el flujo continuo inmediato de servicios de difusión multidifusión multimedia, denominados IS- MBMS, que va a usarse por la red para transmitir contenido de servicios con máxima prioridad; c) transmitir, mediante la red, comunicados repetidos a la zona de servicio para informar a las estaciones móviles que están abonadas a servicios de difusión-multidifusión multimedia denominados MBMS, acerca de la disponibilidad de un contenido de servicios que pertenece al subconjunto seleccionado; d) transmitir mediante una o más de dichas estaciones móviles abonadas que están escuchando el comunicado una solicitud a la red para unirse a un grupo de solicitantes para el servicio comunicado; e) transmitir, mediante la red, un mensaje de notificación hacia las estaciones móviles que se unieron a ese grupo para dar información útil acerca de cómo recibir el servicio comunicado; f) usar los recursos físicos reservados para transmitir el contenido del servicio comunicado hacia las estaciones móviles que se unieron a dicho grupo, en una configuración de canal punto-a-multipunto en las células de la zona de servicio.

Description

Procedimiento para transmitir contenidos de servicios multimedia en las redes UMTS mediante multidifusión inmediata de un subconjunto de flujo continuo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de entrega de servicios a través de las redes UMTS (sistema universal de telecomunicaciones móviles, Universal Mobile Telecommunication System), y más precisamente a un procedimiento para transmitir contenidos de servicios multimedia en las redes UMTS mediante multidifusión inmediata de un subconjunto de flujo continuo.

Técnica anterior

El siguiente documento de 3GPP (3rd Generation Partnership Project) se considerará como técnica anterior pertinente en el campo de la invención:

[1] TS 22.146: "Multimedia Broadcast/Multicast Service; Stage 1".

[2] TS 25.346 (Release 6): "Introduction of the Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) in the Radio Access Network".

[3] TR 23.846: "Multimedia Broadcast Multicast Service; Architecture and Functional Description".

[4] TR 25.992: "Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS); UTRAN/GERAN Requeriments".

[5] R3-030464: "MBMS Service Scenarios"; 3GPP TSG-RAN3 Meeting #35. Seúl, Corea, 7 a 11 de abril de 2003.

Aparte de 3GPP, el siguiente documento titulado: "The Fantastic Multimedia System", autores Carl Fenger y Michael Elwood-Smith, versión 1.4, 31-5-2000, publicado en el sitio de Internet www.broadcast.com, constituye técnica anterior en el campo de la invención. Se describe una plataforma de software para distribuir contenidos multimedia. La arquitectura de plataforma puede dividirse en tres fases del modelo de difusión: Agregación, Difusión, y Consumo.

Según los protocolos y canales MBMS descritos en estos documentos, el paradigma MBMS se basa en la posibilidad de portar contenido valioso sobre canales de radio de multidifusión/difusión para servir a múltiples usuarios al mismo tiempo con la misma corriente de datos, minimizando por tanto el consumo de recursos de radio y red. Por medio de la técnica MBMS los contenidos de servicios se transfieren sólo en el sentido descendente del enlace: de la red al UE (equipo de usuario).

Se definen clases de calidad de servicio (QoS) UMTS diferentes en la norma TS 23.107 de 3GPP, concretamente: conversacional, de flujo continuo (streaming), interactiva y background. Las únicas clases que pueden aplicarse a las transmisiones MBMS son de flujo continuo y background, puesto que implican transferencia de datos sólo en el sentido descendente del enlace. Las clases de tráfico de flujo continuo y background son muy diferentes, e implican tipos de transportes muy diferentes. La clase de flujo continuo es parte de los servicios en tiempo real (RT, real time) con ancho de banda garantizado, por ejemplo: flujo continuo de audio-vídeo, en el que el retardo de baja transferencia no es un requisito muy restrictivo y puede producirse almacenamiento intermedio en el UE. La clase background es parte de los servicios no en tiempo real (NRT, not real time) y es insensible al retardo, por ejemplo: descarga de archivos, con la menor prioridad y sin ancho de banda garantizado.

Los contenidos de servicios MBMS pueden transmitirse o bien a través de un canal ptp (punto a punto) o a través de un canal ptm (punto a multipunto). Con ptp, se ocupa un canal para cada usuario, mientras que para ptm se ocupa un canal para todos los usuarios en la célula. En la normalización se distinguen zonas de no rastreo y de rastreo/cómputo. Las de no rastreo son zonas de concentración alta (por ejemplo estadios) en los que las transmisiones serán por configuración sólo ptm. En zonas de rastreo/cómputo los usuarios de MBMS se rastrean y/o contabilizan antes de la transmisión, para conocer cuántos están en cada célula para un servicio dado. El cómputo de los usuarios activos en zonas de rastreo/cómputo permite decidir si es mejor configurar un canal ptm, varios canales ptp o ningún canal. Se establece un umbral de conmutación entre ptp y ptm con este fin, éste podría ser de aproximadamente 8 usuarios.

Breve resumen del problema técnico

Debe observarse que la transferencia de datos MBMS debería en general tener lugar simultáneamente en cada célula para soportar movilidad de UE, pero esto requiere la disponibilidad de recursos en cada célula con este fin. La reserva de recursos en cada célula para MBMS se opone al concepto básico de clase de tráfico background, ya que la clase de tráfico background no tiene recursos garantizados. La reserva de recursos en cada célula para MBMS se opone un poco también a la idea básica de clase de tráfico de flujo continuo, ya que en la clase de tráfico de flujo continuo habitual el ancho de banda garantizado está limitado a una o unas pocas células (servicios dedicados), pero no cubre todas las zonas de servicio. Actualmente hay cierta confusión acerca de cómo se transportarán servicios MBMS de flujo continuo y background, y todavía no se ha completado la normalización pertinente. En particular, para soportar servicios de flujo continuo MBMS, no está claro si el operador estará dispuesto a rechazar a otros usuarios en RT para liberar recursos suficientes para MBMS en todas las células implicadas de la zona de servicio, o el operador comenzará a reservar recursos en todas las células en el momento en que el contenido de servicios esté disponible y esperará a que el recurso esté disponible en todas las células implicadas. En caso de que el recurso no esté disponible actualmente en algunas células (y en caso de que no pueda liberarse por otros medios como degradación de servicio) el sistema esperará un tiempo suficiente para que suficientes usuarios en RT hayan terminado con sus recepciones. Se hará referencia a este tiempo como "el tiempo de espera". Como la transmisión MBMS debe tener lugar simultáneamente en las diferentes células, el tiempo de espera para el servicio MBMS es el más largo entre los tiempos de espera de las diferentes células: el necesario en la célula de peor caso de toda la zona de servicio. Aunque las dos posibilidades anteriores (liberar/tiempo de espera) son aplicables a ambos casos de zonas de rastreo/no rastreo (en particular, se aplica al caso de zona de rastreo/cómputo, y al caso en el que la zona de servicio se compone de una mezcla de zonas de rastreo/cómputo y zonas de no rastreo), ninguna de las dos parece ser lo suficientemente buena para todos los tipos de servicios MBMS posibles. En el caso de liberar puede ser necesario rechazar a usuarios en RT con sesiones en curso, lo que genera insatisfacción del usuario. En el caso de tiempo de espera, debe esperarse un tiempo impredecible antes de la transmisión. Por supuesto, sería también posible un equilibrio entre tiempo de espera y necesidad de rechazar a otros usuarios en RT, lo que conduce a cierta insatisfacción del usuario para los usuarios en RT que se rechazan, y por ejemplo a retardo de algunos minutos para el tiempo de espera.

Además, el cómputo (y/o recuento) es un procedimiento que implica consumo de recurso y de tiempo en toda la zona de servicio, de modo la entrega de contenido de servicios se ralentiza en consecuencia (en caso de que el cómputo se realice justo antes de la transmisión, es decir cuando el contenido se hace disponible) o tiene lugar un consumo de recurso importante (en caso de que el operador quiera tener un conocimiento preventivo sobre cuál sería el mejor procedimiento de transmisión en cualquier momento incluso antes de la transmisión de servicio cuando el contenido de servicios no está disponible todavía, lo que implica cómputo/recuento en cualquier momento). El cómputo se menciona expresamente en los documentos mencionados, según se solicita en el mensaje de notificación transmitido antes de la transmisión de datos de servicio MBMS específicos. Las últimas solicitudes que surgieron de un proveedor de servicios MBMS (véase la referencia [5]) sugieren que la fase de cómputo sea obligatoria antes de la primera transferencia de datos para modo de multidifusión MBMS. En este caso la entrega de contenido se retrasa inevitablemente.

Objetivo de la invención

El objetivo principal de la presente invención es el de superar los inconvenientes de la técnica anterior para entregar servicios de flujo continuo MBMS a través de una red de radio móvil, tanto de la segunda como de la tercera generación indiferentemente, e indicar una técnica de transmisión más inteligente que las identificadas hasta ahora en normalización. Los operadores agradecerían mucho resultados positivos.

Sumario de la invención

Dichos objetivos se logran por medio del procedimiento reivindicado para transmitir contenidos de servicios multimedia a través de una red de radio móvil. La estrategia de transmisión de la invención va dirigida a un subconjunto de servicios MBMS en tiempo real, tal como la clase de QoS de flujo continuo, para la que el operador se beneficiaría de entrega de contenido inmediata. La multidifusión inmediata de dicho subconjunto de servicios en tiempo real se denominará de aquí en adelante "IS-MBMS" (Inmediate Streaming - MBMS, MBMS de flujo continuo inmediato). Servicios posibles son, por ejemplo: Noticias de última hora; Cotizaciones de Bolsa; un gol recién marcado en fútbol; etc.

De acuerdo con la estrategia IS-MBMS, se reserva una cierta cantidad de recursos para el servicio IS-MBMS en toda la zona de servicio durante un "período de interés", de forma que otros servicios en RT no pueden acceder a esos recursos. Es necesario que la capacidad reservada permita al menos la transmisión del IS-MBMS con QoS mínima (tasa de bits mínima). El período de interés es el tiempo durante el que los contenidos de servicios podrían transmitirse potencialmente para servicios IS-MBMS. El período de interés podría ser o bien estático (por ejemplo todo el día) o dinámico (en caso que se conozca la planificación y características de programas IS-MBMS), y la cantidad de recurso reservado podría variar a lo largo del tiempo. Un programa MBMS se concibe como el plan de servicios MBMS: definición de tiempos de disponibilidad de servicio y características esperadas de contenido, entrega de contenido o tasas de datos a lo largo del tiempo. Las dimensiones de la zona de servicio IS-MBMS es una opción del operador: por ejemplo, el operador podría decidir no incluir zonas rurales.

Los recursos que se reservan para servicios IS-MBMS están disponibles en cualquier caso para servicios en NRT cuando no se usan por IS-MBMS. Esto alivia los efectos de una reserva innecesaria de los recursos utilizables de otro modo por otros servicios. Como ejemplo, la capacidad reservada IS-MBMS podría ser aproximadamente un 10% de la capacidad de célula total (esto debería permitir al menos un servicio MBMS de 16 kbps). Esta capacidad podría de hecho usarse por IS-MBMS, o por servicios en NRT con prioridad inferior y la posibilidad de uso preferente por servicios IS-MBMS entrantes. La transmisión punto-a-multipunto de flujo continuo inmediato podría conducir a un uso innecesario del recurso durante un corto período (quizá hasta 20 segundos). Esto no está tan mal si se compara con los casos conocidos en los que los recursos deben reservarse en cualquier caso quizá durante minutos, debido al proceso iterativo de cómputo y al tiempo de espera.

Conforme a la estrategia de transmisión IS-MBMS llevada a cabo mediante el procedimiento de la presente invención, una transmisión punto-a-multipunto (ptm) se configura inmediatamente tras la disponibilidad del contenido de servicios que se notifica a los abonados MBMS mediante un mensaje de "notificación". Opcionalmente, durante el período que sigue al inicio de una nueva sesión de servicio MBMS podría tener lugar comprobación/cómputo de los usuarios para ver si hay usuarios de MBMS en la célula, y para ver si serían mejores otras técnicas de transmisión. La característica MBMS mínima ni siquiera podría implementar el cómputo sino sólo la comprobación para verificar si hay al menos un usuario MBMS, y por tanto no implementar la conmutación ptm/ptp sino sólo la ptm/-, en la que "-" significa "sin transmisión". Puesto que en la técnica conocida no se reserva una cierta cantidad de recursos en toda la zona de servicio para un subconjunto de servicios de flujo continuo, hasta ahora una se ha impedido rápida entrega de los servicios en RT. La entrega de contenido inmediata conseguida por la presente invención neutraliza el retardo en la entrega de contenido debido al procedimiento de cómputo, al menos para el subconjunto IS-MBMS. Puede realizarse en cualquier caso la comprobación/cómputo durante la entrega de contenido para decidir la mejor estrategia de transmisión.

Las transmisiones pueden continuar en paralelo en células diferentes, lo que conduce a continuidad de servicio. Esto podría aprovecharse finalmente de combinación suave autónoma (combinación de macrodiversidad en el UE de datos idénticos diferentes transmitidos desde células diferentes). Los servicios de flujo continuo MBMS normalmente no soportarán la técnica HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), puesto que las altas tasas de HSDPA normalmente no se garantizan para servicios de flujo continuo, además de que también el umbral de conmutación ptp/ptm depende de las capacidades HSDPA del UE. Al final, es probable que el punto de conmutación entre ptp y ptm sea aproximadamente de 2 usuarios para flujo continuo MBMS, de modo que configurar ptm es normalmente una buena suposición para flujo continuo MBMS. Esto podría ser especialmente cierto para operadores de 3ª generación que probablemente estén dispuestos a desplegar MBMS antes que HSDPA.

Ventajas de la invención

El procedimiento de la presente invención permite separar y entregar sin demora el contenido de un subconjunto seleccionado de servicios en RT de los otros MBMS basándose en recursos reservados en lugar de minutos de espera. La satisfacción de usuario se consigue de esta forma y también mejorará la imagen del operador. Por ejemplo, considerando dos usuarios con operadores diferentes, en los que el primer usuario recibe los servicios IS-MBMS (gol recién marcado) un minuto antes que los otros conectados a un operador MBMS convencional, obviamente el primero es mejor. Los proveedores de servicios podrían estar dispuestos a tener el servicio IS-MBMS y reconocerlo como una característica importante.

Breve descripción de los dibujos

Las características de la presente invención que se considera que son novedosas se exponen particularmente en las reivindicaciones adjuntas. La invención, junto con objetivos y ventajas adicionales de la misma, puede entenderse con referencia a la siguiente descripción detallada de una realización de la misma tomada en conjunción con los dibujos adjuntos dados únicamente con fines explicativos no limitativos y en los que:

- la figura 1 muestra una red UMTS parcial que se corresponde con una posible zona de servicio MBMS;

- la figura 2 muestra un diagrama de bloques general del sistema UMTS;

- la figura 3 muestra una línea de tiempo del procedimiento de entrega de contenido IS-MBMS de la presente invención.

Descripción detallada de una realización preferida de la invención

Con referencia a la figura 1 se observa una red UMTS parcial constituida por una red central CN y un territorio subdividido en células de servicio. La red central CN incluye un bloque SGSN (Serving GPRS Support Nodo, Nodo de soporte GPRS de servicio) conectado físicamente a varios bloques RNC (Radio Network Controller, controlador de red de radio,), cada uno de ellos conectado físicamente a una colección de bloques controlados denominada "nodo B" que se corresponde con estaciones base fijas dentro de células respectivas. Cada nodo B se conecta a través de radio con una pluralidad de estaciones móviles, también denominada equipo de usuario (UE). Se definen las siguientes interfaces: una interfaz Iu entre el SGSN y los RNC; una interfaz Iub entre el RNC y los Nodos B; y una interfaz Uu aérea entre el nodo B y el equipo de usuario UE. La red UMTS se subdivide en zonas de servicio contiguas, que incluye cada una varias células, el terminal móvil en estado de reposo puede rastrearse mediante mensajes de radiomensajería. Las portadoras necesarias para hacer llegar el enlace descendente de contenidos de servicios MBMS, con cuidado particular a los IS-MBMS, se asignan a las diversas interfaces. El grupo 3GPP en el ámbito de la ITU-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones) ha publicado un conjunto completo de especificaciones técnicas (TS) para la normalización de la red UMTS. La red UMTS comparte la red central GSM (Global System for Mobile Communications, sistema global para comunicaciones móviles) existente con el anexo GPRS (General Packet Radio Service, servicio general de radiocomunicación por paquetes).

La figura 2 muestra con mayor detalle el sistema UMTS de la figura 1. Con referencia a la figura 2 la red central CN se conecta a una red de acceso UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network, red de acceso de radio terrestre universal). Por motivos de simplicidad, no se representa una red de acceso GERAN (red de acceso de radio GSM/EDGE, donde EDGE significa Enhanced Data Rate for GSM Evolution, tasas de datos mejoradas para evolución GSM), también conectada a la red central CN. Sin limitación, el procedimiento de la invención puede aplicarse también a los servicios conmutados por circuitos. El sistema UMTS de la figura 2 se describe en las normas 23.002 (CN) y TS 25.401 (UTRAN). La red de acceso UTRAN incluye una pluralidad de bloques de nodo B y los controladores de RNC respectivos, así como las interfaces Iub y Uu. El nodo B incluye una estación base transceptora (BTS). Una estación UE móvil, incluye un equipo móvil ME con una tarjeta USIM (UMTS Subscriber Identity Module, módulo de identidad de abonado UMTS) respectiva. Sin limitación, un UE puede ser o bien de tipo norma única o multinorma. El RNC superior es un SRNC (Serving RNC, RNC de servicio) conectado a la red central CN por medio de una primera interfaz Iu(CS) conmutada por circuitos (CS) y una segunda interfaz Iu(PS) conmutada por paquetes (PS). El RNC situado debajo es un DRNC (Drift RNC, RNC de deriva) conectado al RNC superior por medio de una interfaz Iur interna. Cada una de las células de control de RNC se denomina CRNC y está interconectada con los otros tipos de RNC a través de la interfaz Iur. La UTRAN con los UE a los que se da servicio constituyen un subsistema de red de radio (Radio Network Subsystem, RNS) dado a conocer en la norma TS 23.110. La red central CN incluye los siguientes elementos de red: MSC/VLR (Visitor Location Register, Registro de ubicación de visitante), GMSC (Gateway MSC, MSC de pasarela), SGSN (Serving GPRS Support Node, Nodo de soporte GPRS servidor), y GGSN (Gateway GPRS Support Node, Nodo de soporte GPRS de pasarela). Por motivos de simplicidad no se indican otros elementos de red conocidos por las especificaciones 3GPP sino que se representan en general con un rectángulo discontinuo. Las siguientes interfaces son visibles dentro del bloque CN: E, Gn, y Gi. El RNC superior está interconectado con el bloque MSC/VLR a través de la interfaz Iu(CS) y con el nodo SGSN a través de la interfaz Iu(PS). El bloque GMSC está interconectado por un lado con el bloque MSC/VLR, a través de la interfaz E, y por el otro lado con una PSTN (Public Switched Telephone Network, red de telefonía pública conmutada) y una ISDN (Integrated Services Digital Network, Red digital de servicios integrados). El Nodo GGSN está interconectado por un lado con el nodo SGSN, a través de la interfaz Gn, y por el otro lado con una red IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet), a través de la interfaz Gi, y también con una red de conmutación por paquetes pública del tipo X.25.

En funcionamiento, el VLR mantiene registros de la ubicación individual de los móviles durante sus desplazamientos por la zona de cobertura; el MSC realiza: control de acceso, seguridad, encaminamiento, promueve traspasos externos y otras funciones de supervisión relacionadas con las llamadas. El nodo SGSN con la ayuda del MSC realiza operaciones similares para los paquetes, exceptuando traspaso pero con reselección de célula, y prevé la entrega de contenido MBMS. Dentro de la red de acceso UTRAN el SRNC tiene muchas tareas diferentes en el RNS, por ejemplo, es responsable de la administración de recursos de radio y el funcionamiento y mantenimiento (funcionalidad O&M) propios y de los nodos B conectados. Tal como se conoce, la arquitectura de protocolo general UMTS incluye protocolos de estrato de no acceso (NAS, Non-Access Stratum), por ejemplo: CM, MM, GMM, SM, SMS, y protocolos de estrato de acceso (AS), por ejemplo: protocolos de radio (TS 25.2xx, 25.3xx), protocolos Iu (TS 25.41x), y protocolos Iur/iub (TS 25.42x/25.43x). Los protocolos de radio y protocolos Iu se comunican con el NAS superior. Los protocolos NAS de capa superior manejan aspectos de control, por ejemplo: administración de movilidad (MM, Mobile Management), administración de conexión (CM, Connection Management), administración de sesión (SM, Session Management), y servicio de mensajes cortos (SMS, Short Message Service). Los protocolos de radio y protocolos Iu del estrato AS se usan para intercambiar datos de usuario e información de control entre la red central CN y los UE. Según la norma TS 25.401 de 3GPP, las estructuras de protocolo de las interfaces UTRAN Iu, Iur, e iub se diseñan en capas horizontales y planos verticales secantes, lógicamente independientes entre sí. Hay dos capas horizontales principales: la capa de red de radio, y la capa de red de transporte; y tres planos verticales: el plano de control, el plano de usuario, y el plano de control de red de transporte. Todos los asuntos relacionados con UTRAN se sitúan sólo en la capa de red de radio. La capa de red de transporte se usa para ofrecer tecnologías de transporte sin ningún requisito específico de UTRAN. El plano de control se usa para toda la señalización de control específica de UMTS. Esto incluye los protocolos de aplicación, es decir RANAP (Radio Access Network Application Part, parte de aplicación de red de acceso de radio), RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part, parte de aplicación de subsistema de red de radio), NBAP (Node B Application Part, parte de aplicación de nodo B) y la portadora de señalización para transportar los mensajes de protocolo de aplicación. El plano de usuario se usa para transportar todos los datos de usuario, por ejemplo datos MBMS, e incluye los flujos de datos y las portadoras de datos para los flujos de datos. Cada flujo de datos se caracteriza por uno o más protocolos de trama especificados para esas interfaces. El plano de control de red de transporte se usa para toda la señalización de control dentro de la capa de transporte. No contiene información de capa de red de radio y su aspecto central es la ALCAP (Access Link Control Application Part, parte de aplicación de control de enlace de acceso) usada para configurar la portadora de datos para el plano de usuario, según se describe en las normas TS 25.410, 430, y 430. Según la norma TS 25.301 de 3GPP, los protocolos de interfaz de radio se usan para la transferencia de datos de usuario y control entre el UE y UTRAN. La arquitectura del protocolo consiste en dos planos verticales: el plano de control y el plano de usuario que intersecan tres capas horizontales: L1, L2, y L3. El plano de control se usa para toda la señalización de control específica de UMTS. El plano de usuario se usa para transportar todos los datos de usuario, por ejemplo datos MBMS. La capa 1 (L1) más inferior es la PHY (Physical Layer, capa física). La capa 2 se subdivide en las siguientes subcapas: MAC (Medium Access Control, control de acceso al medio), RLC (Radio Link Control, Control de enlace de radio), PDCP (Packet Data Convergence Protocol, Protocolo de convergencia de datos por paquetes), y BMC (control de difusión/multidifusión, Broadcast/Multicast Control). Tanto MAC como RLC se usan para el plano de usuario y el plano de control. PDCP y BMC sólo están definidos para el plano de usuario. Sólo el protocolo RRC (Radio Resource Control, control de recursos de radio) está definido para la capa 3. El RRC está interconectado con los protocolos L1 y L2 para proporcionar servicios entre capas y control de configuración locales. La señalización NAS de capa superior, tal como: MM, CM, SM, y SMS se transmite de forma transparente entre UE y CN, por tanto no se encuentra en el alcance de los protocolos de interfaz de radio.

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Con referencia particular a la norma TS 25.346, una funcionalidad de multidifusión titulada "MAC m" se añade en la capa MAC (control de acceso al medio) del sistema UMTS de la figura 2 para introducir canales de transporte relacionados con MBMS. Se consideran dos canales lógicos para MBMS: MCCH (MBMS Control Channel, canal de control de MBMS) y MTCH (MBMS Traffic Channel, canal de tráfico de MBMS). El canal lógico MCCH se define como un canal de enlace descendente ptm para transferencia de información del plano de control entre la red y los UE en el RRC (control de recurso de radio) o bien en modos de reposo o conectado. La información del plano de control en este canal es específica de MBMS y se envía en una célula a los UE con un servicio MBMS activado (unido). El canal lógico MTCH se define como un enlace descendente ptm para transferencia de información del plano de usuario entre la red y los UE en modo o bien conectado RRC o bien de reposo. La información del plano de usuario en este canal es específica de MBMS y se envía en una célula a los UE con un servicio MBMS activado. La interrupción del protocolo de plano de usuario para el canal MTCH incluye una primera pila de protocolo CRNC que transmite hacia una segunda pila situada en el lado de UE. Las dos pilas incluyen (de arriba abajo): PDCP, RLC, y MAC. La pila en el lado de UE incluye además una capa PHY inferior para interrumpir las transmisiones desde el nodo B. Se requiere incluir en el PDCP las funcionalidades del MBMS.

Considerando las recepciones MBMS para diferentes estados/modos de RRC, el BCCH (Broadcast Control Channel, canal de control de difusión) contiene información relativa al MCCH, mientras que la última contiene información sobre el MTCH. En la recepción en modo de reposo, el UE deberá:

-

si el UE soporta MBMS y:

-

si el UE ha activado un servicio MBMS y este servicio está disponible en la célula en la que está situado el UE (es decir MTCH y MCCH están disponibles),

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actuar sobre los mensajes RRC recibidos en MCCH y:

\bullet

si el servicio MBMS requiere el establecimiento de una conexión RRC, informar a las capas superiores de que el servicio MBMS requiere el establecimiento de una conexión RRC,

\bullet

si el servicio MBMS no requiere el establecimiento de una conexión RRC,

\sqbullet

escuchar el canal de transporte común en el que se mapea el MTCH.

El modo conectado RRC para recepción MBMS se define para los estados siguientes: URA_PCH (User Registration Area Paging Channel, canal de radiomensajería de zona de registro de usuario), CELL_PCH, CELL_FACH (Forward Access Channel, canal de acceso directo), y CELL_DCH (Dedicated Channel, canal dedicado).

Es necesario que se proporcionen varias corrientes de señalización para la funcionalidad MBMS, por ejemplo entre: CN y CRNC; CRNC y SRNC; CRNC y UE; SRNC y UE. Las corrientes de señalización, y las portadoras implicadas, hacen llegar información MBMS a través de las: interfaces Iu, Iur, Iub, y Uu de la red UMTS de la figura 2. En cuanto a los contenidos de servicios, para cada servicio MBMS, se transfieren datos a través de un RAB (Radio Access Bearer, portadora de acceso de radio) MBMS entre el UE y el SGSN. Para cada servicio MBMS, se transfieren datos a través de una portadora Iu MBMS entre el RNC y el SGSN en toda la zona de servicio. Cada CRNC dentro de una zona de servicio MBMS mantendrá un contexto MBMS, concretamente una lista de UE en modo conectado que están presentes en cada célula del CRNC y que han activado un servicio MBMS (el indicado por su ID de servicio). Cada contexto MBMS CRNC se asocia con un ID de servicio MBMS. La lista incluirá al menos la U-RNTI (User Radio Network Temporary Identity, identidad temporal de red de radio de usuario) de los UE. En las especificaciones conocidas, el contexto MBMS CRNC se establece cuando se establece la portadora Iu MBMS entre el RNC y el SGSN para un servicio MBMS específico (no por cada UE individualmente). En cuanto a corrientes de señalización para MBMS, se prevén los siguientes procedimientos:

\bullet

Establecimiento de contexto de servicio. Se proporciona una corriente de señalización entre CN y CRNC para manejar MBMS a los UE en modo o bien de reposo o bien conectado. La corriente de señalización se inicia normalmente cuando se crea un servicio MBMS. La información de zona de servicio de multidifusión/difusión podría incluir una zona de servicio en la que hayan de rastrearse (contabilizarse) los UE, y/o una zona de servicio en la que esto no se requiera.

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Conmutación de tipo de canal de ptm a ptp sobre interfaz Uu. Entre SRNC y UE se configuran mediante el SRNC una conexión RRC y portadoras de radio a un UE específico. El elemento CRNC es responsable de la decisión relativa a tener transmisión ptm o transmisión no ptm en una célula para un servicio MBMS específico, un procedimiento de rastreo/cómputo puede habilitarse con este fin. El CRNC informa a todos los SRNC que tienen UE en esa célula acerca de su decisión.

Las corrientes de señalización de los siguientes procedimientos son aplicables sólo para manejar MBMS a los UE en modo conectado.

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Conexión MBMS sobre Iur. El fin de esta corriente de señalización es permitir al CRNC que añada un nuevo UE al número total de UE en una célula dada usando un servicio MBMS. La corriente de señalización se inicia cuando un UE con un servicio MBMS en curso entra en una célula nueva controlada por el CRNC.

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Desconexión MBMS sobre Iur. El fin de esta corriente de señalización es permitir al CRNC disminuir el número total de UE que reciben un servicio MBMS en una célula dada. La corriente de señalización se inicia cuando un UE con un servicio MBMS en curso abandona una célula controlada por el CRNC.

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Inicio de transmisión ptm MBMS sobre Iur. El fin de esta corriente de señalización es que el CRNC informe al SRNC de cuándo se entrega un servicio MBMS sobre un canal de transporte común en una célula bajo el CRNC para un UE conectado al SRNC.

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Interrupción de transmisión ptm MBMS sobre Iur. El fin de esta corriente de señalización es que el CRNC informe al SRNC de cuándo no se entrega un servicio MBMS sobre un canal de transporte común en una célula bajo el CRNC para un UE conectado al SRNC.

Las siguientes definiciones tomadas de la norma TR 25.992 de 3GPP ayudan a la comprensión de la siguiente descripción. El término MBMS usado en las definiciones se concibe para abarcar un subconjunto que incluye los servicios de MBMS de flujo continuo inmediato (IS-MBMS) de la presente invención.

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Modo difusión: La parte de MBMS que soporta servicios de difusión.

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Cómputo: ésta es la función que realiza UTRAN cuando desea identificar el número de abonados de multidifusión (todos los abonados que se han unido, o sólo por encima de un "umbral") en una célula particular, que desean recibir una sesión de multidifusión para un servicio particular.

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Sesión MBMS (difusión/multidifusión): una recepción continua y limitada en el tiempo de un servicio de difusión/multidifusión mediante el UE. Un único servicio de difusión/multidifusión sólo puede tener en cualquier momento una sesión de difusión/multidifusión. Un servicio de difusión/multidifusión puede consistir en múltiples sesiones de difusión/multidifusión sucesivas.

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Difusión multimodo: la parte de MBMS que soporta multiservicios de difusión.

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Activación de difusión MBMS: el proceso que habilita la recepción de datos de un modo de difusión MBMS específico en un UE. De este modo el usuario habilita la recepción localmente en el UE.

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Activación de multidifusión MBMS (Unión): la señalización UE a red punto-a-punto explícita, que permite a un UE hacerse miembro de un grupo de multidifusión y así comenzar a recibir datos de un servicio de multidifusión MBMS específico (cuando los datos se hacen disponibles).

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Notificación MBMS: el mecanismo, que informa a los UE acerca de la disponibilidad o próxima disponibilidad de un contenido de servicios RAB MBMS específico en una célula dada.

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Comunicados/Descubrimiento de servicios: los mecanismos deberían permitir a los usuarios solicitar o estar informados acerca de la variedad de servicios MBMS disponible. Los operadores/proveedores de servicios pueden considerar varios mecanismos de descubrimiento de servicios. Éstos podrían incluir mecanismos estándar tales como SMS, o dependiendo de la capacidad del terminal, aplicaciones que animen al usuario a preguntar.

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Rastreo: ésta es una función que permite que UTRAN siga la movilidad de abonados de multidifusión. Intrínsecamente puede usarse como un medio de contabilizar abonados de multidifusión.

La figura 3 muestra una línea de tiempo de la entrega de contenido IS-MBMS de acuerdo con el procedimiento de la presente invención. En la introducción se dan ejemplos de servicios IS-MBMS posibles. Con referencia a la figura 3, se observa que la cadena de los eventos se inicia en un punto de la línea de tiempo denominado "Comunicado de iniciar servicio 1" y se interrumpe en un punto denominado "Comunicado de detener servicio 1". Entre estos dos puntos se indican secuencialmente otros puntos de tiempo importantes. En el comienzo de la línea de tiempo se inicia una primera sesión para el servicio 1. Después de iniciar la sesión, se realizan secuencialmente algunas fases de transferencia de datos MBMS hasta que se termina la sesión 1 para el servicio 1. Tras un cierto retardo se inicia una sesión 2 para el servicio 1 y las fases de transferencia de datos se repiten hasta que termina la sesión 2. Lo mismo sucede para todas las posibles sesiones de servicio 1. Tras un cierto retardo desde que se detuvo la última sesión, la línea de tiempo representada alcanza el comunicado de detener servicio 1. En la parte inferior de la figura 3 se indican puntos de tiempo e intervalos principales con letras mayúsculas, como en lo siguiente:

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la letra A indica el intervalo entre el comunicado de iniciar servicio 1 y el primer inicio de sesión;

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la letra B indica el punto inicial de la sesión 1 para servicio 1;

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la letra C indica el punto inicial de la primera transferencia de datos;

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la letra D indica la primera parada de sesión.

El tiempo entre los comunicados de iniciar y detener servicio se denomina "disponibilidad de servicio". Durante el tiempo de disponibilidad de servicio, se identifica un "período de interés" como el tiempo durante el que los datos podrían transmitirse potencialmente para IS-MBMS. Este período podría ser estático (incluso todo el día) o dinámico, en caso de conocer la planificación de programas IS-MBMS. En cada célula de la zona de servicio se reserva una cantidad de recursos para IS-MBMS para el período de interés, dependiendo la cantidad de la planificación de programas IS-MBMS y del estado de recursos de célula. Un programa MBMS es el plan de servicios MBMS que define los tiempos de disponibilidad de servicio y las características esperadas de contenido, entrega de contenido o tasas de datos a lo largo del tiempo. Los recursos físicos UMTS están constituidos por diferentes combinaciones de frecuencia, ranura de tiempo, y código de ensanchamiento. Es necesario que la capacidad reservada permita al menos la transmisión del IS-MBMS con QoS mínima (tasa de bits mínima). Los recursos reservados IS-MBMS no pueden usarse para asignar otros servicios en RT nuevos, pero pueden usarse para transmitir otros contenidos de servicios NRT cuando IS-MBMS no los usa. Sin embargo, IS-MBMS tendrá la mayor prioridad y capacidad de uso preferente sobre la utilización de este recurso. Esto garantizaría aún la precedencia de los servicios en RT excepto de IS-MBMS en casi todos los recursos restantes.

Durante el intervalo A de tiempo los usuarios en la zona de servicio MBMS escuchan el comunicado de la oportunidad de conseguir el servicio 1, que pertenece al subconjunto IS-MBMS. Las dimensiones de la zona de servicio IS-MBMS son una opción del operador: por ejemplo, el operador podría decidir no incluir zonas rurales. En consecuencia para el comunicado, varios usuarios IS-MBMS abonados pueden entrar en modo conectado para unirse a un grupo de usuarios destinatarios del servicio. El RNC afectado establecerá una conexión de señalización Iu MBMS y creará el contexto MBMS en el RNC. Además, la red podría empezar a mantener el rastro de los usuarios unidos, por ejemplo, manteniendo conexiones ficticias en las células (rastreo). Si no estos usuarios deberían volver a modo de reposo y la red ya no conocería sus posiciones (en modo de reposo la posición del UE se conoce sólo en la zona de encaminamiento que incluye muchas células). Las conexiones ficticias no implican sesiones activas y los recursos ocupados son mínimos pero podrían ocuparse durante mucho tiempo y podría implicar el uso de señalización innecesaria. Según un procedimiento denominado enlazamiento RAB, la red mantiene a los solicitantes MBMS en modo conectado para conocer cuántos son y tomar decisiones futuras sobre la mejor estrategia para entregar el servicio. Los usuarios que se mantienen en modo conectado (aparte de URA_PCH) piden la actualización de célula cuando se cambia de célula, pero esto no se requiere siempre para MBMS puesto que en las células entrantes el número de usuarios en modo conectado podría ser lo bastante grande y se sugiere al usuario entrante que vuelva a modo de reposo. En este caso cuando el usuario en reposo cruza el límite de la célula la red pierde definitivamente su posición. Debido a la incertidumbre de la posición de los usuarios, el enlazamiento RAB no es completamente fiable para rastrear a los solicitantes de servicios IS-MBMS (o MBMS) en las diversas células y se necesita un cómputo, o recuento. El cómputo preventivo antes del inicio del servicio IS-MBMS es una operación costosa en términos de tiempo y recursos, puesto que se necesita radiomensajería y deben tomarse algunas precauciones para evitar la congestión del canal de flujo ascendente debido a posibles respuestas simultáneas de los usuarios. Otro inconveniente de mantener el enlazamiento RAB activo durante todo el intervalo A de tiempo es que muchos usuarios deben mantenerse innecesariamente en modo conectado durante un largo tiempo (la duración del intervalo A de tiempo podría prolongarse incluso un día).

La posición asumida por el procedimiento de la invención es la de dejar que los usuarios de IS-MBMS se pongan en modo de reposo tras unirse a un servicio IS-MBMS. El enlazamiento RAB debe considerarse como opcional durante el intervalo A de tiempo. Los contextos IS-MBMS por servicio, por célula, se crean cuando los UE se unen al servicio. Asimismo el cómputo preventivo es innecesario o debe considerarse como completamente opcional para la invención.

Antes del inicio de la primera sesión para el servicio 1 la red comprueba si hay recursos suficientes reservados para entregar el servicio, puesto que los recursos podrían estar ocupados por uno o más de otros servicios IS-MBMS que estén ejecutándose en paralelo. Si no hay recursos suficientes, es necesario o bien esperar a que los otros servicios finalicen, o bien intentar reservar más recursos para IS-MBMS dependiendo de las decisiones del operador. En el punto B de inicio de sesión la red transmite sobre las interfaces Iu y Uu un mensaje de notificación hacia los usuarios abonados que se unieron al servicio 1 para informarles acerca de la disponibilidad del contenido de servicios. La notificación implica una acción de radiomensajería sobre la interfaz Uu hacia los UE que se han unido. El mensaje de notificación incluye el Id de servicio y los parámetros de portadora de radio (RB) que se necesitan para descodificar los datos transmitidos. Cuando se completa el procedimiento de radiomensajería se inicia inmediatamente una transmisión de multidifusión para el contenido de servicio 1 sobre un canal ptm en el punto C de tiempo, incluso si hay "cero destinatarios" en la célula. La transmisión puede continuar en paralelo en células diferentes, lo que conduce a continuidad de servicio. Esto podría finalmente aprovecharse de combinación suave autónoma (combinación de macrodiversidad en el UE de diferentes datos idénticos transmitidos desde células diferentes). Por motivos de completitud, se ha propuesto al 3GPP un mecanismo alternativo al enlazamiento RAB en el punto B de inicio de sesión mediante un proveedor de servicios MBMS. El mecanismo propuesto es el que el Nodo RNC determine, basándose en estrategias RRM locales, se solicita el número de UE que se necesita mantener en modo conectado, y conexiones RRC pertinentes para estos UE. De acuerdo con el procedimiento de la invención, los UE pueden enviarse en modo conectado durante toda la disponibilidad de servicio entre el comunicado de iniciar servicio 1 y el fin de comunicado de o bien última sesión o bien detener servicio 1. Más precisamente: antes de la primera sesión, durante toda la sesión, y entre sesiones. Esto puede depender de la duración del servicio, de la movilidad de los UE en modo conectado, y otros criterios específicos de implementación. Por ejemplo, si el RNC recibe la indicación de que la sesión entrante contiene sólo un videoclip corto, entonces una implementación de RNC razonable no requerirá enviar los UE en modo conectado puesto que se espera que la movilidad de los UE no cambie en este corto tiempo. Sin embargo, si se espera que la sesión sea "bastante larga" el RNC comenzará a enviar los UE a modo conectado. En cuanto al enlazamiento RAB, ni siquiera el modo conectado RRC es indispensable antes de iniciar la primera transmisión IS-MBMS. La continuidad y el establecimiento de conexiones RRC dedicadas es también opcional en cuanto al IS-MBMS.

En el punto C de tiempo se establece la portadora de acceso de radio IS-MBMS, es decir, se reservan recursos dentro de la UTRAN en ambas interfaces Iu y Uu (e Iub) para flujos de transmisión pertinente. En el punto C de tiempo se han señalizado a los usuarios los parámetros para la portadora de radio. En este punto en el tiempo se inicia la primera transferencia de datos IS-MBMS. Las transferencias de datos se repiten hasta que se detiene la primera sesión para el servicio 1. En el punto D de tiempo se notifica a los UE en la primera parada de sesión y los recursos involucrados se liberan para el servicio 1, y continúan estando reservados para IS-MBMS. Pasado un cierto tiempo, se inicia de nuevo una sesión 2 para el servicio 1, y así sucesivamente hasta que el tiempo de disponibilidad del servicio 1 concluya. Cuando esto sucede, el mensaje "comunicado de detener servicio 1" se transmite mediante la red. A partir de este momento en adelante los UE no pueden solicitar el servicio 1 a menos que se reciba un nuevo comunicado pertinente. Servicios MBMS diferentes pueden continuar en paralelo (por ejemplo servicio 1 y servicio 2) y las líneas de tiempo respectivas pueden solaparse en tiempo. Los servicios en NRT pueden asignarse a los recursos reservados IS-MBMS cuando el recurso no está siendo ocupado por IS-MBMS.

La red, durante una sesión de transferencia de datos IS-MBMS, puede ejecutar procedimientos específicos (como comprobación, cómputo, recuento o rastreo) para optimizar la utilización de recurso IS-MBMS de flujo descendente.

Claims (11)

1. Procedimiento para transmitir contenidos de servicios con calidad de servicio y componentes de medios diferentes desde una red central (CN) de un sistema de telefonía celular hacia una pluralidad de estaciones móviles que pueden rastrearse en una zona de servicio, los contenidos de servicios comprenden un conjunto de contenidos de servicios en tiempo real con ancho de banda garantizado y empleando el sistema recursos físicos para hacer llegar la señalización y el tráfico a las diversas interfaces (Iu, Iur, Iub, Uu) entre la red central y las estaciones móviles (UE), caracterizado el procedimiento porque incluye las etapas de:

a)

seleccionar un subconjunto del conjunto de contenidos de servicios en tiempo real con ancho de banda garantizado;

b)

reservar una cantidad de recursos físicos en la zona de servicio durante un período de interés definido como un tiempo durante el que contenido de servicios de dicho subconjunto podría transmitirse potencialmente con capacidad de uso preferente sobre la utilización de los recursos físicos reservados, habilitando de este modo el flujo continuo inmediato de servicios de difusión multidifusión multimedia, denominados IS-MBMS, que va a usarse por la red para transmitir contenido de servicios con máxima prioridad;

c)

transmitir, mediante la red, comunicados repetidos a la zona de servicio para informar a las estaciones móviles que están abonadas a servicios de difusión-multidifusión multimedia denominados MBMS, acerca de la disponibilidad de un contenido de servicios que pertenece al subconjunto seleccionado;

d)

transmitir mediante una o más de dichas estaciones móviles abonadas que están escuchando el comunicado una solicitud a la red para unirse a un grupo de solicitantes para el servicio comunicado;

e)

transmitir, mediante la red, un mensaje de notificación hacia las estaciones móviles que se unieron a ese grupo para dar información útil acerca de cómo recibir el servicio comunicado;

f)

usar los recursos físicos reservados para transmitir el contenido del servicio comunicado hacia las estaciones móviles que se unieron a dicho grupo, en una configuración de canal punto-a-multipunto en las células de la zona de servicio.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ancho de banda de los recursos reservados permite transmitir el servicio comunicado con al menos la tasa de bits mínima.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los recursos reservados pueden usarse por la red para transmitir contenidos de servicios no en tiempo real con prioridad inferior y ancho de banda no garantizado cuando no se usan para transmitir contenidos de servicios de dicho subconjunto.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante dicho período de interés para la disponibilidad de servicio, servicios en curso de dicho subconjunto tienen precedencia sobre otros servicios en tiempo real del mismo subconjunto cuyos contenidos es necesario transmitir.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la transmisión punto-a-multipunto se inicia en la etapa f) aunque haya cero destinatarios en la célula para el servicio comunicado.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de servicios se transmite en paralelo en diferentes células y las estaciones móviles son libres de combinar datos idénticos transmitidos desde diferentes células.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho período de interés es fijo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores exceptuando la anterior, caracterizado porque dicho período de interés está planificado dinámicamente basándose en una planificación de servicios.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad de recurso reservado en las diferentes células de la zona de servicio se hace variar a lo largo del tiempo según la planificación de servicios y el estado de recursos de célula.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la red durante la entrega de contenido de servicios en la etapa f), para cada célula implicada, lleva a cabo las etapas de:

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contabilizar los usuarios abonados que se unieron al servicio del contenido transmitido;

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comparar el resultado del cómputo con un umbral fijo configurado anteriormente para discriminar entre la idoneidad de transmitir sobre un canal bien punto-a-multipunto o bien punto-a-punto;

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conmutar hacia el canal punto-a-punto si se han unido usuarios pero el resultado del cómputo es inferior al umbral;

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terminar la transmisión si no se han unido usuarios.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores exceptuando la anterior, caracterizado porque la red paralela a la entrega de contenido de servicios en la etapa f), para cada célula implicada, lleva a cabo las etapas de:

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comprobar si se han unido usuarios;

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conmutar desde el canal punto-a-multipunto a no transmisión en caso de que no se hayan unido usuarios.