ES2326961T3 - Reduccion de latencia de establecimiento de llamadas por encapsulacion de mensajes de señalizacion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para el establecimiento de llamadas en un sistema (100) de comunicación inalámbrica, que comprende: encapsular una pluralidad de mensajes (M1; M2) de señalización para formar un mensaje encapsulado (M1 + M2); y transmitir el mensaje encapsulado (2106); caracterizado porque el número de mensajes de señalización a encapsular se determina basándose en una tasa de errores de trama admisible del mensaje encapsulado.
Description
Reducción de latencia de establecimiento de
llamadas por encapsulación de mensajes de señalización.
La presente invención se refiere, en general, a
la comunicación y, más específicamente, a un procedimiento y
aparato novedosos y mejorados para la reducción de la latencia del
establecimiento de una llamada en un sistema de comunicación
inalámbrica.
Los sistemas de comunicación inalámbrica están
extensamente desplegados para proporcionar diversos tipos de
comunicación, tal como la voz, los datos y demás. Estos sistemas
pueden basarse en el acceso múltiple por división de código (CDMA),
el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) o algunas otras
técnicas de modulación. Un sistema CDMA proporciona ciertas
ventajas sobre otros tipos de sistemas, incluyendo una capacidad
aumentada del sistema.
Un sistema CDMA puede diseñarse para brindar
soporte a uno o más estándares de CDMA, tales como (1) el
"Estándar de Compatibilidad entre Estación Móvil y Estación Base
TIA/EIA/95-B para un Sistema Celular de Espectro
Extendido de Banda Ancha de Modalidad Dual" (el estándar
IS-95), (2) el estándar ofrecido por un consorcio
llamado "Proyecto de Sociedad de 3ª Generación" (3GPP), y
realizado en un conjunto de documentos que incluyen los Documentos
con números 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 y 3G TS 25.214
(el estándar W-CDMA), (3) el estándar ofrecido por
un consorcio llamado "Proyecto 2 de Sociedad de 3ª Generación"
(3GPP2) y realizado en un conjunto de documentos que incluyen
"C.S0002-Un Estándar de Capa Física para Sistemas
de Espectro Extendido cdma2000", el "Estándar de Señalización
de Capa Superior (Capa 3) C.S0005 para Sistemas de Espectro
Extendido cdma2000" y la "Especificación de Interfaz Aérea de
Datos en Paquetes de Alta Velocidad C.S0024 cdma2000" (el
estándar cdma2000) y (4) algunos otros estándares. Estos estándares
mencionados se incorporan a la presente por referencia.
El establecimiento de llamada es el proceso de
establecer canales físicos dedicados y negociar parámetros de
configuración de servicio entre una estación móvil y una estación
base, a fin de que la comunicación pueda tener lugar. Los
procedimientos de establecimiento de llamada se dividen en dos
clases. El establecimiento de llamada originado por una estación
móvil ocurre cuando una estación móvil hace una llamada. El
establecimiento de llamada terminado en una estación móvil ocurre
cuando se hace una llamada a la estación móvil.
Los procedimientos de establecimiento de llamada
involucran la señalización entre un centro de conmutación móvil
(MSC) o nodo de servicio de datos en paquetes (PDSN), una o más
estaciones base (BS) y una estación móvil (MS). Como se utiliza
aquí, el término estación base puede emplearse intercambiablemente
con el término punto de acceso. El término estación móvil puede
utilizarse intercambiablemente con los términos unidad del abonado,
estación del abonado, terminal de acceso, terminal remoto, u otros
términos correspondientes conocidos en la técnica. El término
estación móvil abarca las aplicaciones inalámbricas fijas. Las
señales desde la estación móvil se conocen como el enlace inverso,
el canal inverso, o el tráfico inverso. Las señales a la estación
móvil se conocen como el enlace directo, el canal directo o el
tráfico directo.
La Fig. 1 ilustra un procedimiento de
establecimiento de llamada originado en una estación móvil, según lo
definido en la Versión A del estándar cdma2000. En la etapa 1, la
estación móvil envía un Mensaje 1 de Origen a la estación base.
Este mensaje indica a la red que el usuario de la estación móvil
quiere hacer una llamada. Contiene dígitos marcados y un número de
opción de servicio para indicar el tipo de llamada (es decir, voz,
datos, etc.). Una lista de señales piloto desde las estaciones base
vecinas, que han sido recibidas en la estación móvil con la
suficiente potencia, se incluyen también en este mensaje, de modo
que la estación base pueda determinar qué pilotos incluir en el
conjunto activo.
En la etapa 2, al recibir con éxito el Mensaje 1
de Origen, la estación base envía una Orden 2 de Acuse de Recibo de
Estación Base a la estación móvil. Este mensaje acusa recibo del
Mensaje 1 de Origen.
En la etapa 3, la estación base envía un Mensaje
3 de Solicitud de Servicio de Gestión de Conexión (CM) al MSC, que
provoca que el MSC establezca la llamada. Este mensaje contiene
información relevante recibida desde la estación móvil en el
Mensaje 1 de Origen.
El MSC responde con un Mensaje 4 de Solicitud de
Asignación a la estación base en la etapa 4. Este mensaje indica a
la estación base que configure el canal de radio. Sin embargo, la
estación base tiene la opción de configurar el canal de radio en
cuanto se recibe el Mensaje 1 de Origen.
Observe que en esta figura, así como en aquellas
figuras descritas más adelante, el orden en que se entrega el
Mensaje 4 de Solicitud de Asignación desde el MSC a la estación
base, con respecto a otras entregas de mensajes, es algo flexible.
Hay reglas que limitan esa flexibilidad. El Mensaje 4 de Solicitud
de Asignación se enviará desde el MSC a la estación base después de
que el MSC reciba el Mensaje 3 de Solicitud de Servicio CM (para el
establecimiento de llamada originado por la estación móvil) o el
Mensaje 25 de Respuesta de Paginación (para el establecimiento de
llamada terminado por la estación móvil, descrito más adelante). El
Mensaje 4 de Solicitud de Asignación llega antes de que la estación
base envíe el Mensaje 10 de Conexión de Servicio a la estación
móvil, descrito más adelante.
En la etapa 5, la estación base envía un Mensaje
5 de Asignación de Canal a la estación base. El estándar también
define un Mensaje Extendido de Asignación de Canal. Según se define
aquí, el Mensaje 5 de Asignación de Canal representa a cualquiera
de ambos mensajes. Este mensaje asigna un canal físico dedicado a la
estación móvil con el fin de llevar el tráfico de usuario asociado
a la llamada. Incluye la información relevante para todos los
pilotos en el conjunto activo de la estación móvil. Después de esta
etapa, la estación móvil ingresa al estado 450 de tráfico. Un
diagrama de estados, que incluye ese estado, y otros, se detalla más
adelante con referencia a la Fig. 4.
En la etapa 6, al recibir el Mensaje 6 de
Asignación de Canal, y después de recibir dos tramas buenas
consecutivas por el enlace directo, la estación móvil envía un
preámbulo a la estación base, para ayudar a la estación base a
adquirir las señales del enlace inverso desde la estación móvil. Una
vez que se ha adquirido el enlace inverso, la estación base envía
la Orden 7 de Acuse de Recibo de Estación Base a la estación móvil
en la etapa 7. Al recibir la Orden 7 de Acuse de Recibo de Estación
Base, la estación móvil envía la Orden 8 de Acuse de Recibo de
Estación Móvil a la estación base en la etapa 8, para indicar que la
estación móvil ha adquirido el enlace directo transmitido por la
estación
base.
base.
Ahora los canales físicos dedicados se han
configurado exitosamente. En la etapa 9, tiene lugar un
procedimiento de negociación de servicio entre la estación móvil y
la estación base, a fin de determinar el formato de la
transferencia de información. Los ejemplos de los elementos
negociados incluyen la velocidad de tramas, el tipo de trama, las
velocidades de transmisión y el tipo de tráfico (es decir, voz o
datos, velocidad de codificador de voz, si corresponde). Algunos
elementos son especificados por la estación base y, por lo tanto, no
negociables (p. ej., la correspondencia de canales lógicos con
canales físicos). La negociación puede involucrar intercambios
múltiples de Mensajes de Solicitud de Servicio y Mensajes de
Respuesta de Servicio entre la estación móvil y la estación base.
La información intercambiada está contenida en un registro de
información de Configuración de Servicio. El mensaje de negociación
final enviado, en la etapa 10, es un Mensaje 10 de Conexión de
Servicio desde la estación base a la estación móvil. Se envían
tanto el registro de información de Configuración de Servicio como
un registro de información de Configuración No Negociable de
Servicio. El estándar también permite que se envíe el Mensaje de
Dirección General de Traspaso o el Mensaje de Dirección Universal de
Traspaso, en lugar del Mensaje de Conexión de Servicio, en
situaciones donde se hace necesario un traspaso de radio mientras
la negociación del servicio está en marcha.
En algunos casos la negociación del servicio,
etapa 9, puede evitarse. Si la estación móvil ha de utilizar una
configuración de servicio previamente almacenada, la estación base
sencillamente envía un Mensaje 10 de Conexión de Servicio, etapa
10, con una indicación para utilizar la configuración de servicio
previamente almacenada. En el estándar, esto corresponde a fijar el
indicador USE_OLD_SERV_CONFIG en "01".
En la etapa 11, al recibir el Mensaje 10 de
Conexión de Servicio, la estación móvil envía un Mensaje 11 de
Finalización de Conexión de Servicio a la estación base, para
indicar que ha aceptado la configuración de servicio propuesta. Al
recibir el Mensaje 11 de Finalización de Conexión de Servicio, en la
etapa 12, la estación base envía un Mensaje 12 de Asignación
Completa al MSC, para indicar que la estación base ha establecido
exitosamente la llamada.
Después de la etapa 10, el Mensaje 10 de
Conexión de Servicio, la configuración de servicio especificada por
el mensaje entra en efecto. Ahora el establecimiento de llamada está
completo y el tráfico de usuario (es decir, voz o datos) entre la
estación móvil y la estación base puede fluir. El tráfico fluirá
entre la estación base y el MSC (para llamadas de voz) o entre la
estación base y el PDSN (para llamadas de paquetes de datos)
después de la etapa 12, el Mensaje 12 de Asignación Completa.
La Fig. 2 ilustra un procedimiento de
establecimiento de llamada terminado por una estación móvil, según
se define en la Versión A del estándar cdma2000. Primero, el MSC
envía un Mensaje 21 de Solicitud de Paginación a la estación base,
para indicar que una llamada está entrando a la estación móvil.
Segundo, se envía un Mensaje 22 de Paginación General desde la
estación base a la estación móvil. El estándar también identifica un
Mensaje de Paginación Universal, cuya función es similar a la del
Mensaje 22 de Paginación General, y este último término se empleará
en adelante para indicar cualquiera de ambos mensajes. Este mensaje
puede enviarse sobre uno o más sectores. Este mensaje indica a la
estación móvil que está recibiendo una llamada, y el número de
Opción de Servicio correspondiente a la
llamada.
llamada.
Tercero: al recibir el Mensaje 22 de Paginación
General, la estación móvil envía un Mensaje 23 de Respuesta de
Paginación a la estación móvil, incluyendo la lista de pilotos,
similar la descrita en el Mensaje 1 de Origen anterior, de forma
tal que la estación base pueda determinar el conjunto activo
adecuado. Cuarto: al recibir con éxito el Mensaje 23 de Respuesta
de Paginación, la estación base envía una Orden 2 de Acuse de
Recibo de Estación Base a la estación móvil, como se describe en la
etapa 2 con respecto a la Fig. 1 anterior. Este mensaje acusa
recibo del Mensaje 23 de Respuesta de Paginación.
Quinto: la estación base envía un Mensaje 25 de
Respuesta de Paginación al MSC, lo que provoca que el MSC
establezca la llamada. Las etapas posteriores mostradas en la Fig. 2
corresponden a las etapas y mensajes análogamente numerados,
descritos en las anteriores etapas 4 a 12 con respecto a la Fig.
1.
El documento EP 0 923 211 A2 se refiere a una
red TCP/UDP/IP basada en paquetes, donde varias llamadas se
multiplexan sobre una única conexión.
Cada etapa en los procedimientos de
establecimiento de llamada recién descritos contribuye a la latencia
del establecimiento de llamada. La latencia del establecimiento de
llamada, o el tiempo requerido para establecer una llamada, es un
parámetro de creciente importancia en el diseño de sistemas
inalámbricos, según el uso de datos deviene más prevaleciente. Los
sistemas modernos de comunicación inalámbrica de datos ofrecen
conectividad "siempre activa". Como saben aquellos versados en
el diseño de redes conmutadas por paquetes, la conectividad
"siempre activa" no significa que un canal físico esté
permanentemente dedicado a un usuario específico. Esto sería
ineficiente en términos de ancho de banda, y de improbable
efectividad en términos de coste para los abonados. En cambio,
cuando una estación móvil participa en comunicaciones de datos, se
establece una llamada para permitir que se transmitan uno o más
paquetes, luego la llamada se desmantela para liberar el canal para
otro usuario. En una típica sesión de comunicación de datos, las
llamadas se establecerán y se desmantelarán repetidamente, con
presencia de latencia de establecimiento de llamada durante cada
llamada. Naturalmente, la disminución de la latencia de la llamada,
siendo asimismo importante en las comunicaciones de voz, es muy
importante para brindar una experiencia estimulante como usuario al
usuario de datos inalámbricos.
Cada etapa anteriormente descrita introduce
latencia, debido, en parte, al tiempo requerido para transmitir
cada mensaje, y debido, en parte, al tiempo de procesamiento
requerido para recibir cada mensaje y determinar la etapa siguiente
más adecuada. Además, gran parte de la señalización del
establecimiento de llamada ocurre en canales comunes que son
compartidos por un buen número de estaciones móviles y una estación
base. Como tal, se introduce un componente de la latencia del
establecimiento de llamada cuando una estación móvil debe realizar
intentos repetidos para obtener acceso al canal común (conocido como
el canal de acceso). Además, puede ocurrir que un mensaje para una
estación móvil específica tenga que ser encolado con mensajes para
otras estaciones móviles, otra fuente más de latencia al realizar
las etapas anteriormente descritas. Por lo tanto, reducir el número
de etapas en el procedimiento de establecimiento de llamada es un
medio efectivo para reducir la latencia de llamadas, como lo es el
reducir el tiempo de transmisión y/o procesamiento asociado a
mensajes restantes cualesquiera.
Un ejemplo de un procedimiento de
establecimiento de llamada de latencia reducida se define en la
especificación HDR, y se ilustra en la Fig. 3. Tal sistema se
revela en la Solicitud de Patente Estadounidense con Nº de Serie
09/707.569, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTIVE
TRANSMISSION CONTROL IN A HIGH DATA RATE COMMUNICATION SYSTEM",
registrada el 6 de noviembre de 2000, adjudicada al titular de la
presente invención e incorporada aquí por referencia.
La Fig. 3 ilustra un procedimiento de
establecimiento de llamada terminado por una estación móvil con
etapas reducidas, en comparación con el procedimiento descrito con
respecto a la Fig. 2. Esencialmente, las etapas 2 a 4, que
corresponden respectivamente a los mensajes 22, 23 y 2 en la Fig. 2,
se quitan. En lugar de que la estación base envíe a la estación
móvil un Mensaje 22 de Paginación General en respuesta al Mensaje 21
de Solicitud de Paginación del MSC, la estación base envía un
Mensaje 30 de Asignación de Canal modificado. El Mensaje 30 de
Asignación de Canal toma el lugar del Mensaje 22 de Paginación
General (etapa 2 en la Fig. 2) y del Mensaje 5 de Asignación de
Canal (etapa 7 en la Fig. 2). Esto elimina la necesidad del Mensaje
23 de Respuesta de Paginación (etapa 3 en la Fig. 2) y de la Orden
2 de Acuse de Recibo de Estación Base (etapa 4 en la Fig. 2). La
retirada de estas tres etapas disminuye significativamente la
latencia del establecimiento de llamada.
Las etapas del procedimiento de la Fig. 3 son
las siguientes. Primero, el MSC envía a la estación base el Mensaje
21 de Solicitud de Paginación. En respuesta, la estación base envía
a la estación móvil identificada en el Mensaje 21 de Solicitud de
Paginación un Mensaje 30 de Asignación de Canal, como se acaba de
describir. La estación móvil ingresa al estado 450 de tráfico
después de recibir este mensaje. Después de recibir dos tramas
buenas consecutivas por enlace directo, la estación móvil envía un
preámbulo 6 a la estación base. La estación base acusa recibo de la
adquisición del preámbulo 6 enviando a la estación móvil una Orden 7
de Acuse de Recibo de Estación Base. En respuesta, la estación
móvil envía a la estación base una Orden 8 de Acuse de Recibo de
Estación Móvil. La estación base envía al MSC un Mensaje 25 de
Respuesta de Paginación para provocar que el MSC establezca la
llamada. El Mensaje 4 de Solicitud de Asignación se entrega desde el
MSC a la estación base. La negociación 9 de servicio tiene lugar
entonces, a menos que sea condicionada por una indicación para
utilizar una configuración de servicio anteriormente almacenada (es
decir, fijando USE_OLD_SERV_CONFIG en "01"). El Mensaje 10 de
Conexión de Servicio se entrega desde la estación base a la estación
móvil para finalizar cualquier negociación. La estación móvil
acepta el Mensaje 10 de Conexión de Servicio con un Mensaje 11 de
Conexión de Servicio Completa. La estación base hace saber al MSC
que la llamada está establecida con el Mensaje 12 de Asignación
Completa.
Después del Mensaje 10 de Conexión de Servicio,
entra en efecto la configuración de servicio especificada por el
mensaje. Ahora el establecimiento de llamada está completo y el
tráfico de usuario (es decir, voz o datos) entre la estación móvil
y la estación base puede fluir. Según lo anteriormente descrito con
respecto a la Fig. 1, el tráfico también fluirá entre la estación
base y el MSC (para llamadas de voz) o entre la estación base y el
PDSN (para llamadas de datos en paquetes) después de la etapa 12, el
Mensaje 12 de Asignación Completa.
La Fig. 4 ilustra un diagrama de estados de
estación móvil. Los estados mostrados son estados generales útiles
para describir el establecimiento de llamadas, y no representan todo
los estados en los que puede ingresar una estación móvil. Además,
no se muestran todas las posibles transiciones de estados. En
cambio, se muestra el subconjunto útil para exponer los diversos
aspectos de la presente invención. El estado 410 es un estado de
encendido, el estado al que ingresa una estación móvil cuando se
enciende. La estación móvil procede luego al estado 420 de
inicialización, en el cual la estación móvil intenta adquirir un
sistema. Una vez que se adquiere temporización de sistema para al
menos una estación base, la estación móvil ingresa al estado de
reposo 430, donde monitoriza el canal de paginación en busca de
cualquier mensaje dirigido a ella, tal como el Mensaje 22 de
Paginación General o el Mensaje 30 de Asignación de Canal,
anteriormente descritos.
Desde el estado de reposo 430, la estación móvil
puede ingresar al estado 440 de acceso al sistema por un cierto
número de razones. Se ingresa al estado de acceso al sistema cuando
la estación móvil desea comunicarse por el canal de acceso
(compartido entre una pluralidad de estaciones móviles) con una
estación base. Una razón para ingresar al estado de acceso al
sistema y comunicarse por el canal de acceso se da cuando una
estación móvil ha ingresado a una nueva frontera celular, o se ha
encendido recientemente, y necesita registrar su ubicación en una
estación base. Otra razón es responder a un Mensaje 22 de Paginación
General o un Mensaje 30 de Asignación de Canal, anteriormente
descritos (para llamadas terminadas por móvil). Una tercera razón
es enviar un Mensaje 1 de Origen, anteriormente descrito (para
llamadas originadas en un móvil). Si se inicia un procedimiento de
establecimiento de llamada, tal como los anteriormente descritos, la
estación móvil avanza al estado 450 de tráfico, tras un
establecimiento exitoso de llamada. Este estado ha sido mencionado
en las anteriores Figs. 1 a 3.
La estación móvil abandona el estado 440 de
acceso al sistema para reingresar al estado de reposo 430 cuando se
completa un registro (y no se ha iniciado ningún establecimiento de
llamada), se completa un mensaje que no requiere que la estación
móvil permanezca en el estado de acceso, la estación móvil no logra
obtener acceso al canal de acceso común (por razones que incluyen
la congestión debida a los accesos de otras estaciones móviles), o
cuando la estación base no logra acusar recibo de un mensaje
transmitido. Además, no lograr obtener acceso o no lograr recibir
acuse de recibo puede causar que la estación móvil retorne al estado
420 de inicialización, según cómo esté diseñado el sistema. Puede
ser que, ante estos sucesos de fracaso, sea aconsejable intentar
adquirir una estación base distinta, antes que hacer intentos
adicionales con una estación base que no está respondiendo.
El estado de reposo 430 se abandona por el
estado 420 de inicialización cuando la estación móvil es incapaz de
recibir mensajes de paginación (lo que significa que puede ser
necesario adquirir una nueva estación base), o cuando la estación
móvil es dirigida para realizar un traspaso de reposo (es decir,
dirigida para cesar de monitorizar el canal común de la estación
base actual y adquirir, en cambio, el canal común de una estación
base vecina).
Es útil en un sistema de comunicación
inalámbrica una característica de ráfaga breve de datos (SDB). Esto
permite que se encapsule un pequeño paquete de información en un
mensaje desde una estación móvil a una estación base por el canal
de acceso. Por lo tanto, no se requiere un establecimiento completo
de llamada, ya que nunca se ingresa al estado de tráfico. Tal
característica de SDB se especifica en el estándar cdma2000. El
procedimiento SDB se lleva a cabo de la siguiente manera. Desde el
estado de acceso al sistema, una estación móvil envía un Mensaje de
Ráfaga de Datos a la estación base, que incluye el paquete de
información SDB. La estación base envía un Mensaje de Transferencia
del Servicio de Entrega de Datos de Aplicación (ADDS) al MSC, que
incluye el paquete de información SDB, así como información de la
capa de aplicación (es decir, que identifica el tipo de paquete,
tal como SDB, servicio de mensajes breves (SMS), ubicación de
posición, y similares). La estación base acusa recibo del Mensaje
de Ráfaga de Datos enviando una Orden de Acuse de Recibo de Estación
Base a la estación móvil. El MSC (o PDSN) encamina los datos del
paquete en consecuencia.
Un ejemplo del uso de SDB es cuando se encapsula
un paquete del Protocolo de Internet (IP) en la información de SDB.
En este caso, el MSC o PDSN puede encaminar el paquete a un destino
en Internet o en una Intranet, tal vez a un servidor de
aplicaciones. En algunos casos, un paquete SDB entregado a un
servidor de aplicaciones puede servir para iniciar la comunicación
de datos entre el servidor y la estación móvil, lo cual, en última
instancia, puede requerir que se configure un canal de tráfico para
la comunicación continua. En estas circunstancias, el mensaje SDB
será seguido por un procedimiento completo de establecimiento de
llamada, tal como el descrito con referencia a la Fig. 1. Y, como
se ha mencionado anteriormente, la comunicación en marcha entre el
servidor de aplicaciones y la estación móvil puede implicar
numerosos establecimientos de llamada, un subproducto de la
naturaleza de las comunicaciones de datos en paquetes. Este ejemplo
sirve para destacar adicionalmente la necesidad de minimizar la
latencia del establecimiento de llamada.
Como se ha descrito, la latencia del
establecimiento de llamada se forma mediante múltiples transmisiones
de mensajes y los correspondientes acuses de recibo, la longitud de
cada mensaje y el procesamiento asociado requerido para cada
mensaje. La latencia del establecimiento de llamada es una causa de
retardo que es indeseable en muchas aplicaciones de comunicación:
comunicaciones de voz así como comunicaciones de datos. En la medida
en que deban establecerse múltiples llamadas durante una sesión de
comunicación, un escenario típico con los datos, se exacerba el
retardo introducido. Hay, por lo tanto, una necesidad en la técnica
de sistemas de comunicación que minimicen la latencia del
establecimiento de llamadas. RESUMEN
Las realizaciones reveladas aquí, y la invención
según lo definido por las reivindicaciones adjuntas, abordan la
necesidad de sistemas de comunicación que minimicen la latencia del
establecimiento de llamadas. Invención también se presentan. Estos
aspectos, colectivamente, brindan las ventajas avanzadas de tiempo
reducido de transmisión de mensajes, número reducido de mensajes
transmitidos, menores requisitos asociados de procesamiento y
flexibilidad añadida, con un resultado neto de latencia reducida del
establecimiento de llamadas.
La invención proporciona procedimientos y
elementos de sistema que implementan diversos aspectos,
realizaciones y características de la invención, según se describe
en mayor detalle más adelante.
Las características, naturaleza y ventajas de la
presente invención devendrán más evidentes a partir de la
descripción detallada expuesta más adelante, cuando se considere
conjuntamente con los dibujos, en los cuales los caracteres
idénticos de referencia identifican análogamente por toda su
extensión, y en los cuales:
La Fig. 1 ilustra un procedimiento de
establecimiento de llamada originado en el móvil;
La Fig. 2 ilustra un procedimiento de
establecimiento de llamada terminado por un móvil;
La Fig. 3 ilustra un procedimiento de
establecimiento de llamada terminado por un móvil, sin
paginación;
La Fig. 4 es un diagrama de estados de una
estación móvil;
La Fig. 5 es un sistema de comunicación
inalámbrica que brinda soporte a un cierto número de usuarios, y que
puede implementar diversos aspectos de la invención;
La Fig. 6 ilustra un procedimiento para
actualizar información de potencia de piloto entre las llamadas, a
fin de permitir el establecimiento de llamadas sin paginación;
La Fig. 7 ilustra un procedimiento alternativo
para actualizar la información de potencia del piloto, a fin de
permitir el establecimiento de llamadas sin paginación;
La Fig. 8 es un procedimiento para realizar el
establecimiento de una llamada terminada u originada por el móvil
sin utilizar mensajes de negociación de servicio;
La Fig. 9 ilustra un procedimiento para enviar
información de ráfaga breve de datos y originar una llamada
simultáneamente;
La Fig. 10 ilustra un procedimiento para asociar
identificadores de conjunto activo a conjuntos activos;
La Fig. 11 ilustra un procedimiento para reducir
la longitud del Mensaje de Asignación de Canal, utilizando
identificadores de conjunto activo.
La Fig. 12 ilustra un procedimiento para la
reconexión iniciada por una estación móvil de una llamada durmiente
de datos en paquetes;
La Fig. 13 ilustra un procedimiento para la
reconexión terminada por una estación móvil de una llamada durmiente
de datos en paquetes; y
La Fig. 14 ilustra un procedimiento para
transmitir inmediatamente un Preámbulo en respuesta a un Mensaje de
Asignación de Canal.
La Fig. 15 ilustra la arquitectura de un sistema
de comunicación inalámbrica.
Las Figs. 16-17 son diagramas
arquitectónicos de un sistema de comunicación inalámbrica.
La Fig. 18 es un diagrama de estados de la
iniciación y procesamiento de llamadas en un sistema de comunicación
inalámbrica.
Las Figs. 19-20 ilustran el
funcionamiento de un sistema de comunicación inalámbrica.
La Fig. 21 es un diagrama de temporización que
ilustra la transmisión de mensajes en un sistema de comunicación
inalámbrica.
La Fig. 22 es un diagrama de temporización que
ilustra la transmisión de un mensaje encapsulado.
Las Figs. 23-25 ilustran
diagramas de flujo para diversos procedimientos a fin de reducir la
latencia en un sistema de comunicación inalámbrica.
La Fig. 26 ilustra un aparato inalámbrico
adaptado para la recepción y / o transmisión de mensajes
encapsulados.
La Fig. 27 ilustra un esquema de encapsulación
según una realización.
La Fig. 5 es un diagrama de un sistema 100 de
comunicación inalámbrica que brinda soporte a un cierto número de
usuarios, y que puede implementar diversos aspectos de la invención.
El sistema 100 puede diseñarse para brindar soporte a uno o más
estándares y / o diseños (p. ej., el estándar IS-95,
el estándar cdma2000, y la especificación HDR). Para mayor
simplicidad, se muestra que el sistema 100 incluye tres estaciones
base 104 en comunicación con dos estaciones móviles 106. La
estación base y su área de cobertura a menudo se denominan
colectivamente una "célula". Cada estación base 104 se comunica
con un MSC o PDSN 102. El MSC o PDSN 102 puede comunicarse con una
red, tal como la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC), Internet o
una intranet (no mostrada).
Para llamadas terminadas por estación móvil, la
Versión A del estándar cdma2000 requiere que la estación móvil debe
paginarse primero (mediante un Mensaje de Paginación General o un
Mensaje de Paginación Universal). Luego, cuando la estación móvil
envía el Mensaje de Respuesta de Paginación desde el estado de
acceso al sistema, la estación base puede enviar la asignación de
canal (mediante el Mensaje de Asignación de Canal). Mientras espera
la asignación de canal en el estado de acceso al sistema, la
estación móvil monitoriza el canal de paginación.
Como se ha descrito anteriormente con referencia
la Fig. 3, una mejora permite que la estación base omita la
paginación enviando la asignación de canal directamente a la
estación móvil en el estado de reposo. Esto tiene dos ventajas;
elimina la necesidad de enviar el Mensaje de Paginación General (o
el Mensaje de Paginación Universal) a la estación móvil, y elimina
la necesidad de un intento de acceso, consumidor de tiempo, por
parte de la estación móvil (para enviar el Mensaje de Respuesta de
Paginación). El efecto neto es que se reduce la latencia del
establecimiento de llamada.
Sin embargo, hay varias razones para paginar la
estación móvil antes de la asignación de canal. Una es recibir el
informe de pilotos en el Mensaje de Respuesta de Paginación, que
puede emplearse para determinar el conjunto activo. Pero, en
algunos casos, tal como cuando el tiempo transcurrido desde que la
estación móvil estuvo por última vez en el canal de tráfico es
pequeño, es probable que el conjunto activo anteriormente utilizado
será suficiente para mantener la llamada. Para aquellos casos en que
se requiere una actualización, puede utilizarse una alternativa a
la paginación. Los siguientes son dos procedimientos para
proporcionar la información a fin de actualizar el conjunto activo,
en respuesta a los cambios que ocurren entre sucesivas operaciones
del canal de tráfico.
Una realización se ilustra en la Fig. 6. La
estación móvil está en el estado de reposo 430 cuando determina que
se requiere una actualización. Por ejemplo, la estación móvil puede
determinar que es necesario añadir un piloto al conjunto activo.
Avanza hacia el estado 440 de acceso al sistema y entrega un Mensaje
610 de Medición de Potencia de Piloto (PSMM) a la estación base. A
continuación de esta transmisión de mensaje, la estación móvil
vuelve al estado de reposo 430. El mensaje PSMM 16 contiene la
información que la estación base necesita para actualizar el
conjunto activo (es decir, las potencias piloto vistas por la
estación móvil). Más tarde, la estación base está libre para
realizar el establecimiento de llamada, según se describe en la
Fig. 3, ya que las estaciones base requeridas estarán en el conjunto
activo actualizado. Para reducir la señalización por el canal de
acceso, no es necesario que el mensaje PSMM 610 se envíe para quitar
un miembro del conjunto activo, porque un conjunto activo más
grande no impedirá la comunicación exitosa. La estación móvil puede
señalizar la estación base por un canal de tráfico, para quitar un
miembro del conjunto activo, una vez que la estación móvil esté
asignada a ese canal de tráfico. Otro medio para controlar la
señalización excesiva del canal de acceso es habilitar el
procedimiento de actualización del mensaje PSMM 610 sólo sobre un
conjunto de las estaciones móviles cada vez.
Una realización alternativa evita añadir
señalización adicional al canal de acceso, reduciendo el retardo de
acceso medio, pero con la compensación de un retardo máximo
aumentado. En esta realización, ilustrada en la Fig. 7, el conjunto
activo no es actualizado entre operaciones sucesivas del canal de
tráfico de la estación móvil. Para iniciar una nueva llamada, la
estación base envía a la estación móvil un Mensaje 30 de Asignación
de Canal, según se describe en el procedimiento de la Fig. 3. En el
bloque 710 de decisión, la estación móvil determina si el conjunto
activo actual es el correcto. Si es así, entonces el procedimiento
de establecimiento de llamada continúa en el bloque 750. Cuando,
como se ha descrito anteriormente, las circunstancias son tales que
la probabilidad de que el conjunto activo permanezca constante
durante un cierto número de llamadas es alta, entonces, en la
mayoría de los casos, el procedimiento de establecimiento de llamada
fluirá sin retardo aumentado, y se ha evitado la señalización extra
del canal de acceso que la realización de la Fig. 6 habría
introducido.
En el caso de que el conjunto activo no necesite
ser actualizado, entonces en el bloque 710 de decisión la estación
móvil procederá a enviar el mensaje PSMM 720 a la estación base por
el canal de acceso. El mensaje PSMM 720 puede contener información
similar a la del mensaje PSMM 610. En el bloque 730, la estación
base reconfigura el conjunto activo, luego envía el Mensaje 740 de
Asignación de Canal actualizado a la estación móvil, y luego el
establecimiento de llamada puede continuar en el bloque 750. Esta
señalización adicional, descrita en los bloques 720 a 740,
introduce un retardo adicional, en comparación con el procedimiento
de establecimiento de la Fig. 3.
Los diseñadores de sistemas pueden emplear la
realización de la Fig. 6, la realización de la Fig. 7, o una
combinación de ambas, según se desee, para minimizar la latencia
general del establecimiento de llamada, basándose en la
probabilidad de cambios del conjunto activo. Como se ha descrito, la
señalización adicional por el canal de acceso, descrita en la Fig.
6, puede compensarse con la probabilidad de un aumento del tiempo
máximo de establecimiento de llamada (pero con tiempo medio de
establecimiento de llamada reducido) con el procedimiento de la
Fig. 7. Cuando es más probable que el conjunto activo sea el
correcto, puede utilizarse este procedimiento para disminuir el
tiempo medio de acceso. Sin embargo, el retardo máximo puede
incrementarse (para aquellas situaciones en que debe actualizarse
el conjunto activo).
Como ejemplo, una estación base puede habilitar
el procedimiento de la Fig. 6 para estaciones móviles cuya
itinerancia está introduciendo muchos cambios en las potencias de
pilotos recibidas de las diversas estaciones móviles vecinas, y
puede inhabilitar el procedimiento de la Fig. 6, optando por el
retardo ocasional máximo aumentado de la Fig. 7, para unidades de
abonado que son fijas, o que no viajan con frecuencia. Otra opción
es que una estación base pueda determinar qué procedimiento de
establecimiento de llamada utilizar, basándose en el lapso desde el
acceso anterior por parte de una estación móvil. Si el lapso es
pequeño, puede ser probable que la estación móvil esté en el mismo
sector, y se impone un procedimiento de latencia reducida tal como
el descrito en las Figs. 3, 6 o 7. Si el lapso es mayor que un
umbral, la estación base puede decidir utilizar un procedimiento de
establecimiento de llamada que incluya la paginación, tal como el
descrito en la Fig. 2.
En la Versión A del estándar cdma2000, el
Mensaje 23 de Respuesta de Paginación también se utiliza para
entregar un valor de autenticación, AUTH_R. La autenticación de la
estación móvil se logra ejecutando un algoritmo de autenticación
sobre un secreto compartido entre la estación base y la estación
móvil, y un número aleatorio para producir AUTH_R. AUTH_R se
calcula tanto en la estación móvil como en la estación base, y la
estación base debe recibir un AUTH_R coincidente desde la estación
móvil a fin de garantizar que la estación móvil es la auténtica.
Naturalmente, si se elimina el Mensaje 23 de Respuesta de
Paginación, debe introducirse un mecanismo alternativo para
producir el AUTH_R para la autenticación. Una alternativa es que la
estación móvil entregue AUTH_R por el canal de tráfico. Dado que el
cálculo de AUTH_R puede llevar algún tiempo, esta alternativa tiene
la ventaja añadida de permitir que el cálculo tenga lugar en
paralelo con el resto del procedimiento de establecimiento de
llamada. La respuesta de autenticación se entrega por el canal de
tráfico una vez que el establecimiento de llamada está completo.
Observe que, dado que el tráfico de usuario no puede fluir antes de
que se envíe el Mensaje de Conexión de Servicio, si falla la
autenticación por el canal de tráfico, la llamada puede desecharse
inmediatamente. Esta técnica permite la asignación de canal sin
paginación y por ello reduce la latencia del establecimiento de
llamada.
En sistemas según la Versión A de cdma2000, cada
vez que se configuran canales dedicados con el fin de establecer
una llamada, la estación móvil y la estación base deben acordar
(mediante negociación de servicio) los parámetros de configuración
de servicio a utilizar para intercambiar información de usuario y de
señalización. Como se ha descrito anteriormente, existe la
capacidad que permite que la estación móvil y la estación base
almacenen la configuración de servicio mutuamente acordada (es
decir, el registro de información de Configuración de Servicio y el
registro de información de Configuración de Servicio No Negociable)
al liberar los canales de tráfico dedicados e ingresar al estado de
reposo. Esta configuración almacenada puede restaurarse al
restablecer los canales dedicados, evitando así realizar la
negociación de servicio. Esto reduce la latencia del establecimiento
de llamada. Sin embargo, la Versión A aún requiere que, al
establecer el canal de tráfico dedicado, la estación base envíe el
Mensaje de Conexión de Servicio instruyendo a la estación móvil para
utilizar la configuración de servicio almacenada. El Mensaje de
Conexión de Servicio pertenece a la clase de mensajes de negociación
de servicio.
La Fig. 8 ilustra una realización de un
procedimiento de establecimiento de llamada que elimina los mensajes
de negociación de servicio, reduciendo así la latencia del
establecimiento de llamada. En esta realización, el indicador
USE_OLD_SERV_CONFIG (descrito anteriormente) se incluye en el
Mensaje 810 de Asignación de Canal. Cuando este indicador se fija
en "01", entonces no se requiere la etapa de negociación (es
decir, la etapa 9 en las Figs. 1 a 3). Además, dado que el
indicador está incluido en el Mensaje 810 de Asignación de Canal,
también se eliminan el Mensaje de Conexión de Servicio y el Mensaje
de Conexión de Servicio Completada (10 y 11, respectivamente, en
las Figs. 1 a 3). Además de la reducción de latencia por eliminar la
transmisión de estos mensajes, también se elimina el tiempo de
procesamiento asociado a ellos. Otra ventaja es que la estación
móvil y la estación base pueden restaurar inmediatamente la
configuración de servicio almacenada y comenzar a intercambiar
tráfico de usuario en cuanto se establecen los canales de tráfico
dedicados. El efecto neto es que se reduce la latencia del
establecimiento de llamada.
Lo siguiente es una descripción más detallada
del procedimiento de la realización ilustrada en la Fig. 8. Esta
realización es aplicable a procedimientos de establecimiento de
llamada tanto originados por un móvil como terminados por un móvil.
En la primera etapa, se transmite un Mensaje 1 de Origen o un
Mensaje 23 de Respuesta de Paginación desde la estación móvil a la
estación base, según que la llamada sea originada por un móvil o
terminada por un móvil, respectivamente. La estación base responde
enviando a la estación móvil una Orden 2 de Acuse de Recibo de
Estación Base. La estación base comunica entonces al MSC bien un
Mensaje 3 de Solicitud de Servicio de Gestión de Conexión, o bien
un Mensaje 25 de Respuesta de Paginación, según que la llamada sea
originada por el móvil o terminada por el móvil, respectivamente. La
estación base envía entonces a la estación móvil un Mensaje 810 de
Asignación de Canal que incluye un indicador USE_OLD_SERV_CONFIG.
Este indicador se activa toda vez que la estación base desea evitar
la etapa de negociación de servicio y ha determinado que la
configuración anteriormente almacenada puede ser adecuada. Después
de esta etapa, la estación móvil ingresa al estado 450 de
tráfico.
Las etapas restantes son similares a los
procedimientos de establecimiento de llamada anteriormente
descritos, con la excepción de la retirada de las etapas de
negociación de servicio, según se ha descrito recientemente. Al
recibir dos tramas buenas consecutivas por el enlace directo, la
estación móvil comienza a transmitir un preámbulo 6 a la estación
base. El MSC envía un Mensaje 4 de Solicitud de Asignación a la
estación base. (El orden en que el MSC envía el Mensaje 4 de
Solicitud de Asignación no es importante, ya que se está
restableciendo una configuración anterior). La estación base envía
a la estación móvil una Orden 7 de Acuse de Recibo de Estación
Base. La estación móvil responde a la estación base con una Orden 8
de Acuse de Recibo de Estación Móvil, momento en el cual el tráfico
puede comenzar a fluir entre la estación base y la estación móvil.
Finalmente, la estación base informa un Mensaje 12 de Asignación
Completa al MSC (momento en el cual el tráfico fluye entre la
estación base y el MSC).
En el procedimiento de establecimiento de
llamada, según lo especificado por la Versión A, el Mensaje 12 de
Asignación Completa se envía desde la estación base al MSC sólo al
recibir el Mensaje 11 de Conexión de Servicio Completa desde la
estación móvil. Pero en la realización de la Fig. 8, el Mensaje 12
de Asignación Completa puede enviarse al MSC inmediatamente después
de establecer el canal o canales dedicado(s) y de recibir la
Orden de Acuse de Recibo de Estación Móvil desde la estación móvil.
Así, el establecimiento de conexión en el lado de la red puede,
hasta cierta medida, ocurrir en paralelo con el establecimiento de
conexión de la interfaz aérea, reduciendo adicionalmente la
latencia del establecimiento de llamada.
En algunas circunstancias, puede ser deseable
que una estación móvil descarte una configuración de servicio
anteriormente almacenada, una vez que determina que se requerirá una
negociación de servicio. Por ejemplo, la Versión A especifica una
característica de asignación temprana de canal, en la cual la
estación base responde a un mensaje de origen asignando a ciegas un
canal a la estación móvil. Si se utiliza un Mensaje 810 de
Asignación de Canal, puede ser que la estación base no sepa aún si
puede utilizarse la vieja configuración de servicio en el momento
en que se transmite el mensaje. En estas circunstancias, la estación
móvil debería retener la información anterior de configuración, ya
que aún puede llegar un Mensaje 10 de Conexión de Servicio que
contenga un indicador USE_OLD_SERV_CONFIG = "01", y el mensaje
9 de Negociación de Servicio aún puede evitarse. Un procedimiento
para abordar esta cuestión es que la estación móvil retenga la
configuración anterior almacenada incluso si se recibe un Mensaje
810 de Asignación de Canal sin que el indicador esté activado para
utilizar la configuración anterior. Sólo cuando comienza la
negociación de servicio debería el móvil descartar los datos
anteriores.
Una alternativa es añadir valores adicionales al
indicador USE_OLD_SERV_CONFIG. Por ejemplo, si se envía el Mensaje
810 de Asignación de Canal con un indicador que indica que la
configuración anterior almacenada es válida, entonces, obviamente,
la estación móvil no la descartará. Este caso no ocurriría cuando la
estación base no supiera si la configuración anterior sería válida
o no. En ese caso, podría enviarse un valor de indicador adicional
para indicar que no se sabe aún si la configuración anterior es
válida. En este punto, la estación móvil retendría los datos, y
esperaría a descartarlos hasta que se requiera la negociación de
servicio. Finalmente, cuando no es una asignación temprana de
canal, y la estación sabe que la configuración anterior ya no es
adecuada, podría enviarse un valor del indicador que indique que el
móvil es libre para descartar los datos, ya que se requerirá una
negociación de servicio.
Otra realización aborda la latencia del
establecimiento de llamada con respecto a las características de la
ráfaga breve de datos (SDB), descrita anteriormente. Hay
aplicaciones donde la estación móvil necesita enviar una gran
cantidad de información por aire y, por ello, necesita establecer
canales dedicados para transportar los datos. Esto, por supuesto,
requeriría un procedimiento de establecimiento de llamada. Como se
ha observado anteriormente, la SDB proporciona un mecanismo para
transmitir una pequeña cantidad de datos por el canal común, sin
realizar un establecimiento de llamada completo.
A fin de agilizar la iniciación de las
operaciones en el lado de la red, la estación móvil puede enviar
primero una pequeña cantidad de información por los canales comunes
(para disparar operaciones de red) utilizando la característica
SDB. A continuación, puede(n) configurarse un canal, o
canales, dedicado(s) para transmitir el volumen grande de
datos. A continuación de los procedimientos definidos en la Versión
A, lo precedente requeriría un acceso al canal común y la
transmisión posterior del Mensaje de Ráfaga de Datos, seguido por
otro acceso y la transmisión posterior de un Mensaje de Origen. Es
decir, se necesitarían dos intentos de acceso consumidores de
tiempo.
En la realización de la Fig. 9, la estación
móvil puede comenzar simultáneamente el procedimiento de
establecimiento de llamada y efectuar la SDB, incluyendo la
información de SDB en un Mensaje 910 de Origen dirigido a la
estación base, para configurar los canales dedicados. La estación
base transmite entonces un Mensaje 920 de Solicitud de Servicio de
Transferencia/CM del Servicio de Entrega de Datos de Aplicación
(ADDS), que incluye la información de SDB y un indicador del tipo
de datos, que identifica los datos como una SDB. Además, la
funcionalidad del Mensaje de Solicitud de Servicio de CM puede
incluirse en este mensaje, para eliminar un mensaje extra en la
red. Luego, en el bloque 930, puede continuar el establecimiento de
llamada según uno de los diversos procedimientos anteriormente
descritos.
Así, cuando se logra el acceso para el Mensaje
de Origen, la red puede remitir el contenido de la SDB a la entidad
de red adecuada, mientras que el resto del establecimiento del canal
de tráfico dedicado está aún en marcha. Esto tiene varias ventajas.
Elimina la necesidad de un intento adicional de acceso, consumidor
de tiempo, y elimina el Mensaje de Transferencia de ADDS entre la
estación base y el MSC. Las operaciones de red y el establecimiento
de un canal de dedicado de interfaz aérea pueden tener lugar en
paralelo. El procesamiento en la estación móvil se simplifica. El
efecto neto es que se reduce la latencia del establecimiento de
llamada.
Otra alternativa más es crear un mensaje de
origen que incluiría una solicitud para restaurar la configuración
de servicio anterior, así como para entregar la información de SDB.
Quedará claro a aquellos versados en la técnica que estos
procedimientos pueden emplearse con cualquiera de los procedimientos
de establecimiento de llamada anteriormente descritos.
En una realización alternativa, ilustrada en la
Fig. 12, se emplea una versión más breve del Mensaje de Origen,
denominado aquí un Mensaje 1230 de Reconexión, que lleva los campos
mínimamente necesarios para reconectar una llamada durmiente de
datos en paquetes. El número de tales campos es relativamente
pequeño, según se detalla más adelante. Para el caso de la
reconexión iniciada por red de las llamadas durmientes, este Mensaje
1230 de Reconexión puede emplearse en lugar del Mensaje 23 de
Respuesta de Paginación. Observe que cuando se requiere un conjunto
mayor de campos, el Mensaje de Origen actual, tal como el 1 o el
910, o el Mensaje 23 de Respuesta de Paginación, aún puede
utilizarse.
Las llamadas de datos en paquetes pueden
describirse utilizando tres estados: nulo, durmiente y activo. Una
conexión de datos en paquetes puede persistir indefinidamente,
aunque puede cambiar de estados con frecuencia. Cuando se establece
por primera vez una conexión de datos en paquetes, se crea a partir
del estado nulo. De manera similar al establecimiento de una
llamada de voz, todos los parámetros relevantes deben negociarse y
acordarse. Una vez que la llamada está creada, ingresa al estado
activo, similar al estado de tráfico anteriormente descrito. En el
estado activo, se establece un canal físico y los datos fluyen entre
la estación móvil y la estación base. De vez en cuando, puede ser
que la conexión de datos en paquetes no necesite ya estar activa,
dado que ningún dato está fluyendo en ninguna dirección. En este
punto, se desmantela el canal físico, y la llamada de datos en
paquetes ingresa al estado durmiente.
Mientras la conexión de datos en paquetes está
en el estado durmiente, la información de configuración de servicio
puede almacenarse tanto en la estación móvil como en la estación
base. Además, el estado del protocolo también se almacena en la
estación móvil y en el PDSN. Por ejemplo, si se utiliza el Protocolo
de Punto a Punto (PPP), su estado, tal como la dirección de IP,
etc., se mantiene mientras la llamada conmuta de activa a
durmiente. Sólo el canal físico en sí mismo debe ser liberado, a fin
de liberar el recurso para otros usuarios. Así, cuando se reconecta
una llamada durmiente, sólo se requiere un pequeño subconjunto de
los campos en el Mensaje de Origen. Con el uso creciente de
llamadas de datos en paquetes, el porcentaje de originaciones de
establecimientos de llamadas en un sistema está asociado a la
restauración de un servicio durmiente de datos en paquetes al
estado activo.
El Mensaje de Origen de la Versión A se diseñó
para originar una gran variedad de tipos de datos, incluyendo voz,
datos conmutados por circuitos, datos conmutados por paquetes, etc.
Como tal, contiene campos que son un superconjunto de los campos
requeridos para cada tipo de establecimiento de llamada. Con
respecto a la reconexión de una llamada durmiente de datos en
paquetes, los campos en el Mensaje de Origen pueden clasificarse en
tres clases: no necesarios, pueden ser necesarios, o necesarios.
Ejemplos de campos no necesarios son aquellos específicos de las
llamadas de voz. En algunos casos, ciertos parámetros han sido
negociados en un establecimiento de llamada previo, por lo que esos
son ejemplos de campos que pueden ser no necesarios. El campo
SYNC_ID es un ejemplo de un campo requerido, ya que indica que el
conjunto de parámetros almacenados debe utilizarse. Como puede
verse inmediatamente, un Mensaje 1230 de Reconexión que elimine esos
campos no requeridos será significativamente más pequeño que el
Mensaje de Origen de la Versión A.
Cuando se despliega esta realización, el Mensaje
1230 de Reconexión puede transmitirse a menudo en una única trama,
lo que da como resultado un buen número de ventajas. Una ventaja es
que se reduce el tiempo de transmisión. Otra ventaja es que la tasa
de errores de mensajes, ahora igual a la tasa de errores de tramas,
se reduce. Ambas ventajas dan como resultado una reducción de la
latencia de establecimiento de llamadas asociada a la reconexión de
una llamada durmiente por paquetes.
La Fig. 12 ilustra una realización de una
reconexión de llamada durmiente originada en una estación móvil. En
la etapa 1210, se establece una llamada anterior de datos por
paquetes, ya sea desde el estado nulo o bien una reconexión desde
el estado durmiente. La llamada pasa de activa a durmiente en la
etapa 1220. Cuando la estación móvil determina que la llamada
debería reconectarse, envía a la estación base el Mensaje 130 de
Reconexión, un mensaje que contiene los campos mínimos requeridos
para restablecer la conexión, según lo anteriormente descrito. Este
mensaje ocupa el lugar del Mensaje de Origen, tal como el 1 o el
910, según lo anteriormente descrito con respecto a las Figs. 1 y
9, respectivamente. Después de que se ha enviado el Mensaje 1230 de
Reconexión, el establecimiento de llamada continúa en la etapa 1240,
según uno de los procedimientos aquí revelados.
La Fig. 13 ilustra una realización de una
reconexión de llamada durmiente terminada por una estación móvil.
Las etapas 1210 a 1240 son idénticas a las etapas recientemente
descritas con respecto a la Fig. 12, con la excepción de que la
etapa 1300, donde la estación base inicia la llamada, se inserta
entre el estado durmiente 1220 y el Mensaje 1230 de Reconexión. La
estación base, en la etapa 1300, inicia la reconexión de la llamada,
según uno de los procedimientos aquí revelados, y la estación móvil
responde con el Mensaje 1230 de Reconexión, en lugar de un Mensaje
23 de Respuesta de Paginación, anteriormente descrito.
Otra realización aborda la latencia de llamada
introducida por la longitud del mensaje de asignación de canal, tal
como el Mensaje 5, 30 o 810 de Asignación de canal, anteriormente
descritos. En la Versión A del estándar cdma2000, cada vez que se
establecen canales dedicados mediante el Mensaje de Asignación de
Canal, la estación base debe especificar el conjunto activo
completo en este mensaje. El conjunto activo consiste en el número
de pilotos y los parámetros requeridos para cada piloto, que
incluyen lo siguiente: índice de desplazamiento de secuencia de
seudo-ruido de piloto, registro piloto
correspondiente al tipo de piloto, indicador de combinación de
símbolos de control de potencia, índice de canal de código para el
canal fundamental, identificador de máscara funcional
cuasi-ortogonal para el canal fundamental, índice de
canal de código para el canal de control dedicado y el
identificador de máscara funcional cuasi-ortogonal
para el canal de control dedicado. El registro piloto contiene:
nivel de potencia de transmisión de diversidad transmisora (TD),
modalidad de diversidad transmisora, código Walsh para el piloto de
diversidad auxiliar / transmisora, índice funcional
cuasi-ortogonal para el piloto de diversidad
auxiliar / transmisora y el nivel de potencia de piloto de
diversidad auxiliar transmisora. Estos parámetros pueden llegar a
tener un número considerable de octetos. Cada uno de estos
parámetros puede introducir latencia, debido al tiempo requerido
para transmitirlos (si causan que el mensaje se extienda a la
siguiente trama), y al tiempo de procesamiento para que la estación
móvil los procese.
La realización que comprende los procedimientos
ilustrados en la Fig. 10 y en la Fig. 11 utiliza un identificador
del conjunto activo para identificar un conjunto activo y los
parámetros asociados. En lugar de especificar la lista completa de
miembros y los parámetros del conjunto activo, tales como aquellos
anteriormente descritos, la estación base sencillamente especifica
el identificador del conjunto activo correspondiente a la
configuración específica. Esta técnica puede reducir la longitud
del Mensaje de Asignación de Canal, y tiene las siguientes
ventajas: reducción del tiempo de transmisión del Mensaje de
Asignación de Canal y reducción de la probabilidad de que el
Mensaje de Asignación de Canal sea recibido con errores. El efecto
neto es que se reduce la latencia del establecimiento de llamada.
Observe que, dado que es probable que algunos de los parámetros del
conjunto activo puedan haber cambiado, una alternativa es que la
estación base envíe el identificador del conjunto activo más
aquellos parámetros que han cambiado. Esta realización alternativa
añade flexibilidad, que puede prestarse a su empleo en una variedad
más amplia de aplicaciones.
La realización recién descrita puede comprender
cualquiera de los procedimientos ilustrados en la Fig. 10, la Fig.
11, o ambas. El procedimiento de la Fig. 10 ilustra un procedimiento
para asignar un identificador de conjunto activo a un conjunto
activo específico. En el bloque 1000, el procedimiento de
establecimiento de llamada está en marcha. La estación base envía
entonces a la estación móvil un Mensaje 1010 de Asignación de Canal
que incluye el conjunto activo completo y los parámetros. Además, el
Mensaje 1010 de Asignación de Canal incluye un identificador de
conjunto activo que la estación móvil puede asociar a ese conjunto
activo. En el bloque 1020, continúa el proceso de establecimiento
de llamada. Un procedimiento alternativo para asignar
identificadores de conjunto activo a los conjuntos activos es hacer
que la estación base descargue a la estación móvil tales pares de
identificadores de conjunto activo/conjunto activo antes de la
comunicación en la cual se emplearán.
La Fig. 11 ilustra un procedimiento para
utilizar el identificador del conjunto activo una vez que ha sido
asignado a un conjunto activo, utilizando un procedimiento tal como
el descrito en la Fig. 10. En el bloque 1100, el procedimiento de
establecimiento de llamada está en marcha. La estación base envía a
la estación móvil un Mensaje 1110 de Asignación de Canal que
incluye el identificador del conjunto activo. Como la estación
móvil conoce los miembros del conjunto activo y los parámetros
correspondientes para cada uno de los miembros correspondientes al
identificador del conjunto activo, el identificador del conjunto
activo es suficiente para llevar a cabo la asignación de canal.
Alternativamente, si los parámetros asociados al identificador del
conjunto activo han cambiado, el mensaje 1110 puede incluir el
identificador del conjunto activo, junto con los parámetros
cambiados. El procedimiento de establecimiento de llamada continúa
en el bloque 1120. La estación móvil y la estación base pueden
garantizar que las configuraciones de conjuntos activos y sus
correspondientes identificadores de conjuntos activos están en
sincronización entre la estación móvil y la estación base,
utilizando el mecanismo especificado en el estándar cdma2000 para
la validación de SYNC_ID, es decir, el procedimiento para restaurar
las configuraciones de servicio almacenadas.
Puede emplearse una técnica similar
conjuntamente con los procedimientos descritos en la Fig. 6 y en la
Fig. 7 para reducir la longitud de mensaje del mensaje PSMM 610 y
del mensaje PSMM 720, respectivamente. Puede asociarse un
identificador de piloto a cada uno entre un cierto número de
configuraciones de piloto, de forma tal que sólo sea necesario
transmitir un identificador según la estación móvil actualiza la
estación base con una de las configuraciones de piloto actualmente
identificadas. Pero esto puede ser algo improbable, dado que la
potencia de piloto puede tomar muchos valores y, por ello, puede ser
difícil de asociar a un identificador.
Otro procedimiento alternativo es asignar
identificadores para cada miembro de un conjunto activo (y sus
parámetros asociados). Con esta técnica, se incluiría una
pluralidad de identificadores en el Mensaje 1110 de Asignación de
Canal para representar una pluralidad de miembros. Esto proporciona
un enfoque más granular, que da como resultado un mensaje
ligeramente más largo, pero que permite mayor flexibilidad en cuanto
a que puede identificarse un gran número de conjuntos activos
utilizando combinaciones de un conjunto relativamente más pequeño de
configuraciones de miembros almacenadas. Una estación base podría
emplear una combinación de las técnicas recién descritas. Estas
técnicas pueden desplegarse en combinación para reducir el tiempo
total de transmisión asociado a cada Mensaje 1110 de Asignación de
Canal transmitido. Quedará claro para aquellos versados en la
técnica que estos procedimientos pueden emplearse con cualquiera de
los procedimientos de establecimiento de llamada aquí descritos.
Observe que este procedimiento puede utilizarse en todos los
mensajes donde se incluye el conjunto activo. Otro ejemplo incluye
el Mensaje de Dirección Universal de Traspaso, donde el empleo de
este procedimiento puede disminuir el tamaño del mensaje y, por lo
tanto, reducir asimismo la tasa de errores de mensajes.
En otra realización, ilustrada en la Fig. 14, la
latencia del establecimiento de llamada puede reducirse
transmitiendo inmediatamente el Preámbulo 6 en respuesta a un
Mensaje de Asignación de Canal tal como el 5, 30, 810, 1010, o
1110, anteriormente descritos. Como se ha mencionado anteriormente,
la Versión A requiere que una estación móvil espere a recibir dos
tramas buenas consecutivas por el enlace directo antes de habilitar
el enlace inverso y transmitir el preámbulo. Si la estación móvil
no recibe dos tramas buenas consecutivas dentro de un segundo, debe
abandonar el establecimiento de llamada. El tiempo mínimo que una
estación móvil debe esperar antes de transmitir el preámbulo está
entre 40 y 60 milisegundos, ya que dos tramas corresponden a 40 ms y
la espera de una frontera de trama lleva entre 0 y 20 milisegundos
más.
En esta realización, el establecimiento de
llamada está en marcha en la etapa 1400. La estación base envía
entonces un Mensaje de Asignación de Canal, indicado con 5 en la
Fig. 14, pero podría ser cualquier Mensaje de Asignación de Canal,
tal como el 30, el 810, el 1010 o el 1110, anteriormente descritos.
En respuesta, la estación móvil configura inmediatamente el enlace
inverso y comienza a transmitir el Preámbulo 1410, sin esperar a
recibir tramas buenas por el enlace directo. Luego, en la etapa
1420, el establecimiento de llamada continúa según una cierta
variedad de procedimientos de establecimiento de llamada, tales como
los aquí descritos. La estación móvil puede continuar monitorizando
el enlace directo en busca de buenas tramas, y puede terminar la
llamada si no se recibe un cierto número de buenas tramas dentro de
un marco temporal prescrito. Por ejemplo, la estación móvil puede
buscar dos buenas tramas consecutivas dentro de un segundo, según se
describe en la Versión A. Alternativamente, a fin de reducir la
interferencia para otros usuarios, la estación móvil puede apagar
el preámbulo si el número requerido de buenas tramas no se recibe
dentro de un periodo de tiempo prescrito. Este periodo de tiempo
puede ser más corto que el periodo de tiempo permitido para que
lleguen las buenas tramas. Así, si el requisito de las buenas
tramas no se satisface dentro del primer periodo de tiempo, la
estación móvil puede cesar de transmitir el preámbulo, pero
continuar monitorizando el enlace directo en busca de buenas tramas
dentro del segundo periodo de tiempo. Si las tramas buenas llegan
eventualmente, la estación móvil puede comenzar a transmitir el
preámbulo en respuesta. Esta técnica alternativa puede utilizarse
para reducir la interferencia a otros usuarios en situaciones donde
las buenas tramas bien tardan en materializarse o bien nunca
llegan. Observe que la etapa 1410 del Preámbulo puede reemplazar la
etapa 6 del Preámbulo en cualquiera de las realizaciones aquí
reveladas.
Por contraste con el procedimiento de la Versión
A, la estación móvil estará transmitiendo por el enlace inverso, al
menos durante cierto periodo de tiempo, incluso cuando la llamada
sea abortada en última instancia. En estas situaciones, el nivel de
interferencia a otros usuarios aumentará ligeramente, con todos los
efectos perniciosos que acompañan el aumento de interferencia a
otros usuarios. Sin embargo, en muchos casos, la probabilidad de
recibir buenas tramas por el enlace directo será alta, y el empleo
de esta realización reducirá la latencia de la llamada, con todas
sus ventajas adjuntas, lo que compensará los efectos perniciosos de
establecer ocasionalmente un enlace inverso para una llamada que no
puede completarse.
Una realización alternativa, similar a la
realización ilustrada en la Fig. 9, también aborda el problema de
reducir la latencia del establecimiento de llamada. Observe que en
los sistemas cdma2000 actuales, los mensajes de señalización por
los canales de acceso inverso se procesan secuencialmente, en lugar
de en paralelo, y en donde se transmite y se acusa recibo de un
primer mensaje antes de la transmisión de un segundo mensaje. En
este esquema, los mensajes posteriores no se transmiten, a la espera
del acuse de recibo para un mensaje anterior. Observe que el primer
mensaje puede reenviarse un cierto número de veces. La latencia
total para un segundo mensaje es entonces la latencia o retardo
incurrido por el primer mensaje, más la latencia o retardo
incurrido por el segundo mensaje. Para el caso de varios mensajes
disponibles para su transmisión en el mismo periodo, esto deviene
en una situación indeseable.
Para considerar adicionalmente los diversos
procedimientos a fin de reducir la latencia del establecimiento de
llamada, se presenta un ejemplo de un sistema cdma2000. Observe que
los procedimientos y el aparato para reducir la latencia de
establecimiento de llamada son aplicables a otros sistemas y a otras
configuraciones. El sistema cdma2000 se presenta como ejemplo para
mayor claridad de comprensión; sin embargo, la presente invención
es aplicable a cualquier sistema, en el cual los mensajes de
señalización den como resultado incurrir en una latencia.
La Fig. 17 ilustra las capas arquitectónicas de
un sistema de comunicación inalámbrica coherente con el estándar
cdma2000. Aquí, los mensajes de señalización de la Capa 3 se generan
en la capa de Señalización de la Capa Superior y se entregan a la
subcapa LAC; la subcapa LAC añade cabeceras y remates para este
mensaje y lo entrega a la subcapa MAC; la subcapa MAC utiliza el
servicio de la Capa Física para transmitir el mensaje. Los servicios
de usuario (tales como Voz y Datos) también utilizan el servicio de
las capas MAC y física para la transmisión del tráfico de
usuario.
La Fig. 15 ilustra las capas arquitectónicas de
un sistema de comunicación inalámbrica coherente con el estándar
cdma2000. La arquitectura incluye una porción 2002 de supervisión y
gestión de configuración acoplada con una porción 2014 de datos que
incluye la señalización 2004 de la capa 3 y la señalización 2008 de
la capa inferior. Las decisiones de procesamiento son tomadas por
la porción 2002 de supervisión y gestión de configuración mientras
que las Unidades de Datos en Paquetes (PDU) son generadas por la
porción 2014 de datos.
La Fig. 16 ilustra los detalles de la pila de
protocolos de la capa LAC para el sistema con una arquitectura como
la ilustrada en la Fig. 17. Según una unidad generada o recibida
atraviesa la pila de protocolos, es procesada por diversas subcapas
de protocolo en forma secuencial. Cada subcapa procesa sólo los
campos específicos de la unidad de datos asociados a la
funcionalidad definida por la subcapa. Por ejemplo, la subcapa ARQ
opera sólo sobre los campos vinculados con el acuse de recibo, y
lleva a cabo funciones de detección y retransmisión duplicadas. En
la porción de datos de la arquitectura, según se define en la Fig.
17, la capa 3, o L3, y la subcapa del Control de Acceso al Enlace
(LAC) envían y reciben información de señalización por canales
lógicos, evitando las características de radio del canal físico,
tal como se utiliza en la capa 1. Un canal lógico se caracteriza
generalmente como unidireccional (bien directo o bien inverso), pero
en muchos casos puede acoplarse, o aparearse, funcionalmente con un
canal lógico que lleva tráfico afín en la dirección opuesta. En la
realización ejemplar, el sistema utiliza los siguientes tipos de
canales lógicos para llevar información de señalización.
- \bullet
- f-csch/r-csch (canal de señalización común directo e inverso, respectivamente
- \bullet
- f-dsch/r-dsch (canal de señalización dedicada directo e inverso, respectivamente).
\vskip1.000000\baselineskip
La Fig. 18 ilustra el procesamiento de llamadas
de la estación móvil según una realización. El procesamiento de
llamadas incluye los siguientes estados:
- \bullet
- Estado 2022 de Inicialización de Estación Móvil - en el cual la estación móvil selecciona y adquiere un sistema.
- \bullet
- Estado de Reposo 2024 de Estación Móvil - en el cual la estación móvil monitoriza los mensajes por el canal f-csch.
- \bullet
- Estado 2026 de Acceso al Sistema - en el cual la estación móvil envía mensajes a la estación base por el canal r-csch.
- \bullet
- Estado 2028 de Control de Estación Móvil sobre el Canal de Tráfico - en el cual la estación móvil se comunica con la estación base utilizando los canales f-dsch y r-dsch. Después de que se efectúa el encendido de la estación móvil, ingresará al Subestado de Determinación de Sistema del Estado de Inicialización de la Estación Móvil con una indicación de encendido. En el Estado 2022 de Inicialización de la Estación Móvil, la estación móvil selecciona primero un sistema para utilizar. Si el sistema seleccionado es un sistema CDMA, la estación móvil procede a adquirir y luego sincronizarse con el sistema CDMA. Si el sistema seleccionado es un sistema analógico, la estación móvil comienza la operación en modalidad analógica.
- En el Estado de Reposo 2024 de Estación Móvil, la estación móvil monitoriza el Canal de Paginación o el Canal de Paginación Rápida. La estación móvil puede recibir mensajes, recibir una llamada entrante (llamada terminada por la estación móvil), iniciar una llamada (llamada originada en la estación móvil), cancelar una llamada de Asignación de Acceso Prioritario y Canal (PACA), iniciar un registro o iniciar una transmisión de mensaje.
- En el Estado 2026 de Acceso al Sistema la estación móvil envía mensajes a la estación base por el canal r-csch y recibe mensajes desde la estación base por el canal f-csch.
- En el Estado 2028 de Control de Estación Móvil sobre el Canal de Tráfico, la estación móvil se comunica con la estación base utilizando los Canales de Tráfico Directo e Inverso.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando la estación móvil se dirige al canal de
tráfico, el procesamiento de llamadas se traslada al estado 2028 de
control de Estación Móvil del canal de tráfico. Al final del uso del
canal de tráfico, el procesamiento de llamadas retrocede al estado
inicial 2022 de Estación Móvil.
Las Figs. 19 y 20 ilustran una estación móvil
que lleva a cabo procedimientos de acceso por el canal de acceso
inverso. El proceso entero de enviar una PDU encapsulada de la Capa
2 y de recibir (o dejar de recibir) un acuse de recibo para la PDU
se llama un intento de acceso (véase la Figura 19). Un intento de
acceso consiste en uno o más subintentos de acceso. Cada
transmisión en el subintento de acceso se llama un sondeo de acceso.
Cada sondeo de acceso consiste en un preámbulo
R-ACH y una cápsula de mensaje
R-ACH. Dentro de un subintento de acceso, las
sondas de acceso se agrupan en secuencias de sondas de acceso. El
R-ACH utilizado para cada secuencia de sondas de
acceso se escoge seudoaleatoriamente entre todos los
R-ACH asociados con el F-PCH actual.
Si sólo hay un R-ACH asociado el
F-PCH actual, todas las sondas de acceso dentro de
una secuencia de sondas de acceso se transmiten por el mismo
R-ACH. Si hay más de un R-ACH
asociado al F-PCH actual, las sondas de acceso
dentro de una secuencia de sondas de acceso pueden transmitirse por
distintos R-ACH asociados al F-PCH
actual. Cada secuencia de sondas de acceso consiste en hasta 1 +
NUM_STEP sondas de acceso. La primera sonda de acceso de cada
secuencia de sondas de acceso se transmite en un nivel de potencia
inicial determinado por la Capa Física, con respecto al nivel de
potencia nominal de bucle abierto. Cada sonda de acceso posterior
dentro de una secuencia de sondas de acceso se transmite a un nivel
de potencia que es una función de los parámetros proporcionados por
la estación base. La temporización de sondas de acceso y de
secuencias de sondas de acceso se expresa en términos de ranuras de
R-ACH. La transmisión de una sonda de acceso
comienza en el inicio de una ranura de R-ACH. La
temporización del inicio de cada secuencia de sondas de acceso se
determina seudoaleatoriamente. Para cada secuencia de sondas de
acceso, se genera seudoaleatoriamente un retardo de retroceso, RS,
de entre 0 y 1 + BKOFF ranuras. Se impone un retardo adicional por
el empleo de una prueba de persistencia aleatoria que determina el
valor del Retardo de Persistencia. El retardo entre las sondas de
acceso de una secuencia de sondas de acceso se genera
seudoaleatoriamente. Si la subcapa multiplexadora del canal común
transmite todas las sondas de acceso dentro de una secuencia de
sondas de acceso por el mismo R-ACH asociado al
F-PCH actual, la siguiente sonda de acceso se
transmite después de un retardo de retroceso adicional, RT, de
entre 0 y 1 + PROBE_BKOFF ranuras. Si la subcapa multiplexadora del
canal común selecciona seudoaleatoriamente un R-ACH
entre todos los R-ACH asociados al
F-PCH actual, la siguiente sonda de acceso se
transmite después de un retardo de retroceso adicional, RT, de entre
0 y PROBE_BKOFF ranuras.
La transmisión de mensajes de señalización por
el canal de acceso inverso implica que la Estación Móvil envíe un
mensaje a un nivel de potencia inicial e inicie un "temporizador
de retransmisión". Si se recibe un acuse de recibo antes de la
expiración del temporizador de retransmisión, se considera que el
mensaje está transmitido con éxito y que la estación móvil es capaz
entonces de procesar el siguiente mensaje. Sin embargo, si el
temporizador de retransmisión expira antes de la recepción del
acuse de recibo, la estación móvil retransmite el mensaje a un
nivel de potencia superior. Este procedimiento se repite hasta que
el mensaje se entrega con éxito, o bien se alcanza el máximo número
permitido de retransmisiones.
Hay un cierto retardo asociado a cada acceso por
el canal de acceso inverso. El retardo es una función de la
longitud del mensaje, y del número de retransmisiones requeridas
para entregar con éxito el mensaje, así como de otros factores.
Según los procedimientos actuales, cuando se dispone de múltiples
mensajes a transmitir, cada uno de estos mensajes incurre
independientemente en el retardo de acceso. Así, el tiempo total
requerido para entregar con éxito todos los mensajes es la suma
resultante de los retardos para entregar secuencialmente cada uno
de los mensajes individuales. La encapsulación de dos o más de tales
mensajes en un único mensaje y la realización de un único acceso da
como resultado un retardo de acceso reducido. Esto es especialmente
cierto cuando el tamaño de los mensajes constituyentes no es
demasiado grande y la tasa de errores de mensajes del mensaje
encapsulado está dentro de la gama de la tasa de errores de mensajes
de los mensajes constituyentes individuales.
La Fig. 21 es un diagrama de temporización que
ilustra el procedimiento actual de transmitir mensajes de acceso en
un sistema cdma2000. La línea superior representa una línea del
tiempo para señalizar por el canal de acceso inverso, es decir, el
canal de transmisión de acceso desde la estación móvil a la estación
base. La línea inferior representa una línea del tiempo para la
retransmisión por el canal directo, es decir, el canal de
transmisión desde la estación base a la estación móvil. Las flechas
verticales que apuntan hacia abajo sobre el canal de acceso inverso
indican mensajes que van quedando disponibles para su transmisión en
la estación móvil. Por ejemplo, con respecto al canal de acceso
inverso, en un primer momento t1, un primer mensaje (M1) está
disponible para su transmisión en la estación móvil. Las flechas
verticales que apuntan hacia abajo por el canal directo indican
mensajes recibidos en la estación móvil desde la estación base.
Continuando con la Fig. 21, en el momento t2 un
segundo mensaje (M2) está disponible para su transmisión en la
estación móvil. Los mensajes son mensajes de señalización, tales
como un mensaje de origen para una llamada, y/o un mensaje de
ráfaga de datos. Está disponible una gran variedad de tipos de
mensajes, y cualquier combinación de los mismos puede ser procesada
por el sistema. En el momento t3 se transmite el mensaje M1 a un
primer nivel de potencia. La flecha vertical que apunta hacia
arriba indica la transmisión por el canal asociado. También en el
momento t3, se inicia el temporizador de retransmisión. El
temporizador de retransmisión expira, y, en el momento t4, el
mensaje M2 se retransmite a una potencia superior y/o un nivel de
energía mayor. Nuevamente se reinicia el temporizador de
retransmisión. El temporizador expira nuevamente y el mensaje M1 se
transmite nuevamente en el momento t5. En coordinación con el canal
de acceso inverso, el mensaje M1 es recibido en la estación base
algo después del momento t5, en respuesta a lo cual, en el momento
t9, la estación móvil recibe un acuse de recibo exitoso del mensaje
M1. En el momento t6 el mensaje M2 es transmitido por la estación
móvil por el canal de acceso inverso. Como antes, se reinicia el
temporizador de retransmisión al transmitir el mensaje M2. El
mensaje M2 se transmite tres veces, t6, t7, t8, antes de la
recepción y acuse de recibo con éxito (en el momento t10) por parte
de la estación base.
Según una realización, el sistema emplea un
nuevo mensaje de señalización que encapsula múltiples mensajes de
señalización constituyentes en un mensaje compuesto. El mensaje se
encapsula en la capa 3, o L3. En este caso, el mensaje encapsulado
entregado a las capas inferiores es visto como un nuevo mensaje por
las capas inferiores y, por ello, las capas inferiores no son
conscientes del hecho de que múltiples mensajes de señalización
están contenidos dentro de él.
La Fig. 22 es un diagrama de temporización que
ilustra este procedimiento de establecimiento de llamada utilizando
mensajes encapsulados. Como antes, los mensajes M1 y M2 está
disponibles para su transmisión por el canal de acceso inverso en
los momentos t1 y t2, respectivamente. En esta realización, los
mensajes M1 y M2 se encapsulan en un mensaje y se transmiten juntos
en el momento t3. Se proporcionan dos retransmisiones en los
momentos t4 y t5. Después de lo cual el mensaje encapsulado es
recibido con éxito por la estación base y se recibe un acuse de
recibo en el momento t6. Al comparar el tiempo de retardo incurrido
por la presente realización con el del procedimiento secuencial de
la Fig. 21, hay una reducción en la latencia total de los dos
mensajes.
En una realización, las cabeceras y remates (u
otros procedimientos de la capa inferior) del Control de Acceso al
Enlace (LAC) se aplican al mensaje único encapsulado. Los
procedimientos de acuse de recibo se aplican al único mensaje
encapsulado. En los cuales se evalúa el mensaje encapsulado recibido
basándose en las técnicas de corrección de errores empleadas, tal
como la Comprobación de Redundancia Cíclica (CRC), con respecto al
mensaje entero. En esta realización, los mensajes individuales
constituyentes no se evalúan independientemente.
La Fig. 23 ilustra el proceso empleado en el
procedimiento de transmisión de la Fig. 22. Un mensaje encapsulado
i se transmite en la etapa 2100. El mensaje encapsulado i incluye
múltiples mensajes individuales. El mensaje encapsulado i es
procesado por la capa LAC como un único mensaje. Esto indica que se
aplica un esquema común de corrección de errores, y que los
mensajes no son diferenciados hasta que se reciben en el receptor.
Si no se recibe con éxito el mensaje encapsulado entero, entonces
ninguno de los mensajes individuales es extraíble. En el rombo 2102
de decisión, el proceso determina si se ha recibido un acuse de
recibo. Si no es así, el procesamiento vuelve a la etapa 2100 para
retransmitir el mensaje i. Observe que, según los detalles
específicos del sistema, puede permitirse un número predeterminado
de retransmisiones antes de adoptar otro curso de acción. De manera
similar, un procedimiento de control de potencia, por el cual la
potencia se ajusta en cada retransmisión, puede implementarse con
el procedimiento de retransmisión. Al recibir un acuse de recibo, el
procesamiento continúa en la etapa 2104 a fin de incrementar el
índice i para procesar el siguiente mensaje.
En una realización alternativa, los mensajes
individuales de señalización se entregan a la subcapa de Control de
Acceso al Enlace (LAC) con la indicación de que los mensajes han de
transmitirse juntos. En este caso, la capa LAC está activamente
involucrada en la encapsulación de múltiples mensajes en un único
mensaje. La capa LAC puede concatenar los múltiples mensajes de
señalización en una única PDU de la capa L3. Esto es equivalente a
que L3 realice la encapsulación. Como alternativa, la capa LAC puede
tratar cada mensaje de señalización como un mensaje individual,
pero transmitirlos como un único sondeo de acceso. En este caso, las
cabeceras y remates LAC se aplican a cada mensaje individual (Exc.
CRC). Aunque la capa LAC es consciente de la encapsulación, la capa
de Control de Acceso al Medio (MAC) y las capas inferiores,
generalmente, no son conscientes de la encapsulación. La Estación
Base puede ser capaz de procesar un mensaje incluso si el otro
mensaje tiene un error. Observe que, en este caso, el procedimiento
de acuse de recibo se modifica para indicar cuáles de los mensajes
transmitidos fueron correctamente recibidos. La Estación Móvil puede
retransmitir las partes que no fueron recibidas correctamente.
La Fig. 24 ilustra el proceso empleado en el
procedimiento de transmisión de la Fig. 22. En la etapa 2106, se
transmite un mensaje encapsulado que incluye múltiples mensajes. En
esta realización, sin embargo, cada uno de los múltiples mensajes
está individualmente identificado. La capa LAC aplica mecanismos
individuales de corrección de errores, en los cuales, si se pierde
uno de los mensajes, los otros pueden recibirse con éxito. En el
rombo 2108 de decisión el proceso determina si todos los mensajes
dentro del mensaje encapsulado están correctamente recibidos. Si
todos los mensajes están recibidos, el proceso termina. Si al menos
uno de los mensajes no está correctamente recibido, el proceso
continúa hasta la etapa 2110, para transmitir el mensaje frustrado
como parte de un nuevo mensaje encapsulado con otros mensajes.
Observe que, si ningún otro mensaje está pendiente, el mensaje
frustrado puede transmitirse solo.
La Fig. 25 ilustra una realización, en la cual
la estación móvil determina el número de mensajes a encapsular
basándose en una tasa de errores de trama, deseada o aceptable, del
mensaje encapsulado. En la etapa 2200, el proceso determina el
número de mensajes a empaquetar. En la etapa 2202 el proceso prepara
el mensaje encapsulado. Esto puede involucrar a cualquiera de los
procedimientos mencionados aquí anteriormente, o puede considerar
procedimientos alternativos de encapsulación, en donde los mensajes
múltiples se envían como una única unidad. En la etapa 2204 el
proceso transmite el mensaje encapsulado. El proceso determina, en
el rombo 2206 de decisión, si están recibidas todas las partes. Si
todas las partes (es decir, mensajes) están recibidas, el
procesamiento acaba o vuelve a la etapa 2200 para empaquetar el
siguiente conjunto de mensajes. Si al menos un mensaje del mensaje
encapsulado no fue correctamente recibido, el procesamiento continúa
en la etapa para retransmitir los mensajes no recibidos.
La Fig. 26 ilustra un aparato de estación móvil
que incluye un procesador 2302 y las aplicaciones 2304, cada cual
acoplado con un bus 2312 de comunicación. Además, el módulo 2306 de
encapsulación, los circuitos 2308 de transmisión/recepción y el
selector 2310 de canal están acoplados al bus 2312 de comunicación.
Los mensajes se generan en las aplicaciones 2304 y/o el procesador
2302, son procesados por el procesador 2302 y proporcionados al
módulo 2306 de encapsulación. El módulo 2306 de encapsulación
encapsula múltiples mensajes y proporciona el mensaje encapsulado a
los circuitos 2308 de transmisión/recepción. Observe que el módulo
2306 de encapsulación puede permitir al usuario seleccionar el
procedimiento deseado de transmitir mensajes de señalización.
Considerando los mensajes múltiples, que
incluyen un Mensaje de Origen y un Mensaje de Ráfaga de Datos que
se encapsulan juntos, se anticipa que el comportamiento de la capa
L3 será similar al envío del Mensaje de Origen solo. Esto también
se anticipa para la encapsulación del Mensaje de Respuesta de
Paginación y el Mensaje de Ráfaga de Datos, que serán similares a
un Mensaje de Respuesta de Paginación solo. Cuando se encapsulan
juntos dos mensajes de ráfaga de datos, se anticipa que el
comportamiento será similar a enviar un único mensaje de ráfaga de
datos.
Un ejemplo de cómo puede ser el Mensaje
Encapsulado se da en lo siguiente:
Además del campo NUM_ENCAPSULATED_MSGS, la
estación móvil incluirá los siguientes registros de 4 campos:
Los campos precitados se definen como:
NUM_ENCAPSULATED_MSGS - Número de mensajes L3
encapsulados, en donde la estación móvil fijará este campo en el
número de mensajes L3 encapsulados en este mensaje.
La estación móvil incluirá NUM_ENCAPSULATED_MSGS
ocurrencias de los siguientes registros de 4 campos:
- MSG_ID - Identificador de Mensaje L3 encapsulado -
- en donde la estación móvil fijará este campo con el identificador de mensaje correspondiente a este mensaje L3.
- L3_MESSAGE_LEN - Longitud del Mensaje L3 encapsulado, en donde la estación móvil fijara este campo con la longitud del mensaje L3.
- L3_MESSAGE - Mensaje L3 encapsulado, en donde la estación móvil fijará este campo con el mensaje L3 encapsulado por este mensaje.
- L3_MESSAGE_RESERVED - Campos reservados, en donde la estación móvil fijará todos los bits de este campo en "0" para hacer que el registro entero quede alineado a múltiplos de octeto.
- Las realizaciones alternativas pueden incluir una gran variedad de procedimientos para la identificación del mensaje encapsulado. La presente realización se proporciona como un ejemplo de un procedimiento para proporcionar información al receptor en cuanto a que se está transmitiendo un mensaje encapsulado.
Debería observarse que en todas las
realizaciones anteriormente descritas las etapas de procedimiento
pueden intercambiarse sin apartarse del ámbito de la invención.
Aquellos versados en la técnica entenderán que
la información y las señales pueden representarse utilizando una
cualquiera entre una gran variedad de distintas tecnologías y
técnicas. Por ejemplo, los datos, instrucciones, comandos,
información, señales, bits, símbolos y chips que puedan mencionarse
por toda la descripción anterior pueden representarse por voltajes,
corrientes, ondas electromagnéticas, campos o partículas magnéticas,
campos o partículas ópticas, o cualquier combinación de los
mismos.
Los versados apreciarán adicionalmente que los
diversos bloques lógicos, módulos, circuitos y etapas algorítmicas
ilustrativas descritas con respecto a las realizaciones aquí
reveladas pueden implementarse como hardware electrónico, software
de ordenador, o combinaciones de los mismos. Para ilustrar
claramente esta intercambiabilidad del hardware y el software, se
han descrito anteriormente diversos componentes, bloques, módulos,
circuitos y etapas ilustrativas, generalmente en términos de su
funcionalidad. Si tal funcionalidad se implementa como hardware o
software depende de la aplicación específica y las restricciones de
diseño impuestas sobre el sistema general. Los artesanos
experimentados pueden implementar la funcionalidad descrita de
diversas maneras para cada aplicación específica, pero tales
decisiones de implementación no deberían interpretarse como
causantes de una desviación del ámbito de la presente
invención.
Los diversos bloques lógicos, módulos y
circuitos ilustrativos descritos con relación a las realizaciones
aquí reveladas pueden implementarse o realizarse con un procesador
de propósito general, un procesador de señales digitales (DSP), un
circuito integrado específico para la aplicación (ASIC), una
formación de puertos programables en el terreno (FPGA) u otro
dispositivo lógico programable, lógica discreta de puertos o
transistores, componentes discretos de hardware, o cualquier
combinación de los mismos diseñado para realizar las funciones aquí
descritas. Un procesador de propósito general puede ser un
microprocesador, pero, alternativamente, el procesador puede ser
cualquier procesador convencional, controlador, microcontrolador o
máquina de estados. Un procesador también puede implementarse como
una combinación de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de
microprocesadores, uno o más microprocesadores conjuntamente con un
núcleo de DSP, o cualquier otra tal combinación.
Las etapas de un procedimiento o algoritmo
descrito con respecto a las realizaciones aquí reveladas pueden
realizarse directamente en hardware, en un módulo de software
ejecutado por un procesador, o en una combinación de los dos. Un
módulo de software puede residir en memoria RAM, memoria flash,
memoria ROM, memoria EPROM, memoria EEPROM, registros, un disco
rígido, un disco extraíble, un CD-ROM, o cualquier
otra forma de medio de almacenamiento conocido en la técnica. Un
medio de almacenamiento ejemplar se acopla con el procesador de
forma tal que el procesador pueda leer información de, y grabar
información en, el medio de almacenamiento. Como alternativa, el
medio de almacenamiento puede estar integrado con el procesador. El
procesador y el medio de almacenamiento pueden residir en un ASIC.
El ASIC puede residir en un terminal de usuario. Como alternativa,
el procesador y el medio de almacenamiento pueden residir como
componentes discretos en un terminal de usuario.
La anterior descripción de las realizaciones
reveladas se proporciona para permitir que cualquier persona
versada en la técnica haga o utilice la presente invención. Diversas
modificaciones a estas realizaciones serán inmediatamente evidentes
para aquellos versados en la técnica, y a la presente invención debe
adjudicársele el ámbito según lo definido por las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (6)
1. Un procedimiento para el establecimiento de
llamadas en un sistema (100) de comunicación inalámbrica, que
comprende:
- encapsular una pluralidad de mensajes (M1; M2) de señalización para formar un mensaje encapsulado (M1 + M2); y
- transmitir el mensaje encapsulado (2106);
- caracterizado porque
- el número de mensajes de señalización a encapsular se determina basándose en una tasa de errores de trama admisible del mensaje encapsulado.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente:
- aplicar un mecanismo de corrección de errores al mensaje encapsulado.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente:
- aplicar un mecanismo de corrección de errores a cada mensaje dentro del mensaje encapsulado.
4. Un aparato utilizado para establecer una
llamada en un sistema (100) de comunicación inalámbrica, que
comprende:
- medios para encapsular una pluralidad de mensajes de señalización (M1; M2) a fin de formar un mensaje encapsulado (M1 + M2); y
- medios para transmitir el mensaje encapsulado (2106);
caracterizado porque está adaptado para
determinar el número de mensajes de señalización a encapsular
basándose en una tasa de errores de trama admisible del mensaje
encapsulado.
5. Un aparato según la reivindicación 4, que
comprende adicionalmente medios para aplicar un mecanismo de
corrección de errores al mensaje encapsulado.
6. Un aparato según la reivindicación 4, que
comprende adicionalmente medios para aplicar un mecanismo de
corrección de errores a cada mensaje dentro del mensaje
encapsulado.
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