ES2553616T3 - Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado - Google Patents

Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado Download PDF

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ES2553616T3 ES08152967.9T ES08152967T ES2553616T3 ES 2553616 T3 ES2553616 T3 ES 2553616T3 ES 08152967 T ES08152967 T ES 08152967T ES 2553616 T3 ES2553616 T3 ES 2553616T3
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Abstract

Un dispositivo (36) de comunicación de AMDC, acceso múltiple por división de código, que comprende: una primera entidad (66) de CAM, controlador de acceso al medio, configurada para dar salida a un primer canal de control y un CTD, canal de tráfico dedicado, la primera entidad de CAM siendo una entidad CAM-d, CAM dedicada, y el primer canal de control siendo un CCD, canal de control dedicado; y una segunda entidad (60) de CAM, configurada para generar un canal de acceso (56, 58), la segunda entidad de CAM que incluye: un multiplexador de canal configurado para recibir datos, los datos siendo llevados por el primer canal de control, el CTD y un segundo canal de control, el multiplexador de canal estando también configurado para multiplexar los datos recibidos, caracterizado por que la segunda entidad de CAM comprende un mecanismo de programación (74) configurado para recibir los datos multiplexados y programar los datos multiplexados para la transmisión en el canal de acceso de acuerdo con una prioridad de los datos multiplexados, cuya prioridad se basa en un tipo de los datos multiplexados.

Description

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DESCRIPCION
Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado ANTECEDENTES
La invencion se refiere, en general, a canales usados por multiples usuarios en un sistema inalambrico de espectro ensanchado y de acceso multiple por division de codigo. Mas espedficamente, la invencion se refiere a un sistema y metodo para establecer prioridades y controlar el flujo de datos en canales comunes y compartidos de un sistema de espectro ensanchado.
La figura 1 ilustra un sistema de comunicacion inalambrico 18 de acceso multiple por division de codigo (AMDC) de espectro ensanchado simplificado. Dentro del sistema 18, un nodo b 26 se comunica con equipos de usuario (EU) 20-24 asociados. El nodo b 26 tiene un solo controlador de sitio (CS) 30, asociado con una sola estacion de base 28 (como se muestra en la figura 1) o con multiples estaciones de base 28. Un grupo de nodos b 26, 32, 34 esta conectado con un controlador de red de radio (CRR) 36. Para transmitir comunicaciones entre los CRR 36-40 se utiliza una interfaz (IUR) 42 entre ellos. Cada CRR 36-40 esta conectado a un centro de conmutacion movil (CCM) 44, que a su vez esta conectado a la red central 46.
Para comunicarse dentro del sistema 18 se usan muchos tipos de canales de comunicacion, tales como dedicados, compartidos y comunes. Los canales dedicados transmiten datos entre un nodo b 26 y un EU 20-24 particular. Los canales comunes y compartidos son usados por multiples EU 20-24 o usuarios. Todos estos canales transportan una diversidad de datos que incluyen datos de trafico, control y senalizacion.
Puesto que los canales compartidos y comunes transportan datos para diferentes usuarios, los datos se envfan usando unidades de datos de protocolo (UDP) o paquetes. Como se muestra en la figura 2, para regular el flujo de datos de diferentes fuentes 48-52 hacia un canal 56, se usa un controlador 54. Un canal comun usado para transmitir datos a los EU 20-24 es el canal de acceso directo comun (CADC) 58. Como se muestra en la figura 3, el CADC 58 tiene origen en un CRR 36 y se emite a un nodo b 28-34 para su transmision inalambrica como senal de espectro ensanchado a los EU 20-24. El CADC 58 transporta varios tipos de datos desde diferentes fuentes, tales como un canal de control comun (CCC), un canal de control y trafico dedicado (CCD y CTD) y una senalizacion de control de canales compartidos de bajada y subida (CCB y CCS). El CADC 58 tambien transporta senalizacion de control fuera de banda, tal como demandas de repeticion automaticas hubridas (DRA-H), y datos similares transmitidos, a traves del IUR 42, desde otros CRR 38-40, tales como datos de control de CcC, CcD, CTD y DRA- H.
El CRR 36 usa varios controladores para controlar el flujo de datos. Un controlador de enlace de radio CER 64 gestiona el CCC. El controlador de acceso al medio dedicado (CAM-d) 66 gestiona el CCD, el CTD y alguna senalizacion DRA-H fuera de banda. El controlador de acceso al medio compartido (CAM-comp) 68 gestiona el CCB, la senalizacion de control de CCS y la senalizacion de control de DRA-H fuera de banda. El control del CADC 58 es el controlador de acceso al medio comun (CAM-c) 60.
Debido a las multiples fuentes 48-52 de datos que pueden transmitirse a traves de un canal comun o compartido, los controladores 54 de canal ponen los datos en cola antes de ser transmitidos. Si se produce una gran acumulacion en la cola, los datos experimentan un tiempo de espera en ella. Un gran tiempo de espera en ciertos datos, tales como datos de control, provocara el fallo de un canal. Para aliviar este problema, la tecnica anterior descargaba bruscamente la cola para reducir la congestion, o re-encaminaba los datos. La descarga brusca de la cola da lugar a la perdida de datos y requiere que se vuelvan a transmitir, lo que no es deseable. El re-encaminamiento de datos que ya estan haciendo cola crea una duplicacion de datos en el sistema y no resuelve la congestion existente. En consecuencia, es deseable reducir el tiempo de espera de datos en canales compartidos y comunes sin los problemas asociados con la tecnica anterior.
El documento TS 25.321 V2.0.0 (1999-04), 3GPP, “MAC protocol specification” describe una arquitectura CAM de lado RARTU relativo al trafico que involucra un CAM-c, un CAM-comp y un CAM-d.
COMPENDIO
La invencion se define en las reivindicaciones adjuntas.
En un controlador asociado al canal multiusuario se reciben datos en paquetes de una pluralidad de fuentes. Se establece la prioridad de cada paquete de datos en paquetes basandose, en parte, en la capacidad de re- encaminamiento de la clase de tipos de datos. Cada paquete esta programado para ser transmitido a traves del canal multiusuario basandose, en parte, en el establecimiento de prioridades. Una acumulacion de datos en paquetes que esperan en cola es rastreada o seguida el curso para transferir en el canal multiusuario. Basandose en parte de la cola rastreada, se limita el flujo de datos de cada fuente.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una ilustracion simplificada de un sistema de comunicacion inalambrico de espectro
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ensanchado.
La figura 2 es una ilustracion de datos que fluyen hacia un canal comun o compartido.
La figura 3 es una ilustracion de datos que fluyen hacia un canal CADC en un CRR.
La figura 4 es una ilustracion de un esquema de establecimiento de prioridades.
La figura 5 es un esquema de establecimiento de prioridades para uso en un canal CADC.
La figura 6 representa un mecanismo de reserva usado en un canal comun o compartido.
La figura 7 representa ventanas de fuentes de datos usadas en un canal comun o compartido.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
El establecimiento de prioridades 70 de datos se usa para reducir el tiempo de espera de datos en un controlador 54 de canal multiusuario, como se ilustra en la figura 4. Ciertos datos deben ser transmitidos a traves un canal comun o compartido en particular, que se muestra en la figura como "obligatorio" 88. Otros datos se envfan preferiblemente por el canal particular pero pueden re-encaminarse hacia otro canal, tal como un canal dedicado. Estos datos se denominan de "mejor esfuerzo" 90. Puesto que los datos "obligatorios" 88 no pueden re-encaminarse, tienen prioridad sobre los datos de "mejor esfuerzo" 90.
El tipo de datos de un paquete, tales como datos de control 96, senalizacion 98 y trafico 100, tambien se usa para el establecimiento de prioridades. Para llevar a cabo el establecimiento de prioridades de los tipos de datos, se separan los paquetes de datos de control 96 y senalizacion 98 de los paquetes de datos de trafico 100. Un enfoque para separar los paquetes es agrupar paquetes de tipos de datos similares antes de ser recibidos en el controlador 54. Alternativamente, los paquetes emitidos por cada canal, antes de ser recibidos por el controlador 54, estan provistos de una bandera o identificador que indica el tipo de datos de los paquetes.
Puesto que un retraso prolongado en la transmision de datos de control 96 o senalizacion 98 provoca la congelacion de un canal, se proporciona una mayor prioridad a los datos de control 96 y senalizacion 98 que a los datos de trafico 100. Ademas, los datos comunes o compartidos 92 asociados a multiples usuarios tienen una prioridad mas alta que los datos dedicados 94, para un solo usuario. Tfpicamente, el esquema de establecimiento de prioridades de datos se almacena en la logica del controlador de canal multiusuario.
Durante los periodos de congestion elevada, los datos se re-encaminan a otros canales basandose en su prioridad 70. Por ejemplo, los datos de trafico dedicados de mejor esfuerzo son re-encaminados, y los datos de control comunes obligatorios no lo son. Al re-encaminar datos, en lugar de ponerlos en cola, no se requeriran retransmisiones. En consecuencia, la cantidad de datos que forman cola se reduce, dando lugar a un menor tiempo de espera de datos. Por otra parte, como los datos re-encaminados nunca son puestos en cola, se elimina la duplicacion de datos experimentada en la tecnica anterior.
En la figura 5 se muestra un esquema 72 de establecimiento de prioridades para uso en un CADC 58. Puesto que el CCB y la DRA-H del CAM-comp tienen datos de control compartidos obligatorios, tienen la prioridad mas elevada o maxima. Aunque la DRA-H del CAM-d tiene datos de control obligatorios, al ser dedicada, se le asigna una prioridad ligeramente menor o prioridad alta. El CCC y el CCD se usan para senalizacion y tienen el nivel siguiente de prioridad o nivel medio. El nivel de prioridad mas bajo es asignado al CTD porque tiene datos de trafico dedicados de mejor esfuerzo.
Para facilitar este esquema 72 de establecimiento de prioridades en el CADC 58, se requieren modificaciones en el CRR 36. Como se muestra en la figura 3, el CAM-d 66 de la tecnica anterior controla el CcD, el CTD y la DRA-H del CAM-d. Como se muestra en la figura 5, cada una de estas fuentes tiene una prioridad diferente. Puesto que estos datos son multiplexados antes del establecimiento de prioridades en el CAM-d 66, el multiplexor del CAM-d 66 es movido al CAM-c 60 para permitir el establecimiento de prioridades en el CAM-c 60. Alternativamente, el CAM-d 66 puede emitir la prioridad y clase (obligatoria o de mejor esfuerzo), tal como mediante una bandera o identificador, de cada paquete de datos multiplexados, para el establecimiento de prioridades en el CAM-c 60. Los datos controlados por el CER 64 y el CAM-comp 68 tienen la misma prioridad, y, en consecuencia, ninguno requiere modificaciones. Usando la lista de prioridades almacenada, se programa la transmision de los datos de las distintas fuentes y se re- encaminan durante los periodos de alta congestion.
Otra tecnica para reducir el tiempo de espera de datos, que puede combinarse con el establecimiento de prioridades, es el control del flujo de datos entre los distintos controladores. Como se muestra en la figura 6, se usa un mecanismo de programacion 74 para regular los datos que entran en el canal comun o compartido 56. El mecanismo de programacion 74 rastrea o sigue el curso de la acumulacion de datos en la cola del controlador. Si el mecanismo 74 reconoce que hay congestion y que durante un cierto espacio de tiempo los datos no seran transmitidos, el acceso al canal 56 limita el flujo de datos desde las fuentes individuales de datos. Las fuentes individuales reconoceran la necesidad de re-encaminar datos o de no intentar la transmision. Usando un mecanismo de control de flujo con un CADC, un CAM y un CER (capa 2), se disminuye el tiempo de espera de senalizacion y, por lo tanto, se aumenta la eficiencia.
Para impedir la monopolizacion del canal comun o compartido 56 por una fuente 48-52 de datos, pueden usarse ventanas variables 76-86, como se muestra en la figura 7. Cada fuente 48-52 de datos tiene una o multiples
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ventanas 76-86 de datos pendientes en la cola que este permitida. El tamano de la ventana 76 se basa en los requisitos de la fuente espedfica. La ventana 76 se ajusta dinamicamente en respuesta a la disponibilidad de la cola. A medida que la disponibilidad del canal aumenta, el tamano de las ventanas aumenta, lo que aumenta el numero de paquetes pendientes. A la inversa, a medida que la disponibilidad disminuye, el tamano de la ventana disminuye, lo que disminuye el numero de paquetes pendientes. Como consecuencia de la disminucion de las ventanas, las fuentes de datos re-encaminan o detienen la emision de paquetes a las ventanas.
Lista detallada
Punto 1. Un mecanismo de programacion (74) para controlar datos en paquetes desde multiples tipos de fuentes (48-52) de datos, incluyendo fuentes (48-52) de datos que tienen datos que se pueden re-encaminar y fuentes (48-52) de datos que tienen datos que no se pueden re-encaminar, los multiples tipos de fuentes (4852) de datos fluyendo dentro de un canal (56) multiusuario en un sistema de comunicacion inalambrico de acceso multiple por division de codigo, el mecanismo (74) caracterizado por:
una cola (54) asociada con el canal (56) multiusuario que tiene una entrada configurada para recibir datos en paquetes entrantes desde una pluralidad de colas de fuentes (48-52) de datos, la cola (54) del canal multiusuario dando salida a los datos en paquetes recibidos para la transmision sobre el canal (56) multiusuario;
la pluralidad de las colas de fuentes (76-86) de datos, cada cola de fuentes (76-86) de datos exclusivamente asociada con cada fuente (48-52) de datos, y teniendo una entrada configurada para recibir datos desde esa fuente de datos (48-52) de la cola, cada cola de fuente (48-52) de datos capaz de variar su capacidad; y
en el que la capacidad de variacion de cada cola de fuente (48-52) de datos cambia basandose en una parte de la disponibilidad de la cola (54) de canal multiusuario.
Punto 2. El mecanismo (74) del punto 1, ademas caracterizado por que la capacidad de variacion de cada cola de fuente (48-52) de datos disminuye cuando la disponibilidad del canal de multiusuario aumenta y aumenta cuando la disponibilidad del canal multiusuario disminuye.

Claims (20)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo (36) de comunicacion de AMDC, acceso multiple por division de codigo, que comprende:
    una primera entidad (66) de CAM, controlador de acceso al medio, configurada para dar salida a un primer canal de control y un CTD, canal de trafico dedicado, la primera entidad de CAM siendo una entidad CAM-d, CAM dedicada, y el primer canal de control siendo un CCD, canal de control dedicado; y una segunda entidad (60) de CAM, configurada para generar un canal de acceso (56, 58), la segunda entidad de CAM que incluye:
    un multiplexador de canal configurado para recibir datos, los datos siendo llevados por el primer canal de control, el CTD y un segundo canal de control, el multiplexador de canal estando tambien configurado para multiplexar los datos recibidos, caracterizado por que la segunda entidad de CAM comprende
    un mecanismo de programacion (74) configurado para recibir los datos multiplexados y programar los datos multiplexados para la transmision en el canal de acceso de acuerdo con una prioridad de los datos multiplexados, cuya prioridad se basa en un tipo de los datos multiplexados.
  2. 2. El dispositivo de comunicacion de AMDC de la reivindicacion 1, en el que la segunda entidad de CAM esta ademas configurada para limitar una cantidad de datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso.
  3. 3. El dispositivo de comunicacion de AMDC de la reivindicacion 1 o 2, en el que la segunda entidad de CAM esta ademas configurada para limitar una porcion de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso en base a si la porcion de los datos multiplexados esta asociada con el primer canal de control, con el segundo canal de control o con el CTD.
  4. 4. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una ventana (50, 52) esta asociada con cada uno de los primeros canales de control, el segundo canal de control y el CTD; la segunda entidad de CAM esta ademas configurada para limitar una cantidad de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso controlando un tamano de la ventana asociada con cada uno de dichos primer canal, segundo canal y CTD.
  5. 5. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el dispositivo de comunicacion de AMDC que comprende ademas una entidad de control de flujo configurada para limitar la puesta en la memoria intermedia de una porcion de los datos recibidos en la segunda entidad de CAM, la porcion de los datos recibidos estando asociados con el primer canal de control y con el CTD.
  6. 6. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo de programacion esta configurado ademas para programar los datos multiplexados para la transmision sobre un canal compartido de enlace descendente, CCED.
  7. 7. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los datos recibidos incluyen un indicador de la prioridad.
  8. 8. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de comunicacion es un controlador de red de radio, CRR.
  9. 9. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal de acceso es un canal de acceso directo comun, CADC.
  10. 10. El dispositivo de comunicacion de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo de programacion esta configurado para suministrar el canal de acceso a un Nodo-B (26), de manera tal que el Nodo-B transmite el canal de acceso a una pluralidad de equipos de usuario (20-24), EU.
  11. 11. Un metodo de comunicacion, que comprende:
    dar salida a un primer canal de control y a un canal de trafico dedicado, CTD, con una primera entidad de CAM, control de acceso al medio; la primera entidad CAM siendo una entidad de CAM-d, CAM dedicada, y el primer canal de control siendo un canal de control dedicado, CCD.;
    recibir el primer canal de control, el CTD y un segundo canal de control con un multiplexador de canal de una segunda entidad de CAM; el primer canal de control, el segundo canal de control y el CTD llevando los datos, y la segunda entidad de CAM, estando configurada para dar salida a un canal de acceso; multiplexar los datos con el multiplexador de canal, el metodo caracterizado por:
    programar con un mecanismo de programacion de la segunda entidad de cAm, los datos multiplexados para la transmision del canal de acceso de acuerdo con una prioridad de los datos multiplexados, cuya prioridad esta basada en un tipo de los datos multiplexados.
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  12. 12. El metodo de comunicacion de la reivindicacion 11, que comprende ademas limitar una cantidad de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso.
  13. 13. El metodo de comunicacion de la reivindicacion 11 o 12, que comprende ademas limitar una porcion de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso en base a si la porcion de los datos multplexados esta asociada con el primer canal de control, con el segundo canal de control, o con el CTD.
  14. 14. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que una ventana esta asociada con cada una del primer canal de control, el segundo canal de control y el CTD; el metodo comprende ademas limitar una cantidad de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso controlando un tamano de la ventana asociada con cada uno de dichos primer canal de control, segundo canal de control y el CTD.
  15. 15. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, que comprende ademas limitar la puesta en la memoria intermedia de una porcion de los datos recibidos en la segunda entidad de CAM, la porcion de los datos recibidos estando asociados con el primer canal de control y el CTD:
  16. 16. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, que comprende ademas programar los datos multiplexados para la transmision sobre un canal compartido de enlace descendente, CCD.
  17. 17. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que los datos incluyen un indicador de la prioridad.
  18. 18. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que el dispositivo de comunicacion es un controlador de red de radio, CRR.
  19. 19. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, en el que el canal de acceso es un canal de acceso directo comun, CADC.
  20. 20. El metodo de comunicacion de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, que comprende ademas suministrar el canal de acceso al Nodo-B, de manera que el Nodo-B transmite el canal de acceso a una pluralidad de equipos de usuario, EU.
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