BRPI0815152B1 - Método para transmitir um relatório de condição de armazenamento temporário a partir de um dispositivo sem fio para uma estação base de um sistema de comunicações sem fio e dispositivo sem fio para comunicação com uma rede tendo uma pluralidade de estações base - Google Patents

Método para transmitir um relatório de condição de armazenamento temporário a partir de um dispositivo sem fio para uma estação base de um sistema de comunicações sem fio e dispositivo sem fio para comunicação com uma rede tendo uma pluralidade de estações base Download PDF

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Abstract

método de transmissão de dados de enlace reverso e relatórios de condição do armazenamento temporário em um sistema de comunicações sem fio, e dispositivo sem fio para implementação do referido método trata-se de um método para relatar a condição do armazenamento temporário para a transmissão de dados de enlace reverso de um dispositivo sem fio (10) para uma estação base (20). os pacotes do usuário (50), cada um incluindo um respectivo cabeçalho, são armazenados em um primeiro armazenamento temporário (56) do dispositivo sem fio. os pacotes do usuário retirados de- primeiro armazenamento temporário são convertidos em unidades de dados(60) grãvadas em um segundo armazenamento temporário (81). a conversão inclui compactação de cabeçalho aplicada aos cabeçalhos dos pacotes do usuário, dependendo das informações de realimentação recebidas da estação base. o dispositivo sem fio transmite, para a estação base, unidades de dados lidas do segundo armazenamento temporário e um relatório de condição do armazenamento temporário contendo informações sobre a quantidade de dados a ser transmitida a partir do dispositivo sem fio. essas informações levam em conta a quantidade de dados armazenada no primeiro armazenamento temporário.

Description

“MÉTODO PARA TRANSMITIR UM RELATÓRIO DE CONDIÇÃO DE ARMAZENAMENTO TEMPORÁRIO A PARTIR DE UM DISPOSITIVO SEM FIO PARA UMA ESTAÇÃO BASE DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES SEM FIO E DISPOSITIVO SEM FIO PARA COMUNICAÇÃO COM UMA REDE TENDO UMA PLURALIDADE DE ESTAÇÕES BASE” [Campo Técnico]
A presente invenção refere-se à transmissão de pacotes em uma rede de comunicação celular, e, em especial, ao envio de informações de condição do armazenamento temporário (buffer) para pacotes de dados de enlace reverso (uplink) a partir de um dispositivo sem fio para uma estação base. Embora a presente invenção seja descrita a seguir no contexto de uma rede celular do tipo LTE (evolução a longo prazo, ou long term evolution) para fins de ilustração e por esta parecer ser a mais adequada a esse contexto, os especialistas na área de comunicação serão capazes de reconhecer que a invenção ora descrita pode também ser aplicada a vários outros tipos de redes celulares.
[Fundamentos da Invenção]
O Sistema Universal de Telecomunicações Móveis (UMTS) é um sistema de comunicações móveis assíncrono de 3a Geração (3G) que opera em WCDMA (acesso múltiplo por divisão de código em banda larga) baseado nos sistemas europeus, GSM (sistema global para comunicações móveis) e GPRS (serviços gerais de pacote via rádio). A evolução a longo prazo (LTE) do UMTS está sendo discutida pelo projeto de parceria de 3a geração (3GPP), responsável pela padronização do UMTS.
A 3GPP LTE é uma tecnologia que oferece comunicação de pacotes em alta velocidade.
Diversos esquemas foram propostos para o objetivo da LTE, inclusive os que visam a reduzir os custos do usuário e do provedor, melhorar a qualidade do serviço e expandir e melhorar a cobertura e a capacidade do sistema. A 3G LTE requer menor custo por bit, maior disponibilidade de serviço, uso flexível de uma faixa de frequências, uma estrutura simples, uma interface aberta e o consumo adequado de energia de um terminal como requisito de maior nível.
A FIG. 1 é um diagrama de blocos que ilustra a estrutura de rede de um sistema universal de telecomunicações móveis evoluído (E-UMTS). O E-UMTS também pode ser designado por sistema LTE. A rede de comunicações é amplamente implementada para oferecer uma variedade de serviços de comunicação, como voz e pacotes de dados.
Como ilustra a FIG. 1, a rede E-UMTS inclui uma rede de acesso terrestre via rádio UMTS evoluída (E-UTRAN), um Núcleo de Pacotes Evoluído (EPC) e um ou vários equipamentos do usuário. A E-UTRAN pode incluir um ou mais Nós B evoluídos (eNodeB, ou eNB) 20, e vários equipamentos de usuários (UE) 10 podem estar localizados em uma célula.
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Uma ou mais portas de comunicação 30 (gateway) da entidade de gerenciamento de mobilidade (MME)/evolução de arquitetura do sistema (SAE) E-UTRAN podem ser posicionadas na ponta da rede e conectadas a uma rede externa.
Como utilizado na presente invenção, o termo “enlace direto” refere-se à comunicação do eNodeB 20 para o UE 10, e o termo “enlace reverso” refere-se à comunicação do UE para um eNodeB. O UE 10 designa um equipamento de comunicação carregado pelo usuário, podendo ainda ser chamado de estação móvel (MS), terminal do usuário (UT), estação do assinante (SS) ou dispositivo sem fio.
O eNodeB 20 fornece pontos terminais de um plano do usuário e um plano de controle ao UE 10. A porta de comunicação MME/SAE 30 proporciona um ponto terminal de uma função de gerenciamento de mobilidade e sessão ao UE 10. O eNodeB e a porta de comunicação MME/SAE podem ser conectados via uma interface SI.
O eNodeB 20 é geralmente uma estação fixa que se comunica com um UE 10, e também pode ser denominado estação base (BS) ou ponto de acesso. Um eNodeB 20 pode ser implementado por célula. Uma interface para transmissão do tráfego do usuário ou tráfego do controle pode ser usada entre os eNodeBs 20.
A MME oferece várias funções, inclusive distribuição de mensagens de busca (paging) para eNodeBs 20, controle de segurança, controle de mobilidade no estado ocioso, controle da portadora SAE, e criptografia e proteção de integridade da sinalização do estrato não acesso (NAS). O hospedeiro da porta de comunicação SAE oferece funções variadas, inclusive término dos pacotes do plano U por razões de busca, e comutação do plano U para dar suporte à mobilidade do UE. Para fins de clareza, a porta de comunicação MME/SAE 30 será chamada aqui simplesmente de “gateway”; porém, compreende-se que essa entidade inclui tanto um gateway MME quanto SAE.
Uma multiplicidade de nós podem ser conectados entre o eNodeB 20 e o gateway 30 pela interface SI. Os eNodeBs 20 podem ser conectados um ao outro por uma interface X2 e os eNodeBs adjacentes podem ter uma estrutura de rede em malha que contém a interface X2.
A FIG. 2(a) é um diagrama de blocos que representa a arquitetura de uma EUTRAN típica e um EPC típico. Como ilustrado, o eNodeB 20 pode realizar funções de seleção para o gateway 30, roteamento para o gateway durante uma ativação de Controle de Recurso de Rádio (RRC), programação e transmissão e mensagens de paging, programação de transmissão de informações do Canal de Difusão (BCCH), alocação dinâmica dos recursos aos UEs 10 tanto na configuração de enlace reverso e enlace direto, e provisionamento das medições do eNodeB, controle da portadora de rádio, controle de admissão do rádio (RAC) e controle de mobilidade de conexão no estado LTE_ACTIVE. No EPC, e como observado acima, o gateway 30 pode desempenhar as funções de originação do paging,
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3/12 gerenciamento do estado LTE-IDLE, cifragem do plano do usuário, controle de portadora SAE (Evolução da Arquitetura do Sistema), e cifragem e proteção de integridade da sinalização do Estrato “Não Acesso” (NAS).
As FIGS. 2(b) e 2(c) são diagramas de bloco representando o protocolo do plano do usuário e a pilha de protocolos do plano de controle para o E-UMTS. Como ilustrado, as camadas do protocolo podem ser divididas em uma primeira camada (L1), uma segunda camada (L2) e uma terceira camada (L3) baseado nas três camadas inferiores de um modelo padrão de interconexão de sistemas abertos (OSI) bem conhecido na área de sistemas de comunicação.
A camada física, a primeira camada (L1), oferece um serviço de transmissão de informações para uma camada superior utilizando um canal físico. A camada física é conectada a uma camada de controle de acesso ao meio (MAC) localizada em um nível superior através de um canal de transporte, e os dados entre a camada MAC e a camada física são transferidos pelo canal de transporte. Entre as diferentes camadas físicas, a saber, entre as camadas físicas de um lado de transmissão e um lado de recepção, os dados são transferidos pelo canal físico.
A camada MAC da Camada 2 (L2) oferece serviços a uma camada de controle de enlace de rádio (RLC) (que é uma camada superior) via um canal lógico. A camada RLC da Camada 2 (L2) dá suporta à transmissão de dados com confiabilidade. Deve-se observar que a camada RLC ilustrada nas FIGS. 2(b) e 2(c) é representada porque se as funções RLC fossem implementadas e realizadas pela camada MAC, a própria camada RLC não seria necessária. A camada do protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP) da Camada 2 (L2) desempenha uma função de compactação de cabeçalho que reduz informações de controle desnecessárias, de modo que os dados sendo transmitidos pelo uso de pacotes do Protocolo Internet (IP), tal como Ipv4 ou Ipv6, possam ser enviados com eficiência por uma interface de rádio (sem fio) com largura de banda relativamente pequena.
Uma camada de controle de recurso de rádio (RRC) localizada na parte mais inferior da terceira camada (L3) é definida apenas no plano de controle e controla os canais lógicos, os canais de transporte e os canais físicos em relação à configuração, reconfiguração e liberação das portadoras de rádio (RBs). Aqui, a RB designa um serviço fornecido pela segunda camada (L2) para transmissão de dados entre o terminal e a E-UTRAN.
Como ilustra a FIG. 2(b), as camadas RLC e MAC (terminadas em um eNodeB 20 no lado da rede) podem desempenhar funções, como Programação, Solicitação de Repetição Automática (ARQ) e solicitação de repetição automática híbrida (HARQ). A camada PDCP (terminada no eNodeB 20 no lado da rede) pode desempenhar as funções do plano do usuário, como compactação de cabeçalho, proteção de integridade e cifragem.
Como ilustra a FIG. 2(c), as camadas RLC e MAC (terminadas em um eNodeB 20
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4/12 no lado da rede) desempenham as mesmas funções que o plano controle. Como ilustrado, a camada RRC (terminada em um eNodeB 20 no lado da rede) pode desempenhar funções, como difusão, paging, gerenciamento da conexão RRC, controle da Portadora de Rádio (RB), funções de mobilidade e controle e envio de informações de medição do UE. O protocolo de controle NAS (terminado na MME do gateway 30 no lado da rede) pode desempenhar funções, tal como gerenciamento da portadora SAE, autenticação, gerenciamento de mobilidade LTEIDLE, orientação de paging em LTE_IDLE, e controle de segurança para a sinalização entre o gateway e o UE 10.
O protocolo de controle NAS pode usar três estados diferentes; primeiro, um estado LTE_DETACHED, se não houver entidade RRC; segundo, um estado LTE_IDLE, se não houver conexão RRC durante o armazenamento das informações mínimas do UE; e terceiro, um estado LTEACTIVE se a conexão com o RRC for estabelecida. Além disso, o estado RRC pode ser dividido em dois estados diferentes, tal como RRCIDLE e RRCCONNECTED.
No estado RRC_IDLE, o UE 10 pode receber difusões de informações do sistema e informações de paging enquanto o UE especifica uma Recepção Descontínua (DRX) configurada pelo NAS, e foi alocada ao UE uma identificação (ID) que identifica unicamente o UE em uma área de rastreamento. Além disso, no estado RRC-IDLE, nenhum contexto RRC é armazenado no eNodeB.
No estado RRC_CONNECTED, o UE 10 tem uma conexão RRC E-UTRAN e um contexto na E-UTRAN, de modo que a transmissão e/ou recepção de dados para/da rede (eNodeB) se torne possível. Além disso, o UE 10 pode relatar informações de qualidade e informações de realimentação ao eNodeB.
No estado RRCCONNECTED, a E-UTRAN conhece à qual célula pertence o UE
10. Portanto, a rede pode transmitir e/ou receber dados do UE 10, a rede pode controlar a mobilidade (transferência) do UE, e a rede pode realizar medições de célula para uma célula adjacente.
No modo RRC_IDLE, o UE 10 especifica o ciclo DRX de paging (Recepção Descontínua). Especificamente, o UE 10 monitora um sinal de paging em uma ocasião de paging específica de cada ciclo DRX de paging específico do UE.
A FIG. 3 ilustra diagramaticamente o pré-carregamento do tráfego de enlace reverso do usuário na Camada 2 no lado do UE. O tráfego no plano U, recebido da Camada 3, consiste geralmente de pacotes IP 50 com carga útil 51 das camadas de aplicação superiores, a ser processada pela lógica 55 da camada PDCP. Esses pacotes 50 formam unidades de dados de serviço PDCP (SDUs) transferidas a partir das camadas superiores e armazenadas em um armazenamento temporário PDCP 56. Cada pacote 50 tem um cabeçalho 52 que inclui um cabeçalho IP e, possivelmente, outros campos de cabeçalho de um protocolo de camada superior, tal como o protocolo em tempo real (RTP) no caso de uma aplicação
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5/12 de voz via IP (VOIP), por exemplo.
As unidades de dados de protocolo PDCP (PDUs) 60, 70, geradas pela camada PDCP 55 são transferidas para a camada RLC 80, onde são armazenadas em um armazenamento temporário RLC 81. Cada PDCP PDU 60, 70 tem um cabeçalho curto 61, 71 incluindo um número de sequência PDCP e uma indicação do tipo de PDU.
Algumas PDCP PDUs 60 (indicadas no cabeçalho curto 61) transportam tráfego do usuário, geralmente na forma de um pacote IP por PDU. O cabeçalho 52 desse pacote IP é compactado na camada PDCP 55 (o cabeçalho compactado 62 é ilustrado na FIG. 3) por um algoritmo de compactação de cabeçalho chamado ROHC (compactação robusta de cabeçalho). A camada PDCP também pode criptografar os dados do usuário e adicionar um código de autenticação de mensagem para proteção de integridade (MAC-I). A compactação do cabeçalho se baseia no fato de que, em um cabeçalho IP, muitos dos campos não se alteram dinamicamente. Por exemplo, durante uma chamada VoIP, o endereço IP alvo e o endereço IP de origem normalmente permanecem inalterados. Portanto, só é necessário incluir esse tipo de informação quando ela sofre alteração. Os esquemas ROHC podem obter vantagem de diversos tipos de redundâncias nos cabeçalhos de protocolo, como conhecido na técnica. Consulte, por exemplo, a request for comments (RFC) 4995, The Robust Header Compression (ROHC) Framework, publicada em julho de 2007 pela Internet Engineering Task Force (IETF).
Outras PDUs PDCP de enlace reverso 70 (conforme indicadas no cabeçalho curto 71) são PDUs de controle do PDCP que transportam informações de controle, tal como:
- um relatório de condição PDCP sobre SDUs PDCP de enlace direto perdidas ou reconhecidas após uma transferência. Tal relatório de condição é usado pela camada PDCP par no eNodeB servindo à nova célula para determinar quais SDUs PDCP devem ser retransmitidas; e
- informações de controle de compactação de cabeçalho, tal como realimentação RoHC intercalada gerada pelo algoritmo de compactação de cabeçalho a fim de assegurar a robustez do processo de compactação.
Para lidar com a situação em que um pacote que indica uma alteração em um campo de cabeçalho é perdida, o receptor pode enviar tais informações de realimentação RoHC ao emissor, de modo que as informações essenciais, por exemplo, atualizações, sejam repetidas. Desse modo, o emissor deve compactar o cabeçalho o mais tarde possível para assegurar-se de que seja possível reagir nas informações de realimentação RoHC recebidas.
Na FIG. 3, a seta 82 designa a realimentação RoHC, conforme recebida pelo UE 10 em um canal de enlace direto e alimentada ao algoritmo RoHC da camada PDCP 55 executada para a transmissão dos dados de enlace reverso do usuário.
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A camada RLC 80 processa as PDUs PDCP para controlar a transferência de dados no modo transparente, reconhecido ou não-reconhecido e executar os procedimentos de solicitação de repetição automática (ARQ) relevantes. As PDUs RLC para cada canal lógico são passadas para a camada MAC 85, que adicione informações de cabeçalho MAC e realiza outras funções de acesso à mídia, tais como processos de programação ou ARQ híbrida (HARQ).
Um dos procedimentos de sinalização MAC implementados nos canais de transporte de enlace reverso é o procedimento de envio de informações de condição do armazenamento temporário. Ele é usado para fornecer, ao eNodeB 20 servidor, informações sobre a quantidade de dados de enlace reverso armazenados temporariamente no UE 10. Tais informações, junto com outras, como prioridades alocadas a diferentes canais lógicos, são úteis aos algoritmos de programação de enlace reverso executados pela camada MAC do eNodeB 20 para determinar a quais UEs, ou canais lógicos, devem ser concedidos recursos de rádio em um determinado momento. As informações de condição do armazenamento temporário indicam a quantidade de dados disponível para transmissão. No UMTS, as informações de programação indicam os dados armazenados no armazenamento temporário RLC 81, como ilustrado pelo bloco 84 na FIG. 3, e a camada MAC solicita que a camada RLC relate a quantidade de dados disponíveis de modo que a quantidade de dados possa ser relatada à rede em um relatório de condição de armazenamento temporário (BSR) incluído em certas PDUs MAC de enlace reverso.
[Revelação] [Problema Técnico]
No entanto, na LTE, a compactação de cabeçalho é usada com o intuito de reduzir a quantidade de dados mediante a aplicação de uma codificação específica do cabeçalho IP, conforme especificado pelo algoritmo RoHC. Sendo assim, a quantidade de dados enviada à entidade par PDCP é geralmente maior do que a quantidade de dados enviada do PDCP à entidade RLC. A necessidade de inserir PDUs de controle do PDCP de tempo em tempo é outra causa de erros.
Quando se usa o RoHC, não parece ser possível que o transmissor indique o tamanho exato dos dados que ainda precisam ser transmitidos, pois eles precisariam ser compactados antes. Especificamente, as informações de realimentação do receptor podem afetar o tamanho dos dados. Para o transmissor, não é possível saber o tamanho exato dos dados após a compactação até que ela seja realizada; logo, não é possível indicar o tamanho exato do armazenamento temporário.
O objetivo da presente invenção é melhorar a confiabilidade da quantidade de dados armazenados temporariamente relatada por um dispositivo sem fio a uma rede quanto se utiliza a compactação.
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7/12 [Solução Técnica]
Para solucionar o problema técnico, a presente invenção propõe várias modalidades.
Propõe-se aqui um método de transmissão de um relatório de condição de armazenamento temporário a partir de um dispositivo sem fio para uma estação base de um sistema de comunicações sem fio. O método compreende:
- armazenar dados não-compactados em um primeiro armazenamento temporário do dispositivo sem fio; e
- transmitir, do dispositivo sem fio para a estação base, um relatório de condição de armazenamento temporário contendo informações sobre a quantidade de dados nãocompactados a ser transmitida do dispositivo sem fio, sendo as referidas informações dependentes da quantidade de dados não-compactados armazenadas no primeiro armazenamento temporário.
Em uma modalidade, o método adicionalmente compreende determinar o tamanho dos dados compactados dependendo das informações recebidas da estação base. O método também pode compreender:
- realizar a compactação dos dados não-compactados dependendo das informações de realimentação recebidas da estação base;
- armazenar os dados compactados em um segundo armazenamento temporário; e
- transmitir os dados compactados armazenados do dispositivo sem fio para a estação base.
De acordo com outra modalidade, o método compreende:
- armazenar pacotes do usuário em um primeiro armazenamento temporário do dispositivo sem fio, cada pacote do usuário incluindo um respectivo cabeçalho;
- converter os pacotes do usuário retirados do primeiro armazenamento temporário em unidades de dados gravadas em um segundo armazenamento temporário do dispositivo sem fio, sendo que a conversão inclui compactação de cabeçalho aplicada aos cabeçalhos dos pacotes do usuário, dependendo das informações de realimentação recebidas da estação base;
- transmitir, do dispositivo sem fio para a estação base, unidades de dados lidas do segundo armazenamento temporário; e
- transmitir, do dispositivo sem fio para a estação base, um relatório de condição de armazenamento temporário contendo informações sobre a quantidade de dados a ser transmitida do dispositivo sem fio, sendo as referidas informações dependentes da quantidade de dados armazenadas no primeiro armazenamento temporário.
Uma vez que a compactação de cabeçalho leva em conta as informações de realimentação da rede, é desejável aplicá-la o mais tarde possível. Isso significa que a quantida
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8/12 de de dados armazenados em um dado momento no segundo armazenamento temporário (por exemplo, um armazenamento temporário RLC) muitas vezes será pequena comparado à quantidade de dados armazenados ao mesmo tempo no primeiro armazenamento temporário (por exemplo, um armazenamento temporário PDCP). O ato de relatar a condição do armazenamento temporário com base no conteúdo do primeiro armazenamento temporário (somente, ou de preferência também em combinação com o conteúdo do segundo armazenamento temporário) torna possível obter uma estimativa bastante precisa, mantendo, ao mesmo tempo, boa reatividade às informações de realimentação da compactação de cabeçalho.
A estação base pode levar em conta os relatórios de condição do armazenamento temporário de um ou mais dispositivos sem fio para decidir, em tempo real na programação dos canais físicos, que é um procedimento de controle de acesso ao meio (MAC). É particularmente útil quando o cabeçalho representa uma parte significativa dos pacotes do usuário.
Além do mais, as informações sobre os dados disponíveis para transmissão também podem ser enviadas do UE para a rede na estrutura de outros procedimentos, e, em especial, procedimentos RRC no plano de controle. Em particular, medições de volume de tráfego (TVM) podem ser solicitadas pelo eNodeB controlando os relatórios de medição do UE. Tais medições podem ser usadas, por exemplo, para ativar uma transição de estado para o UE de modo a oferecer um tipo de canal adequado para transmissão dos dados do UE.
Normalmente, as unidades de dados gravadas no segundo armazenamento temporário do dispositivo sem fio adicionalmente compreendem unidades de dados de controle contendo informações geradas em uma camada de protocolo implementando a conversão dos pacotes do usuário. Em tal modalidade, o relatório de condição de armazenamento temporário pode ainda indicar a quantidade de dados armazenada no segundo armazenamento temporário. Como alternativa, o relatório de condição de armazenamento temporário pode indicar a quantidade de dados compactados armazenada no segundo armazenamento temporário (excluindo-se as unidades de dados de controle).
Em uma modalidade, o relatório de condição de armazenamento temporário indica a quantidade de dados não compactados armazenada no primeiro armazenamento temporário. Um relatório de condição de armazenamento temporário adicional contendo uma estimativa de um fator de compactação obtido pela aplicação da compactação de cabeçalho pode então ser transmitida do dispositivo sem fio para a estação base. O relatório de condição de armazenamento temporário adicional pode ser transmitido a uma frequência inferior do que o relatório de condição de armazenamento temporário indicando a quantidade de dados não compactados armazenada no primeiro armazenamento temporário.
O relatório de condição de armazenamento temporário pode também indicar uma
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9/12 estimativa a quantidade de dados compactados originados dos dados não compactados armazenados no primeiro armazenamento temporário. Um fator de compactação pode ser estimado localmente a partir do comportamento do algoritmo de compactação de cabeçalho. Como alternativa, o valor do fator de compactação pode ser fornecido pela estação base.
O relatório de condição de armazenamento temporário também pode indicar a quantidade de dados dependendo do tamanho dos cabeçalhos adicionais adicionados para transmissão das unidades de dados lidas a partir do segundo armazenamento temporário, tais como cabeçalhos RLC/MAC.
Outro aspecto da invenção refere-se a um dispositivo sem fio para comunicação com uma rede contendo uma multiplicidade de estações base. O dispositivo sem fio compreende:
- um primeiro armazenamento temporário para armazenamento de pacotes do usuário, cada pacote do usuário incluindo um respectivo cabeçalho;
- um conversor para converter os pacotes do usuário retirados do primeiro armazenamento temporário em unidades de dados gravadas em um segundo armazenamento temporário do dispositivo sem fio, sendo que o conversor aplica compactação de cabeçalho aos cabeçalhos dos pacotes do usuário, dependendo das informações de realimentação recebidas de uma estação base; e
- um transmissor configurado para transmitir, à estação base, unidades de dados lidas do segundo armazenamento temporário e um relatório de condição de armazenamento temporário contendo informações sobre a quantidade de dados a ser transmitida a partir do dispositivo sem fio, sendo as referidas informações dependentes da quantidade de dados armazenada no primeiro armazenamento temporário.
[Efeitos Vantajosos]
A presente invenção apresenta as seguintes vantagens:
Para a maioria dos tipos de relatos de medição (tanto no nível RRC como MAC), as informações sobre os dados não compactados podem ser suficientes no enlace reverso, uma vez que o eNodeB pode obter informações sobre a razão de compactação por meio do descompactador RoHC.
As informações sobre o tamanho dos dados compactados são opcionais, e melhoram ainda mais a precisão. São particularmente úteis em certos casos especiais, por exemplo, dados de conversão ou a mensagem TCP ACK de enlace reverso para a qual todas as SDUs PDCP são compactadas imediatamente, em que a solicitação de recurso MAC deve se ajustar o máximo possível à quantidade total de dados disponíveis.
[Descrição dos Desenhos]
Outros objetivos, aspectos e vantagens da invenção transparecerão quando da leitura da descrição seguinte de exemplos não restritivos de modalidades, com referência aos
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10/12 desenhos em anexo.
A FIG. 1 é um diagrama de blocos ilustrando a estrutura de rede de um sistema EUMTS (ou LTE).
As FIGS. 2(a), 2(b) e 2(c) são diagramas de bloco representando a arquitetura lógica de entidades de rede típicas do sistema LTE (FIG. 2(a)), uma pilha de protocolos no plano do usuário (plano U) (FIG. 2(b)) e uma pilha de protocolos no plano de controle (plano C) (FIG. 2(c)).
A FIG. 3 é um diagrama que ilustra uma configuração de armazenamento temporário em relação às pilhas de protocolos no plano do usuário, conforme representadas na FIG. 2(b).
A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma configuração de armazenamento temporário em relação às pilhas de protocolos no plano do usuário conforme representadas na FIG. 2(b) em uma modalidade da invenção.
[Modo para a Invenção]
É revelado a seguir um método para fornecer informações de condição do armazenamento temporário sobre a transmissão de pacotes a partir de um dispositivo sem fio para uma estação base de uma rede celular no contexto específico, não-restritivo, de um sistema LTE.
A FIG. 4 ilustra uma forma alternativa de relatar a condição do armazenamento temporário, comparado a discutida acima com referência à FIG. 3. Na concretização da FIG. 4, as informações usadas pelo bloco de relato de condição do armazenamento temporário 84 para gerar o BSR incluem informações sobre o conteúdo do armazenamento temporário PDCP 56.
Sempre que uma SDU PDCP 50 (pacote IP) é lida do armazenamento temporário PDCP 56 para conversão em uma PDU PDCP 60, a camada PDCP 55 a retira do armazenamento temporário 56, de modo que o armazenamento temporário 56 contenha apenas pacotes do usuário que ainda não foram processados pela camada PDCP, e, em particular, pelo algoritmo RoHC.
Enquanto uma SDU PDCP 50 não tiver sido processada pela camada PDCP 55, não é possível saber o tamanho exato da PDU PDCP 60 que corresponderá a ela, pois esse tamanho depende de qualquer realimentação RoHC que a camada PDCP 55 pode receber da entidade PDCP par no eNodeB. Além disso, é difícil prever a quantidade de dados que será adicionada como PDUs de controle PDCP 70 (relatório de condição sobre reconhecimentos após transferência e/ou realimentação RoHC para a direção inversa). No entanto, devido à política de compressão tardia do cabeçalho na camada PDCP 55, um determinado nível de preenchimento do armazenamento temporário RLC 81 pode fornecer poucas informações sobre a quantidade real de dados do usuário atualmente em espera para transmis
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11/12 são no UE 10: O armazenamento temporário PDCP 56 pode estar quase vazio, ou pode conter muito mais dados do que o armazenamento temporário RLC; portanto, a quantidade de dados de pacote em fila no armazenamento temporário PDCP 56 é um parâmetro importante para o relato confiável da condição do armazenamento temporário do EU.
Em uma primeira modalidade, o BSR indica o tamanho (normalmente, como número de octetos) dos dados não compactados para transmissão, conforme armazenados no armazenamento temporário PDCP 56. Esta é uma maneira simples de relatar a condição do armazenamento temporário. Dependendo de quais outras informações seriam transmitidas, o BSR pode ainda incluir o tamanho das PDUs PDCP que contêm SDUs PDCP que já foram passadas para a camada RLC, a saber, as PDUs 60 armazenadas no armazenamento temporário 81 com um cabeçalho curto 61 designando uma PDU para tráfego de dados do usuário. Dependendo da aplicação, o tamanho das PDUs de controle PDCP 70 armazenadas no armazenamento temporário 81 também pode ser incluído.
Em uma segunda modalidade, o BSR fornece uma estimativa do tamanho compactado dos dados a serem transmitidos. Essas informações são calculadas, por exemplo, com base no conteúdo do armazenamento temporário PDCP 56 e em um fator de compactação que foi obtido anteriormente para os dados da portadora de rádio de interesse. Em certos casos, o fator de compactação também pode ser uma cifra fornecida pelo algoritmo de compactação.
Como alternativa, a estimativa do fator de compactação é fornecida pelo eNodeB. O eNodeB pode estimar esse fator com base na razão de compactação observada nas PDUs anteriores pelo algoritmo de descompactação RoHC executado na entidade PDCP do eNodeB.
Quando o fator de compactação é estimado localmente no UE 10, uma possibilidade interessante é a de relatar a quantidade de dados não compactados contida no armazenamento temporário PDCP 56 a uma frequência relativamente alta, por exemplo, a cada aproximadamente 100 milisegundos, e relatar o fator de compactação observado a uma frequência inferior, por exemplo, a cada 1 segundo ou 10 segundos. O eNodeB pode então avaliar a quantidade de dados armazenados temporariamente a ser recebida pelo UE multiplicando o último valor recebido do tamanho do armazenamento temporário pelo último valor recebido do fator de compactação.
A razão de compactação só pode ser determinada, pelo compactador ou descompactador, após um certo tempo, pois depende do compactador e do tipo de tráfego. Mais uma vez, o compactador ou descompactador deve obter primeiro informações suficientes sobre o tráfego e as condições do canal.
Outra possibilidade é a de relatar somente o tamanho dos dados que já estão compactados (PDUs PDCP 60), mais as informações sobre os dados que ainda não foram comPetição 870190104633, de 16/10/2019, pág. 21/31
12/12 pactados, tal como uma estimativa do tamanho compactado das SDUs PDCP para as quais a compactação ainda não foi realizada. Tal estimativa pode ser baseada no UE ou advir de um valor da razão de compactação fornecido pelo eNodeB 20. Isso permite que, por exemplo, no caso do VoIP, se todas as SDUs PDCP disponíveis já estiverem compactadas e no armazenamento temporário RLC 81, o volume de dados exato, possivelmente incluindo o cabeçalho RLC e MAC, seja relatado.
Em geral, uma estimativa do tamanho da sobrecarga devido aos cabeçalhos RLC/MAC pode ser incluída no BSR, o que aumentaria a precisão do relatório.
Em uma modalidade típica, o UE relata os dados não-compactados ao eNodeB, a saber, o tamanho do conteúdo do armazenamento temporário PDCP 56, e também dados compactados, a saber, o tamanho do conteúdo do armazenamento temporário RLC 56, ou apenas das PDU de dados do usuário 60. O esquema de programação MC no eNodeB pode então multiplicar o tamanho das SDUs PDCP não compactadas para cada portadora de rádio que ainda não foi compactada com uma razão de compactação fornecida pelo eNodeB, e adicionar o tamanho das PDUs PDCP que ainda estão aguardando por transmissão, mais possivelmente uma sobrecarga para levar em conta o cabeçalho RLC/MAC.
Na modalidade ilustrada na FIG. 4, o envio do relatório de condição de armazenamento temporário é realizado como uma função de controle de acesso ao meio (MAC). Será apreciado que o relatório de condição de armazenamento temporário também pode ser transmitido como parte de um procedimento de controle de recurso de rádio (RRC).
Para a maioria dos tipos de relatos de medição (tanto no nível RRC como MAC), as informações sobre os dados não compactados podem ser suficientes no enlace reverso, uma vez que o eNodeB pode obter informações sobre a razão de compactação por meio do descompactador RoHC.
As informações sobre o tamanho dos dados compactados são opcionais, e melhoram ainda mais a precisão. São particularmente úteis em certos casos especiais, por exemplo, dados de conversão ou a mensagem TCP ACK de enlace reverso para a qual todas as SDUs PDCP são compactadas imediatamente, em que a solicitação de recurso MAC deve se ajustar o máximo possível à quantidade total de dados disponíveis.
As modalidades da invenção foram reveladas anteriormente no caso ilustrativo de um sistema LTE 3GPP. Os especialistas na área de comunicações sem fio poderão apreciar que diversas modificações podem ser feitas nessas modalidades, sem divergir da invenção e das reivindicações em anexo. Poderão também apreciar que a invenção é aplicável a outros sistemas de comunicações além dos sistemas LTE 3GPP.
[Aplicabilidade Industrial]
A presente invenção é aplicável a qualquer Sistema de Acesso em Banda Larga sem Fio.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para transmitir um relatório de condição de armazenamento temporário a partir de um dispositivo sem fio (10) para uma estação base (20) de um sistema de comunicações sem fio, o método CARACTERIZADO por compreender:
    - armazenar dados não-compactados (50) em um primeiro armazenamento temporário (56) do dispositivo sem fio; e
    - transmitir, do dispositivo sem fio para a estação base, um relatório de condição de armazenamento temporário contendo informações indicando uma quantidade de dados nãocompactados armazenados no primeiro armazenamento temporário a ser transmitida do dispositivo sem fio, em que os dados não-compactados (50) compreendem pelo menos uma unidade de dados de serviço (SDU) de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP);
    em que o dispositivo sem fio (10) compreende uma camada PDCP e uma camada de controle de acesso ao meio (MAC), em que a camada PDCP emprega um esquema de compactação robusta de cabeçalho (ROHC), e em que a transmissão do relatório de condição de armazenamento temporário é realizada pela camada MAC.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:
    - determinar um tamanho dos dados compactados dependendo das informações recebidas da estação base (20).
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:
    - realizar a compactação do pelo menos um SDU PDCP dependendo das informações de retorno recebidas da estação base (20);
    - armazenar os dados compactados em um segundo armazenamento temporário (81); e
    - transmitir os dados compactados armazenados do dispositivo sem fio para a estação base.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a compactação compreende compactar cabeçalhos de pacotes que formam o pelo menos um SDU PDCP.
  5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário adicionalmente indica uma quantidade de dados compactados.
  6. 6. Dispositivo sem fio para comunicação com uma rede tendo uma pluralidade de
    Petição 870190104633, de 16/10/2019, pág. 23/31
    2/3 estações base (20), o dispositivo sem fio (10) CARACTERIZADO por compreender:
    - um armazenamento temporário de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP) (56) para armazenar pacotes de usuário (50), cada pacote de usuário incluindo um cabeçalho respectivo;
    - uma camada de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP) (55) para converter os pacotes de usuário tirados do armazenamento temporário PDCP em unidade de dados (60) gravadas em um armazenamento temporário de controle de enlace de rádio (RLC) (81) do dispositivo sem fio, em que a camada PDCP aplica compactação robusta de cabeçalho (ROHC) aos cabeçalhos dos pacotes de usuário; e
    - um transmissor configurado para transmitir para unidades de dados de estação base lidas a partir do segundo armazenamento temporário e um relatório de condição de armazenamento temporário contendo informações representando uma quantidade dos dados não-compactados armazenados no armazenamento temporário PDCP a ser transmitida a partir do dispositivo sem fio.
  7. 7. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário indica uma quantidade de dados não-compactados armazenada no armazenamento temporário PDCP.
  8. 8. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que as informações da quantidade de dados não-compactados armazenada no armazenamento temporário PDCP que é para ser transmitida a partir do dispositivo sem fio depende adicionalmente de uma estimativa de um fator de compactação aplicado pela camada PDCP.
  9. 9. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o transmissor é adicionalmente configurado para transmitir para a estação base (20) um relatório de condição de armazenamento temporário adicional contendo uma estimativa de um fator de compactação obtido pela aplicação da ROHC, o relatório de condição de armazenamento temporário adicional sendo transmitido a uma frequência inferior à do relatório de condição de armazenamento temporário indicando a quantidade de dados nãocompactados armazenada no armazenamento temporário PDCP (56).
  10. 10. Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as unidades de dados gravadas no armazenamento temporário RLC (81) adicionalmente compreendem unidades de dados de controle (70) contendo informações geradas durante a referida conversão dos pacotes de usuário (50).
  11. 11. Dispositivo sem fio, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário adicionalmente indica uma quantidade de dados armazenada no armazenamento temporário RLC (81).
  12. 12. Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11,
    Petição 870190104633, de 16/10/2019, pág. 24/31
    3/3
    CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário adicionalmente indica uma estimativa de uma quantidade de dados compactados resultante da compactação dos dados não-compactados no armazenamento temporário PDCP (56).
  13. 13. Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário adicionalmente indica uma quantidade de dados compactados armazenada no armazenamento temporário RLC (81).
  14. 14. Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário indica uma quantidade de dados dependendo de um tamanho de outros cabeçalhos adicionados para transmissão das unidades de dados lidas a partir do armazenamento temporário RLC.
  15. 15. Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório de condição de armazenamento temporário é transmitido como parte de um procedimento de controle de acesso ao meio (MAC) ou de um procedimento de controle de recurso de rádio (RRC).
  16. 16. Dispositivo sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão de pacotes de usuário (50) em pacotes de dados (60) é parte de um procedimento de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP).
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