ES2234574T3 - Metodo para la seleccion de celulas. - Google Patents
Metodo para la seleccion de celulas.Info
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Abstract
Método para su utilización en una red celular de telecomunicaciones para la selección de una célula para ser usada por una estación móvil en un estado de conexión en célula, comprendiendo dicha red celular de telecomunicaciones una pluralidad de redes de acceso por radiocomunicaciones que tienen células, estando agrupadas dichas células en áreas de registro, y presentando dicha estación móvil una pluralidad de estados, comprendiendo dichos estados un estado de modo de reposo; un estado de conexión en área de registro, siendo conocida, en dicho estado, para la red celular de telecomunicaciones a un nivel de área de registro, la ubicación de una estación móvil; y un estado de conexión en célula, siendo conocida, en dicho estado, para la red celular de telecomunicaciones a un nivel de célula, la ubicación de una estación móvil, caracterizado porque en un mensaje que inicia el cambio de la estación móvil al estado de conexión en célula se incorpora información de identificación de la célula como un parámetro, y porque el método comprende las siguientes etapas - la red selecciona (104, 105) una célula que se sugerirá como la célula para ser usada por la estación móvil en el estado de conexión en célula, y - la red indica (11) dicha célula mediante la incorporación de información de identificación de célula como un parámetro en dicho mensaje.
Description
Método para la selección de células.
La presente invención se refiere a un método para
la selección de células en un sistema celular de telecomunicaciones.
De forma más precisa, la invención se refiere a un método tal como
se describe en el preámbulo de la primera reivindicación
independiente de método.
Las siguientes son algunas de las abreviaturas
usadas en la presente solicitud:
| CCCH | Canal de Control Común |
| DCCH | Canal de Control Especializado |
| DRNC | Controlador de Red de Radiocomunicaciones de Deriva |
| DTCH | Canal de Tráfico Especializado |
| FACH | Canal de Acceso de Enlace hacia Adelante |
| IMSI | Identidad Internacional de Abonado Móvil |
| PCCH | Canal de Control de Búsqueda |
| PCH | Canal de Búsqueda |
| PLMN | Red Móvil Terrestre Pública |
| P-TMSI | Identidad Temporal de Abonado Móvil por Paquetes |
| RACH | Canal de Acceso Aleatorio |
| RNC | Controlador de Red de Radiocomunicaciones |
| RNTI | Identidad Temporal de Red de Radiocomunicaciones |
| RRC | Control de Recursos de Radiocomunicaciones |
| TMSI | Identidad Temporal de Abonado Móvil |
| UE | Equipo de Usuario |
| UMTS | Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universales |
| UTRAN | Red de Acceso de Radiocomunicaciones Terrestre UMTS |
Para clarificar los términos habituales usados en
el presente documento, a continuación se presenta una visión general
de ciertas configuraciones de un sistema celular de
telecomunicaciones.
Entre las propuestas para los sistemas de tercera
generación se incluyen el UMTS (Sistema de Telecomunicaciones
Móviles Universales) y el FPLMTS/IMT-2000 (Sistema
Público Futuro de Telecomunicaciones Móviles
Terrestres/Telecomunicaciones Móviles Internacionales a 2000 MHz).
En estos proyectos, las células se clasifican según su tamaño y
características en pico-, nano-, micro- y macrocélulas, y un ejemplo
del nivel de servicio es la velocidad de bits. La velocidad de bits
es la mayor en las picocélulas y la menor en las macrocélulas. Las
células se pueden superponer parcial o completamente y puede haber
terminales diferentes de manera que no todos los terminales pueden
utilizar necesariamente todos los niveles de servicio ofrecidos por
las células.
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques
ilustrativo de una posible estructura de una red celular de tercera
generación. Dichas redes comprenden típicamente una red núcleo 50
conectada a una o más redes 40 de acceso por radiocomunicaciones
(RAN). Frecuentemente, a dichas redes de acceso por
radiocomunicaciones se les hace referencia como redes UTRAN (Red de
Acceso de Radiocomunicaciones Terrestre UMTS). Típicamente, las
redes de acceso por radiocomunicaciones comprenden por lo menos una
pluralidad de estaciones base 20a, 20b, 20c (BS) para efectuar las
conexiones de radiocomunicaciones con estaciones móviles 10a, 10b, y
por lo menos un controlador 30 de red de radiocomunicaciones (RNC)
para controlar las estaciones base. Los controladores de red de
radiocomunicaciones están conectados a un centro de conmutación
móvil (MSC) 60 en la red núcleo.
Un UE de tercera generación puede estar en muchos
estados diferentes en relación con la red. Si no hay presentes
conexiones, el UE está en el modo de reposo. Cuando existe por lo
menos una conexión de señalización, el UE está en modo de conexión.
El modo de conexión presenta dos estados principales: un estado de
conexión en URA y un estado de conexión en célula. En el estado de
conexión en URA, la posición del UE se conoce al nivel URA (Área de
Registro UMTS). Una URA consta de una pluralidad de células dentro
de una cierta área geográfica. En el estado de conexión en célula,
la posición del UE se conoce al nivel de la célula. Toda la
transmisión de datos se efectúa en el estado de conexión en
célula.
Desde el punto de vista de la asignación de
recursos de radiocomunicaciones, un UE en modo de conexión, es
decir, cuando existen conexiones RRC, presenta dos estados
principales: estado de canal especializado (DCH) y estado de canal
común (CCH).
En el estado de canal especializado, el UE usa
recursos de interfaz de radiocomunicaciones especializados para la
conexión con la UTRAN. Hay un enlace de radiocomunicaciones
especializado para cada célula incluida en el Conjunto Activo, es
decir, el conjunto de células usadas por el UE. El Conjunto Activo
puede contener una o más células.
En el estado de canal común, el UE comparte un
canal común con otros usuarios. En el estado de canal común, el UE
puede estar en los subestados RACH/FACH o RACH/PCH. En el estado
RACH/FACH, la posición del UE se conoce al nivel de célula, es
decir, el UE está conectado siempre a una célula. En el estado
RACH/PCH, la posición del UE se conoce bien al nivel de célula o
bien al nivel URA.
La transición del estado DCH al CCH se puede
producir, por ejemplo, como consecuencia de los siguientes
procedimientos RRC:
- -
- Reconfiguración de canal de transporte, en el que un canal de transporte se cambia de un canal especializado a uno común, por ejemplo, para un portador NRT.
- -
- Liberación de portador de acceso de radiocomunicaciones (RAB), en el que se libera por lo menos un portador, y el último que queda es un portador de tiempo no real (NRT) el cual en ese momento no está activo o es el que está configurado para usar canales comunes.
- -
- Reconfiguración de canales físicos, pudiendo asignar, sustituir o liberar dicho procedimiento un conjunto de canales físicos usados por un UE. Un procedimiento de reconfiguración de canales físicos también puede cambiar el tipo de canal de transporte usado y el estado RRC.
- -
- Reconfiguración de portador de acceso de radiocomunicaciones (RAB), en el cual se vuelven a configurar parámetros correspondientes a un portador de acceso de radiocomunicaciones o un enlace de señalización para reflejar un cambio en el nivel QoS requerido. Un procedimiento de reconfiguración RAB puede comprender, por ejemplo, el cambio de parámetros RLC, el cambio de la prioridad de multiplexado para el DTCH/DCCH, el cambio de la prioridad de planificación DCH, el cambio de TFS para DCH, el cambio de TFSC, la asignación o liberación de canal(es) físico(s) y el cambio de tipos de canal de transporte usados.
La señalización en el caso de los cuatro
procedimientos anteriores es similar: son iniciados por el RNC de
servicio el cual envía un mensaje XXX al UE, respondiendo este con
un mensaje XXX Completado, en el cual XXX se refiere al
procedimiento específico en cuestión.
En la transición del DCH al CCH - estado de
conexión en célula, es necesario seleccionar e indicar la célula que
se usará inicialmente en el estado CCH. Una forma conocida de
seleccionar e indicar la célula inicial es el uso de un
procedimiento de actualización de célula iniciado por el UE. En este
método, el UE selecciona la célula, y envía un mensaje de
actualización de célula usando el canal RACH de la célula
seleccionada. La red responde enviando un mensaje de confirmación de
actualización de célula a través del canal FACH correspondiente.
Esta solución provoca demasiada señalización en los canales
RACH/FACH. Además, puede que el UE no conozca todos los detalles que
afectan a la optimación de la selección de la célula. Por ejemplo,
puede que, por diversas razones, la red prefiera que el UE
seleccione una macrocélula, o una célula que esté controlada por el
SRNC.
Por ejemplo, la publicación de patente US
5.707.096 describe procedimientos de actualización de célula
iniciados en estaciones móviles en redes celulares de
telecomunicaciones, en los que una estación móvil presenta varios
modos de canal común. Da a conocer un sistema y un método para
mantener la información del estado del modo de canal de control para
una estación móvil. Después de que la estación móvil vuelva a
seleccionar una célula nueva, o de una selección de un modo nuevo de
funcionamiento analógico o digital, el sistema descrito en dicha
publicación notifica a un centro de conmutación móvil la identidad
de la estación móvil y su modo de canal de control actual.
Otra solución conocida es que el mensaje XXX
completado sea enviado por el UE en el canal RACH de la célula
seleccionada después de liberar el DCH. En este caso, la red debería
confirmar la recepción del mensaje XXX Completado para garantizar
que el mensaje ha seguido hacia adelante, lo cual da como resultado
una carga de señalización similar a la del método de actualización
de la célula.
Es un objetivo de la invención obtener un método,
el cual reduzca la cantidad de señalización asociada al cambio de
estado DCH a CCH. Es otro objetivo de la invención obtener un
método, el cual permita la reducción del tiempo requerido para un
cambio de estado DCH a CCH.
Los objetivos se alcanzan disponiendo la red de
manera que sugiera una célula a usar por parte del UE en el estado
CCH, e indicando la célula como un parámetro a la orden RRC, la cual
inicia el cambio de estado DCH a CCH.
El método según la invención está caracterizado
por los aspectos especificados en la parte caracterizadora de la
reivindicación independiente de método. Las reivindicaciones
dependientes describen otras formas de realización ventajosas de la
invención.
Según la invención, la información de
identificación de célula se incorpora como un parámetro a un mensaje
RRC que inicia el cambio de estado de la estación móvil al estado de
conexión en célula. De forma ventajosa, la red selecciona una célula
que se sugerirá como célula para ser usada por la estación móvil en
el estado de conexión en célula, y la red indica dicha célula
mediante la incorporación de la información de identificación de
célula como un parámetro en dicho mensaje RRC. Consecuentemente, la
estación móvil puede realizar la selección final de la célula, e
indicar la célula seleccionada a la red mediante la incorporación de
la información de identificación de célula como un parámetro en un
segundo mensaje RRC, tal como el mensaje de respuesta al mensaje RRC
que inicia el cambio de estado.
A continuación se describe más detalladamente la
invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales
la Figura 1 ilustra una estructura de red según
la técnica anterior,
la Figura 2 ilustra la señalización según una
forma de realización ventajosa de la invención,
la Figura 3 ilustra la señalización según una
forma de realización ventajosa de la invención, y
la Figura 4 ilustra la señalización según una
forma de realización ventajosa de la invención.
En las figuras se emplean las mismas referencias
numéricas para los elementos similares.
La Figura 2 ilustra la señalización según una
forma de realización ventajosa de la invención. La Figura 2 muestra
un UE 10 y una UTRAN 40, e ilustra la señalización entra ellos. En
la primera etapa 110, la UTRAN envía una orden ORDEN_XXX para
iniciar un procedimiento RRC, en la cual XXX se refiere al
procedimiento específico en cuestión. Después de recibir la orden,
el UE realiza 120 todas las acciones necesarias según el
procedimiento solicitado. En esta forma de realización, a
continuación el UE comprueba 130 si solamente quedan conexiones CCH.
En este ejemplo, después de haberse completado el procedimiento RRC
se observa que solamente quedan conexiones CCH. Consecuentemente, el
UE selecciona 140 una célula la cual se indicará como la célula de
ubicación del UE en el estado de conexión en célula CCH, y envía 150
un mensaje XXX_COMPLETADO de vuelta hacia la UTRAN para indicar que
el procedimiento RRC solicitado se ha completado, incorporando al
mensaje XXX_COMPLETADO la información de identificación de célula
ID_CÉLULA como un parámetro. Preferentemente, el UE envía el mensaje
XXX_COMPLETADO en el canal DCH antes de liberar dicho canal DCH.
El procedimiento RRC al que se hace referencia en
el parágrafo anterior y en el resto de la presente memoria
descriptiva con los mensajes ORDEN_XXX y XXX_COMPLETADO puede ser
cualquier procedimiento RRC, el cual puede dar como resultado una
transición del UE del estado DCH al CCH. Entre los ejemplos de
dichos procedimientos se encuentran la reconfiguración del canal de
transporte, la liberación del portador de acceso de
radiocomunicaciones (RAB), la reconfiguración de canales físicos, y
la reconfiguración del portador de acceso de radiocomunicaciones
(RAB), los cuales se describieron en la descripción previa de la
técnica anterior.
La Figura 3 ilustra la señalización según otra
forma de realización ventajosa de la invención. En esta forma de
realización, la red selecciona la célula usada en el estado CCH.
Antes de iniciar el procedimiento RRC necesario, la red comprueba
102 si después del procedimiento solamente quedarán conexiones CCH.
Si este es el caso, tal como en este ejemplo, la red selecciona 104
la célula la cual se va indicar como la ubicación del UE en el
estado CCH. A continuación, la red inicia el procedimiento RRC
deseado mediante el envío 110 de una ORDEN_XXX al UE, incorporando
la información de identificación de la célula seleccionada ID_CÉLULA
como un parámetro en el mensaje ORDEN_XXX. Después de recibir el
mensaje ORDEN_XXX, el UE realiza 120 el procedimiento RRC
solicitado, y responde enviando 150 un mensaje XXX_COMPLETADO de
vuelta hacia la red. El UE puede enviar la información ID_CÉLULA
como un parámetro del mensaje XXX_COMPLETADO de vuelta a la red.
La Figura 4 ilustra la señalización según una
forma de realización ventajosa de la invención. En esta forma de
realización, la red sugiere al UE la célula usada en el estado CCH.
Antes de iniciar el procedimiento RRC necesario, la red comprueba
102 si después del procedimiento solamente quedarán conexiones CCH.
Si este es el caso, tal como en este ejemplo, la red selecciona 104
la célula que se va a sugerir al UE como la ubicación del UE en el
estado CCH. A continuación, la red inicia el procedimiento RRC
deseado mediante el envío 110 de una ORDEN_XXX al UE, incorporando
la información de identificación de la célula sugerida ID_CÉLULA
como un parámetro en el mensaje ORDEN_XXX. Después de recibir el
mensaje ORDEN_XXX, el UE realiza 120 el procedimiento RRC
solicitado.
En esta forma de realización, el UE puede
realizar la comprobación 130, si todavía existen solamente
conexiones CCH después del procedimiento RRC. No obstante, en varias
formas de realización de la invención, la inclusión de un parámetro
ID_CÉLULA en la ORDEN_XXX se puede considerar como una indicación de
que solamente quedan conexiones CCH, en cuyo caso es necesario
seleccionar una célula.
A continuación, el UE selecciona la célula a usar
como la ubicación del UE en el estado CCH. El UE puede tener en
cuenta la sugerencia de la red, si así lo desea. No obstante, el UE
puede tener preferencias, por ejemplo, fijadas por el usuario del
UE, sobre qué células son las preferidas. Basándose en, por ejemplo,
dicha información, el UE puede seleccionar otra célula diferente a
la sugerida por la red. De este modo, el UE puede seleccionar la
célula de entre un conjunto de células que comprende la célula
indicada por la red y cualquier otra célula conocida de otra manera
por el UE, por ejemplo, aquellas pertenecientes al conjunto activo o
aquellas células cuyas señales de identificación puede recibir en
ese momento el UE. Después de esto, el UE envía 150 un mensaje
XXX_COMPLETADO de vuelta hacia la red. El UE envía información de
identificación ID_CÉLULA de la célula seleccionada hacia la red como
un parámetro del mensaje XXX_COMPLETADO.
En los ejemplos anteriores, el elemento de red
que origina los mensajes ORDEN_XXX y que recibe los mensajes
XXX_COMPLETADO, es decir, el elemento de red que comprende las
entidades de protocolo RRC en la UTRAN, es típicamente un
controlador de red de radiocomunicaciones (RNC).
En otra forma de realización ventajosa de la
invención, como célula por defecto se designa una célula del
conjunto activo, es decir, de entre aquellas células que están
siendo usadas por el UE. En dicha forma de realización, no es
necesario identificar la célula en la ORDEN_XXX y el mensaje
XXX_COMPLETADO, debido a que ya se conoce una célula por defecto. En
tal caso, la comunicación de la célula por defecto se efectúa con
mensajería asociada a la actualización del conjunto activo. En
varias formas de realización de la invención, esta característica se
puede usar en combinación con las características descritas
anteriormente. Por ejemplo, en una forma de realización de la
invención, la red sugiere siempre al UE la célula por defecto,
aunque el UE toma la decisión final él mismo.
La invención reduce la cantidad de señalización
entre el UE y la red, ya que la selección de la célula no provoca
más mensajería, tal como hacen las soluciones conocidas. Además, la
invención reduce la cantidad de procesado en el UE y en la red, ya
que disminuye la cantidad de mensajería. Esta situación es muy
importante en relación con el UE, ya que cualquier mensajería a
través de la interfaz de radiocomunicaciones consume energía, la
cual es un recurso crítico en los aparatos de teléfonos móviles
típicos que funcionan con batería. La invención reduce también el
retardo en el cambio del estado DCH al CCH, ya que junto con la
propia mensajería se reduce el tiempo consumido en la misma.
La invención se puede aplicar de forma ventajosa
en sistemas celulares de tercera generación, tales como el UMTS
(Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universales) o el sistema
celular IMT2000.
En las formas de realización anteriores, en las
que la red sugiere o selecciona una célula a usar en el estado CCH,
la red puede basar la selección de la célula, por ejemplo, en
información específica de la red, tal como con la selección de una
célula bajo el control del RNC de servicio. Por ejemplo, la red
también puede seleccionar una macrocélula, es decir, una célula con
un área relativamente grande, para evitar la situación en la que el
UE selecciona una microcélula, es decir, una célula con un área muy
pequeña, en cuyo caso lo más probable es que la red debiera realizar
muy pronto un traspaso para la conexión o las conexiones del UE.
Si la célula seleccionada para ser usada en el
estado CCH ya está en el conjunto activo, es decir, el conjunto de
células usadas por el UE cuando se realiza la selección de la
célula, en varias formas de realización de la invención la célula
seleccionada se puede indicar por medio de información de
identificación de enlace de radiocomunicaciones ID_ENLACE en lugar
de la información de identificación de la célula ID_CÉLULA. En tal
caso, la red puede indicar una célula al UE mediante la
incorporación de la información de identificación del enlace de
radiocomunicaciones ID_ENLACE en el mensaje ORDEN_XXX. De forma
similar, el UE puede indicar una célula a la red mediante la
incorporación de la información de identificación del enlace de
radiocomunicaciones ID_ENLACE en el mensaje XXX_COMPLETADO.
La presente invención ofrece varias ventajas. Por
ejemplo, según el método de la invención, no es necesario que el UE
realice la señalización cuando entra en una célula nueva como
consecuencia de un cambio de estado DCH a CCH. Como, según la
invención, la célula a seleccionar se identifica antes del cambio de
estado, no es necesaria ninguna señalización en la célula nueva para
la identificación de la célula seleccionada. Esta ventaja se obtiene
tanto en formas de realización en las que el UE realiza la selección
final como en formas de realización en las que la red realiza la
selección final. Por esta razón, la cantidad de señalización es
menor que en las soluciones según la técnica anterior.
Frecuentemente, el nombre de una entidad
funcional determinada, tal como el controlador de red de
radiocomunicaciones, es diferente en el contexto de sistemas
celulares de telecomunicaciones diferentes. Por ejemplo, en el
sistema GSM, la entidad funcional correspondiente a un controlador
de red de radiocomunicaciones (RNC) es el controlador de estaciones
base (BSC). Por esta razón, la expresión controlador de red de
radiocomunicaciones está destinada a abarcar todas las entidades
funcionales correspondientes con independencia de la expresión usada
para la entidad en el sistema celular de telecomunicaciones
específico. Además, los diversos nombres de órdenes tales como el
nombre de orden ORDEN_XXX están destinados a ser considerados
únicamente como ejemplos, y la invención no se limita al uso de los
nombres de órdenes mencionados en la presente memoria
descriptiva.
En las reivindicaciones, la expresión estación
móvil se usa para indicar un UE o unos medios móviles de
comunicación correspondientes.
A la vista de la descripción anterior, resultará
evidente para un experto en la materia que dentro del alcance de la
invención se pueden realizar varias modificaciones. Aunque se ha
descrito detalladamente una forma de realización preferida de la
invención, debería resultar claro que es posible aplicar muchas
modificaciones y variaciones sobre la misma, quedando incluidas
todas ellas en el alcance de la invención tal como se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (5)
1. Método para su utilización en una red celular
de telecomunicaciones para la selección de una célula para ser usada
por una estación móvil en un estado de conexión en célula,
comprendiendo dicha red celular de telecomunicaciones una pluralidad
de redes de acceso por radiocomunicaciones que tienen células,
estando agrupadas dichas células en áreas de registro, y presentando
dicha estación móvil una pluralidad de estados, comprendiendo dichos
estados un estado de modo de reposo; un estado de conexión en área
de registro, siendo conocida, en dicho estado, para la red celular
de telecomunicaciones a un nivel de área de registro, la ubicación
de una estación móvil; y un estado de conexión en célula, siendo
conocida, en dicho estado, para la red celular de telecomunicaciones
a un nivel de célula, la ubicación de una estación móvil,
caracterizado porque en un mensaje que inicia el cambio de la
estación móvil al estado de conexión en célula se incorpora
información de identificación de la célula como un parámetro, y
porque el método comprende las siguientes etapas
- la red selecciona (104, 105) una célula que se
sugerirá como la célula para ser usada por la estación móvil en el
estado de conexión en célula, y
- la red indica (110) dicha célula mediante la
incorporación de información de identificación de célula como un
parámetro en dicho mensaje.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho mensaje es un mensaje RRC.
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el método comprende las siguientes
etapas
- la estación móvil selecciona (140) una célula
para ser usada en el estado de conexión en célula, y
- la estación móvil indica (150) la célula
seleccionada mediante la incorporación de información de
identificación de célula como un parámetro en un segundo
mensaje.
4. Método según la reivindicación 3,
caracterizado porque en la etapa en la que la estación móvil
selecciona una célula, la selección se realiza de entre un conjunto
de células que comprenden células conocidas por la estación móvil y
dicha célula indicada por la red.
5. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el método comprende una etapa en la que
la red selecciona una célula del conjunto activo de la estación
móvil para que sea una célula por defecto para ser sugerida a la
estación móvil.
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