ES2239052T3 - Asignacion flexible de recursos de transmision a enlaces logicos existentes. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la asignación de recursos de transmisión (UR) a enlaces lógicos existentes (LV1, LV2, LV3) entre estaciones de abonado (MS1, MS2, MS3) y una estación de base (BS) en un sistema de comunicaciones por radio, en el que al menos una parte de los recursos de transmisión (UR) puede asignarse, al menos temporalmente, a los enlaces lógicos (LV1, LV2, LV3) para la transmisión de datos, la asignación de los recursos de transmisión (UR) tiene lugar en un canal de señalización (UCCH) enviado desde la estación de base (BS) en dirección hacia abajo (DL), se recibe el canal de señalización (UCCH) por al menos las estaciones de abonado (MS1, MS2, MS3) de los enlaces lógicos (LV1, LV2, LV3), caracterizado porque para la asignación para cada recurso de transmisión (UR) o grupo de recursos de transmisión (UR) asignable, se transmite un distintivo (KNU) del recurso de transmisión (UR) y un distintivo (KNL) asignado en cada caso a este distintivo (KNU) del enlace lógico (LV1, LV2, LV3) en elcanal de señalización (UCCH).

Description

Asignación flexible de recursos de transmisión a enlaces lógicos existentes.

La invención se refiere a un procedimiento para la asignación de recursos de transmisión a enlaces lógicos existentes de estaciones de abonado con una estación de base de un sistema de comunicaciones por radio.

En un sistema de comunicaciones por radio se transmiten mensajes (voz, información de imágenes u otros datos) mediante canales de transmisión con ayuda de ondas electromagnéticas (interfaz de radio). La transmisión de señales por ondas electromagnéticas tiene lugar tanto en dirección hacia abajo (downlink) desde la estación de base hacia la estación de abonado como en dirección hacia arriba (uplink) desde la estación de abonado hacia la estación de base.

Por la DE 198 10 285 A1 se sabe que para diferenciar las fuentes de señales y con ello para la evaluación de las señales se utilizan procedimientos conocidos, como múltiplex en frecuencia (FDMA), múltiplex en posición de tiempo (TDMA) o múltiplex en código (CDMA), que también pueden combinarse entre sí. Una expresión del múltiplex en posición de tiempo (TDMA) es el procedimiento de transmisión TDD (time division duplex) en el que en una banda de frecuencias común tiene lugar la transmisión tanto en dirección hacia arriba, es decir, desde la estación de base hacia la estación de abonado, como también en dirección hacia abajo, desde la estación de abonado hacia la estación de base.

Por la WO 99/07170 A2 se conoce la práctica de transmitir para la señalización de una asignación de recursos de transmisión una lista de canales de tráfico y una lista de planificación de tiempo.

Para la transmisión de datos entre dos aparatos terminales de comunicaciones, puede recurrirse a conceptos orientados al enlace y conceptos sobre la base de enlaces lógicos. En transmisiones de datos orientadas al enlace, deben ponerse a disposición durante todo el tiempo de la transmisión de datos, recursos de transmisión entre los dos aparatos terminales de comunicaciones.

En la transmisión de datos mediante enlaces lógicos, no es necesaria la puesta a disposición permanente de recursos de transmisión. Un ejemplo de una transmisión de datos de este tipo es la transmisión de datos en paquetes. Aquí existe durante toda la transmisión de datos un enlace lógico entre las dos estaciones de abonado, pero no obstante se ponen a disposición recursos de transmisión sólo durante los tiempos de transmisión propiamente dichos de los paquetes de datos. Este procedimiento se basa en que los datos se transmiten en breves paquetes de datos, entre los que puede haber pausas largas. En las pausas entre los paquetes de datos están disponibles los recursos de transmisión para otros enlaces lógicos. En comparación con un enlace lógico, se ahorran recursos de transmisión.

Por el sistema de telefonía móvil GSM se conocen la transmisión de paquetes de datos con el GPRS (General Packet Radio Service). Para la transmisión hacia arriba se asocian 8 estaciones móviles a un TCH (Traffic Channel), compuesto por 8 ranuras de tiempo en una banda de frecuencias. Un USF (Uplink State Flag) se transmite como señalización Inband (dentro de banda) en un canal de datos útiles. La USF indica qué estación móvil puede enviar a continuación marcos TDMA en dirección hacia arriba en la misma ranura de tiempo y la correspondiente banda de frecuencias. Debido a la baja cantidad de 8 estaciones móviles para un TCH asignado, esto da lugar a una mala distribución estadística y con ello a largas colas de espera para los paquetes de datos.

La invención tiene como tarea básica indicar un procedimiento para la asignación de recursos de transmisión a enlaces lógicos existentes, que permita una asignación flexible de los recursos de transmisión.

Esta tarea se resuelve mediante el procedimiento con las particularidades de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de la invención pueden tomarse de las reivindicaciones secundarias.

En el procedimiento correspondiente a la invención se asignan recursos de transmisión a enlaces lógicos existentes. Los enlaces lógicos existen entre estaciones de abonado y una estación de base de un sistema de comunicaciones por radio. Los enlaces entre las estaciones de abonado y las estaciones de base existen lógicamente, con lo que no tiene que realizarse ningún protocolo completo de establecimiento de enlace. Las estaciones de abonado y la estación de base respectivamente, se encuentran en un modo activo, con lo que pueden recibir permanentemente informaciones de señalización y dado el caso datos enviados. El sistema de comunicaciones por radio es por ejemplo un sistema de telefonía móvil o un sistema con un satélite como estación de base y estaciones de radio móviles o estacionarias como estaciones de abonado.

Un recurso de transmisión está definido por ejemplo mediante una banda de frecuencias, un código de expansión y una ranura de tiempo. Una parte de los recursos de transmisión puede no ser asignable, porque estos recursos de transmisión por ejemplo se necesitan, en determinadas condiciones, permanentemente, por ejemplo para una señalización o una llamada de emergencia. Al menos una parte de los recursos de transmisión puede asignarse en consecuencia a los enlaces lógicos para la transmisión de datos, al menos temporalmente. Por ejemplo, un recurso de transmisión se reserva para la transmisión de datos de los enlaces lógicos y puede asignarse permanentemente.

Por el contrario, otros recursos de transmisión pueden asignarse sólo temporalmente. Con por ejemplo la correspondiente priorización, puede eliminarse la asignación en base a una solicitud de una transmisión de una prioridad más elevada. Otros recursos de transmisión están ocupados por ejemplo temporalmente, por ejemplo cada marco que hace el número diez con un canal de señalización y pueden asignarse temporalmente en los nueve canales restantes.

La asignación de los recursos de transmisión tiene lugar en un canal de señalización. El canal de señalización es enviado por la estación de base o una estación de abonado y permite que un equipo del lado de la red, por ejemplo la estación de base, o bien una determinada estación de abonado, controle la liberación de los recursos de transmisión. El canal de señalización se envía en uno o varios recursos de transmisión y contiene los distintivos, por ejemplo una secuencia progresiva.

El canal de señalización es recibido al menos por las estaciones de abonado de los enlaces lógicos. El canal de señalización es por ejemplo enviado por la estación de base con la ayuda de una antena que emite omnidireccionalmente en la correspondiente célula de radio. Alternativamente puede ser enviado también el canal de señalización por una estación de abonado y ser recibido por otras estaciones de abonado y la estación de base.

Para la asignación se transmite para cada recurso de transmisión asignable o grupo de recursos de transmisión en el canal de señalización un distintivo. El grupo de los recursos de transmisión está entonces fijamente predeterminado o puede por ejemplo ser configurado por un equipo del lado de la red. El distintivo está compuesto por ejemplo por unos pocos bits. La cantidad de los bits, o bien es fija, o bien se configura por ejemplo en base a la cantidad de enlaces lógicos o la cantidad de estaciones de abonado.

En un perfeccionamiento de la invención se reúnen por ejemplo para una profundidad de imbricado (Interleaving) de 4, correspondientemente 4 unidades de recursos por ejemplo sucesivas de un recurso de transmisión en un grupo. Adicionalmente pueden reunirse dentro de un marco varios recursos de transmisión para una velocidad de transmisión más elevada para formar un grupo. Un grupo de recursos de transmisión puede denominarse por ejemplo también bloque de radio.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, está asignado el distintivo a uno de los enlaces lógicos. Si a su vez una estación de abonado ha establecido varios enlaces lógicos, se controla por ejemplo la asignación del recurso de transmisión desde otra estación de abonado o un equipo del lado de la red o un satélite. Así puede controlarse de manera especialmente ventajosa el tráfico de radio en tiempos de elevada carga.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención se asignan los recursos de transmisión en dirección hacia arriba y el canal de señalización se envía en dirección hacia abajo. Este perfeccionamiento es ventajoso especialmente para un sistema de telefonía móvil, ya que de esta manera el equipo del lado de la red, por ejemplo la estación de base, controla los recursos de transmisión de la dirección hacia arriba. Una coordinación entre las estaciones de abonado para la asignación de los recursos de transmisión en dirección hacia arriba, es por el contrario igualmente posible con un elevado coste de señalización.

En un ventajoso perfeccionamiento de la invención, se transmite en el canal de señalización un distintivo adicional de los recursos de transmisión asignables. Si por ejemplo se enumeran correlativamente los recursos de transmisión, se dota al correspondiente distintivo adicional de un número correspondiente al recurso de transmisión. Como alternativa se dota al distintivo del recurso de transmisión asignable de una numeración para la ranura de tiempo y el código de expansión, de manera que de forma especialmente ventajosa un grupo de los recursos de transmisión recibe un distintivo adicional y pueden ahorrarse recursos de la señalización. En un perfeccionamiento de la invención, se asigna el distintivo del enlace lógico al distintivo adicional del recuso de transmisión, mutuamente. Por ejemplo se transmiten los distintivos asociados y distintivos adicionales en el canal de señalización seguidamente uno tras otro.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención se configuran los distintivos por parte de un equipo del lado de la red, por ejemplo de la estación de base. Con la configuración determina el equipo del lado de la red por ejemplo la asignación del número del recurso de transmisión a una ranura de tiempo y código de expansión. También la asignación de los distintivos a las estaciones de abonado o bien enlaces lógicos, se configura por ejemplo por parte del equipo del lado de la red. Análogamente se asignan los distintivos adicionales a los correspondientes recursos de transmisión.

En función de la cantidad de enlaces lógicos, se numeran correlativamente los distintivos de los enlaces lógicos o bien por ejemplo se configuran los distintivos del recurso de transmisión. Igualmente se configura la cantidad de los recursos de transmisión asignables al menos temporalmente por parte de la estación de base.

De manera ventajosa, se señaliza la configuración por parte de la estación de base a las estaciones de abonado. La señalización de la configuración se realiza por ejemplo al establecerse el enlace o durante enlaces existentes a través del canal de señalización o del canal piloto (BCCH) de la estación de base. La señalización de la configuración se realiza por ejemplo periódicamente cada 20 seg.

En un perfeccionamiento especialmente ventajoso de la invención, se transmite el canal de señalización juntamente con al menos otro canal de señalización, por ejemplo el canal piloto (BCCH), en al menos un recurso de transmisión. Para una cantidad correspondientemente baja de los enlaces lógicos, puede ahorrarse el recurso de transmisión para el canal de señalización y utilizarse de otra manera cuando el canal de señalización está mezclado con al menos otro canal de señalización.

Si por el contrario pueden asignarse muchos recursos de transmisión a muchos enlaces lógicos, se transmite el canal de señalización ventajosamente en varios recursos de transmisión. En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, se envía el canal de señalización simultáneamente con el canal piloto a la estación de base.

En otro perfeccionamiento ventajoso de la invención, se asignan ventajosamente dentro de una ranura de tiempo varios recursos de transmisión a un enlace lógico. Entonces aumenta de manera especialmente fácil de configurar la velocidad de transmisión en la dirección hacia arriba.

A continuación se describirá más en detalle la invención en base a ejemplos de ejecución, haciendo referencia a las representaciones de los dibujos.

Al respecto se muestra en

Fig. 1 un esquema de bloques de un sistema de comunicaciones por radio, en particular un sistema de telefonía móvil,

Fig. 2 una representación esquemática de la interfaz de radio entre estaciones de base y estaciones de abonado,

Fig. 3 a 5 una representación esquemática de recursos de transmisión en la dirección hacia arriba y las correspondientes señalizaciones mediante un canal de señalización.

El sistema de comunicaciones por radio representado en la Fig. 1 y configurado a modo de ejemplo como un sistema de telefonía móvil, esta compuesto por múltiples centrales de conmutación móvil SGSN, enmalladas entre sí o bien generando el acceso a una red fija PDN. Además, estas centrales de conmutación móvil SGSN están unidas con en cada caso un equipo para la asignación de recursos técnicos de radio RNC. Cada uno de estos equipos RNC permite a su vez un enlace con al menos una estación de base BS.

La estación de radio BS es una estación de radio que mediante una interfaz de radio puede establecer y señalizar enlaces de comunicación con estaciones de abonado móviles o estacionarias MS1, MS2, MS3 y MS4. La funcionalidad de esta estructura es utilizada para el procedimiento correspondiente a la invención. Al respecto es igualmente posible la utilización en por ejemplo un sistema de conexión de abonado sin hilos (Access-Network).

Los canales de transmisión utilizados conjuntamente, que están compuestos por uno o varios recursos de transmisión UR (figura 2), no se asignan en exclusiva a una transmisión desde varias estaciones de abonado MS1 y MS3 a la estación de base BS. Los mismos se utilizan para informaciones no críticas en el tiempo, por ejemplo transmisiones retardadas de paquetes de datos, desde distintas estaciones de abonado MS1 a MS3 a la estación de base
BS.

Para reducir apreciablemente la probabilidad de colisión de los paquetes de datos a transmitir en los canales de transmisión utilizados conjuntamente, existen entre las estaciones de abonado MS1 a MS3 y la estación de base BS enlaces lógicos LV1 a LV3. Con un canal de señalización o una señalización Inband (dentro de banda) informa la estación de abonado MS1, MS2 o MS3 a la estación de base BS de que está memorizado al menos un paquete de datos para la transmisión a la estación de base BS en un bucle de espera.

La estación de base BS libera para la transmisión, en base a la evaluación de una priorización de las estaciones de abonado MS1 a MS3 o en base a la evaluación de parámetros de calidad del servicio, los canales de transmisión utilizados conjuntamente de la correspondiente estación de abonado MS1, MS2 o MS3.

La liberación se señaliza en el marco de la invención en un canal de señalización UC. La estación de abonado MS1, MS2 o MS3 envía a continuación, por ejemplo en el mismo marco (Fig. 2), paquetes de datos a la estación de base BS.

Desde la estación de abonado MS4 hacia la estación de base BS está equipado de forma exclusiva un canal de transmisión DCH en dirección hacia arriba para la transmisión sin retardo de informaciones críticas en el tiempo. Este canal de transmisión DCH puede estar compuesto por uno o varios recursos de transmisión UR (figura 2). Este canal de transmisión DCH está diseñado para los valores máximos de velocidades de datos fuertemente oscilantes. Las aplicaciones especialmente críticas en el tiempo con velocidades de datos fuertemente oscilantes, que han de ser transmitidas con bajo retardo, como por ejemplo transmisiones de vídeo o transmisiones de voz con una interrupción de la transmisión durante las pausas del habla (VAD, Voice Activity Detection), necesitan para estos servicios un canal de transmisión exclusivamente asignado DCH. En este canal de transmisión DCH la transmisión de informaciones críticas en el tiempo no es retardada por la transmisión de informaciones no críticas en el tiempo de otras estaciones de abonado MS1 a MS3.

Durante las pausas de transmisión en enlaces lógicos para la transmisión de datos críticos en el tiempo de elevada prioridad, pueden transmitirse paquetes de datos adicionales de los enlaces lógicos LV1 a LV3, cuando los retardos originados para las informaciones críticas en tiempo son asumibles por la señalización correspondiente a la inven-
ción.

También en este caso se transmite la señalización correspondiente a la invención para la liberación en el canal de señalización UCCH. La estación de abonado MS1, MS2 y MS3 envían en las pausas de transmisión uno o varios paquetes de datos a la estación de datos BS.

Una estructura de marco de la interfaz de radio a modo de ejemplo de un procedimiento de transmisión TDD puede verse en la figura 2. Según un componente TDMA, se prevé un reparto de una banda de frecuencias de banda ancha fb, por ejemplo de la anchura de banda de 5 MHz. Un recurso de transmisión UR está definido por una banda de frecuencias fb, un código de expansión sk y una ranura de tiempo ts. La separación más favorable es posible con códigos de expansión ortogonales. Un recurso de transmisión UR es la unidad más pequeña que puede asignarse a una estación de abonado MS1, MS2, MS3 o MS4 para la transmisión de datos. Dentro de una banda de frecuencias de banda ancha fb se estructuran las ranuras de tiempo sucesivas ts según una estructura de marco. Así se reúnen 15 ranuras de tiempo ts0 a ts14 en un marco rh.

Cuando se utiliza un procedimiento de transmisión TDD, se utiliza una parte de las ranuras de tiempo ts8 a ts14 en la dirección hacia arriba y una parte de las ranuras de tiempo ts0 a ts7 en la dirección hacia abajo, realizándose la transmisión hacia abajo por ejemplo antes que la transmisión hacia arriba. Entre ambas existe un punto de conmutación SP, que en función de la correspondiente demanda de canales de transmisión se posiciona flexiblemente para las direcciones hacia arriba y hacia abajo.

Con Channel-Pooling (reserva de canal) se asignan a un enlace de comunicaciones en cada caso uno o varios recursos de transmisión UR. El procedimiento del Channel-pooling se utiliza ventajosamente para realizar enlaces de comunicaciones hacia y desde estaciones de abonado MS1 a MS4 con distintas velocidades de datos o bien para hacer funcionar varios servicios en paralelo sobre un enlace de comunicaciones. Para ello se reúnen varios recursos UR para la transmisión para un enlace. Es igualmente favorable reunir por ejemplo 4 unidades de recursos del recurso de transmisión UR para un enlace de comunicaciones, imbricando (interleaving) los datos transmitidos en las 4 unidades de recursos y logrando así una elevada fiabilidad de la transmisión.

Dentro del marco rh se representan, según un perfeccionamiento de la invención, un canal de señalización UCCH en dirección hacia abajo para la asignación de recursos de transmisión UR en dirección hacia arriba para los enlace lógicos LV1 a LV3 y el canal general de señalización BCCH. En este ejemplo de ejecución los canales de señalización UCCH y BCCH incluyen respectivos recursos de transmisión UR.

Dentro de los recursos de transmisión UR se transmiten informaciones en bloques de radio. Estos bloques de radio están puestos por tramos con datos d, en los cuales están alojados respectivos tramos con frecuencias de experimentación conocidas por el lado de la recepción tseq1 a tseqn. Los datos d están expandidos individualmente para cada enlace con una estructura fina y un código de expansión sk (código CDMA), con lo que por el lado de recepción pueden separarse por ejemplo 14 enlaces mediante estos componentes CDMA. La combinación de una banda de frecuencias fb, una ranura de tiempo ts y un código de expansión sk define un recurso de transmisión ÜR que se utiliza para la trasmisión de informaciones útiles o bien de señalización.

La expansión de símbolos individuales de los datos d con Q chips provoca que dentro de la duración del símbolo tsym se transmitan Q subtramos de la duración tchip. Los Q chips forman entonces el código de expansión individual sk. Además, se prevé dentro de la ranura de tiempo ts un tiempo de protección gp para la compensación de los tiempos de recorrido diferentes de los enlaces en ranuras de tiempo consecutivas ts.

En la figura 3 se representan a modo de ejemplo 20 recursos de transmisión UR en dirección hacia arriba. Estos recursos de transmisión UR se transmiten hacia al punto de conmutación SP. Los recursos de transmisión UR están compuestos por ranuras de tiempo ts10 a ts14 con en cada caso códigos de expansión sk1 a sk4. De entre los recursos de transmisión UR, los recursos de transmisión UR de la ranura de tiempo ts10 no pueden asignarse para una transmisión de datos de los enlaces lógicos LV1 a LV3, ya que los mismos pueden ser configurados para otro canal de señalización RACH.

Los restantes recursos de transmisión UR se enumeran correlativamente en el ejemplo de ejecución y esta numeración correlativa se señaliza a las estaciones de abonado MS1 a MS4.

En la figura 4 y en la figura 5 se representan dos posibilidades de cómo un canal de señalización UCCH asigna los 16 recursos de transmisión UR asignables de la figura 3 a los distintos enlaces lógicos existentes LV1 a LV3.

En la figura 4 se transmiten en el canal de señalización UCCH en cada caso 7 bits en una secuencia fija conocida a las estaciones de abonado MS1 a MS4. En la tabla se indica que para los recursos de transmisión UR1 a 16 están asignados en secuencia progresiva en cada caso 7 bits para 127 estaciones de abonado MS1, MS2, MS3 de enlaces lógicos LV1, LV2, LV3. La numeración de los recursos de transmisión UR no necesita correspondientemente ser transmitida a la vez.

En el ejemplo de ejecución, la secuencia de bits 0000000 corresponde por ejemplo a un canal asignado en exclusiva y por tanto es un distintivo de bloqueo SKN. El distintivo KNL está definido mediante una secuencia de bits diferente a 0000000 e indica el correspondiente enlace lógico LV1 a LV3. Así la secuencia de bits 0000001 indica la liberación de al menos un grupo del recurso de transmisión UR4 para la transmisión de datos del enlace lógico LV1.

Contrariamente a la figura 4, se representa la figura 5 que en el canal de señalización UCCH se transmite no sólo el distintivo KNL de un enlace lógico LV1 a LV3, sino adicionalmente un distintivo KNU de los recursos de transmisión UR. Contrariamente a la figura 4, no es necesaria la transmisión de un distintivo de bloqueo SKN. No obstante, ha de transmitirse adicionalmente el distintivo KNU del recurso de transmisión UR, con lo que el ejemplo de ejecución es especialmente ventajoso para una baja cantidad de recursos de transmisión UR.

La señalizaciones representadas en la figura 4 y en la figura 5 mediante el canal de señalización UCCH liberan por ejemplo los recursos de transmisión UR para los 4 marcos siguientes rh, para lograr una profundidad de imbricado de 4. Por el contrario también pueden liberarse recursos de transmisión UR durante una pausa en una transmisión crítica en tiempo de una transmisión de los datos de los enlaces lógicos LV1 a LV3, con lo que así por ejemplo se libera sólo el recurso de transmisión UR de un marco rh, para no retardar los datos críticos en tiempo.

Claims (6)

1. Procedimiento para la asignación de recursos de transmisión (UR) a enlaces lógicos existentes (LV1, LV2, LV3) entre estaciones de abonado (MS1, MS2, MS3) y una estación de base (BS) en un sistema de comunicaciones por radio, en el que

al menos una parte de los recursos de transmisión (UR) puede asignarse, al menos temporalmente, a los enlaces lógicos (LV1, LV2, LV3) para la transmisión de datos,

la asignación de los recursos de transmisión (UR) tiene lugar en un canal de señalización (UCCH) enviado desde la estación de base (BS) en dirección hacia abajo (DL),

se recibe el canal de señalización (UCCH) por al menos las estaciones de abonado (MS1, MS2, MS3) de los enlaces lógicos (LV1, LV2, LV3), caracterizado porque

para la asignación para cada recurso de transmisión (UR) o grupo de recursos de transmisión (UR) asignable, se transmite un distintivo (KNU) del recurso de transmisión (UR) y un distintivo (KNL) asignado en cada caso a este distintivo (KNU) del enlace lógico (LV1, LV2, LV3) en el canal de señalización (UCCH).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el distintivo adicional (KNU) recibe una numeración para la ranura de tiempo (ts) y el código de expansión (sk).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que los distintivos (KNL, KNU) son configurados por un equipo del lado de la red (BS).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que se señaliza la configuración desde el equipo de red (BS) a las estaciones de abonado (MS1, MS2, MS3, MS4).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que se transmite el canal de señalización (UCCH) juntamente con al menos otro canal de señalización (BCCH) en al menos un recurso de transmisión (UR).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dentro de una ranura de tiempo (ts) se asignan varios recursos de transmisión (UR) a un enlace lógico (LV1, LV2, LV3).