ES2269916T3 - Sistema de comunicaciones con canales de datos con media tasa de transferencia. - Google Patents
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Abstract
Sistema de comunicación que comprende una primera estación capaz de comunicarse con una segunda estación a través un canal inalámbrico, transportándose los datos a través del canal inalámbrico en supertramas (20), comprendiendo cada supertrama una pluralidad de tramas (210-25) y comprendiendo cada trama una pluralidad de ranuras temporales (22); presentando el sistema un modo de funcionamiento en el que se define un canal de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos mediante la asignación a dicho canal de ranuras temporales correspondientes de algunas de las tramas de cada supertrama, y se define un canal de datos para comunicaciones de conmutación por paquetes mediante la asignación a dicho canal de ranuras temporales correspondientes a otras tramas de cada supertrama; caracterizado porque el canal de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos es un canal de datos con media tasa de transferencia y el canal de datos para comunicaciones de conmutación por paquetes esun canal de datos con media tasa de transferencia.
Description
Sistema de comunicaciones con canales de datos
con media tasa de transferencia.
La presente invención se refiere a portadores de
acceso radio que está alineados tanto con tecnologías GSM/EDGE RAN
(GERAN) como UMTS RAN (UTRAN).
Los servicios de telecomunicaciones, en términos
generales, se dividen en dos categorías, servicios portadores y
teleservicios. Los servicios portadores permiten a un usuario
acceder a varias formas de comunicaciones tales como servicio de
datos conmutados por circuitos asincrónico que interfunciona con la
red pública telefónica conmutada (PSTN) o el servicio de datos
conmutados por paquetes sincrónico que interfunciona con la red
pública de datos conmutados por paquetes (PSPDN). Por otro lado,
los teleservicios permiten a un usuario acceder a varias formas de
aplicaciones tales como la transmisión de voz, servicios de mensajes
cortos y transmisiones por fax. Tales servicios portadores están
adoptados actualmente en el sistema de telecomunicaciones móviles
universal (UMTS). Esta red UMTS se compone de cuatro
sub-redes, la red de acceso, la red central, la red
de control de movilidad de servicio y la red de gestión de
telecomunicación. De éstas, la red de acceso es responsable de la
transmisión básica y las funciones de conmutación necesarias para
permitirle a una estación móvil (MS) el acceso a un recurso de red
fija por la interfaz de radio (interfaz U_{m}).
Los servicios portadores (portadores) que
permiten a un usuario acceder a varias formas de comunicación por
la red de acceso radio (RAN) de UMTS ya están bien definidos.
Una alternativa a UTRAN es GERAN. A medida que
se desarrolla la tecnología GERAN se definen nuevos portadores de
acceso radio. Dado que GERAN se conectará a una red central común
con UMTS, es necesario que los portadores ofrecidos por GERAN se
alineen con los de UTRAN. Las siguientes clases de tráfico deben
admitirse por tanto para satisfacer el requisito de servicio. Estas
clases de tráfico son los tipos de tráfico que aparecerán por la
RAN entre la red de acceso y la red central del sistema de telefonía
móvil.
Los esquemas de conversación en tiempo real se
caracterizan por el hecho de que el tiempo de transferencia ha de
ser bajo debido a la naturaleza conversacional del esquema y al
mismo tiempo por el hecho de que la relación (variación) de tiempo
entre entidades de información de la corriente debe preservarse de
la misma manera que para las corrientes en tiempo real. Por tanto,
el límite para el retardo de transferencia aceptable es muy
estricto dado que el fracaso en proporcionar un retardo de
transferencia suficientemente bajo dará como resultado una falta
inaceptable de calidad. El requisito de retardo de transferencia es
por tanto significativamente inferior y más riguroso que el retardo
de ida y vuelta del caso del tráfico interactivo explicado más
adelante.
Este esquema unidireccional se caracteriza por
el hecho de que las relaciones (variaciones) de tiempo entre
entidades de información (por ejemplo, muestras, paquetes) dentro de
un flujo deben preservarse aunque no tenga ningún requisito de bajo
retardo de transferencia. La variación de retardo del flujo de
extremo a extremo debe limitarse para preservar la relación
(variación) de tiempo entre entidades de información en la
corriente.
Este esquema se aplica cuando el usuario final
está solicitando en línea datos desde un equipamiento remoto. El
tráfico interactivo se caracteriza por el patrón de petición
respuesta del usuario final. En el destino del mensaje se dispone
una entidad que espera el mensaje (respuesta) dentro de un tiempo
determinado. El tiempo de retardo de ida y vuelta es por tanto uno
de los atributos clave. Otra característica es el hecho de que el
contenido de los paquetes debe transferirse de manera transparente
(con una baja tasa de errores de bit).
Este esquema se aplica cuando el usuario final
envía y recibe archivos de datos de fondo. Los ejemplos son la
entrega de fondo de correos electrónicos. SMS, descarga de bases de
datos y recepción de registros medidos. El tráfico de fondo se
caracteriza por el hecho de que el destino no está esperando los
datos dentro de un tiempo determinado. Este esquema por tanto es
más o menos una entrega insensible al tiempo. Otra característica
es que el contenido del paquete debe transferirse de manera
transparente (con una baja tasa de errores de bit).
El principal factor de distinción entre estas
diversas clases de tráfico es la sensibilidad al retardo del
tráfico. La clase de tráfico conversacional está destinada para el
tráfico que es sensible al retardo mientras que la clase de tráfico
de fondo es la clase de tráfico más sensible al retardo. Las clases
conversacional y de transmisión continua están destinadas
principalmente para usarse para transportar flujos de tráfico en
tiempo real. El tráfico de clase interactiva y el tráfico de fondo
están destinados principalmente para usarse por aplicaciones de
Internet tradicionales como WWW, e-mail, telnet, FTP
y news. Debido a los requisitos de retardo más flexibles comparados
entre las clases conversacional y de transmisión continua, ambas
proporcionan mejores tasas de errores mediante la codificación de
canal y las retransmisiones. Estas clases de tráfico están más
detalladas en UMTS 23.107.
En vistas al uso común de la red central UMTS en
los protocolos de comunicación usados para crear GERAN, los
portadores de acceso radio deberían construirse también como en
UMTS, en el que las combinaciones de diferentes modos de protocolo
en una única pila proporcionan un gran conjunto de portadores.
Los protocolos de comunicación son los conjuntos
de reglas que los usuarios adoptan al establecer servicios y
transferir datos. Los protocolos permiten el establecimiento y
gestión de conexiones y también son necesarios para habilitar
comunicaciones fiables. Las funciones que se proporcionan por los
protocolos de comunicación están bien descritas pero no así su
implementación. Un modelo que describe las funciones proporcionadas
por los protocolos de comunicación contiene varias capas. Estas se
denominan pilas de protocolo.
La figura 1 muestra una pila de protocolo 10 en
el plano del usuario adecuada para usar con GERAN, en la que cada
capa incluye diferentes modos. La pila incluye una capa física 11
que es análoga a la capa física de una pila de protocolo de red de
acceso UMTS, una capa de control de acceso al medio (MAC) 12 que
corresponde a la capa de enlace de datos de una pila UMTS estándar,
una capa de control de enlace de radio (RLC) 13 que corresponde a
la capa de red de pila UMTS estándar y una capa de protocolo de
convergencia de datos de paquete (PDCP) 14 que corresponde a la
capa de aplicación del modelo de pila UMTS.
Si la MS no está basada totalmente en el
protocolo de Internet (IP) o se desea usar un modo de circuito GSM,
un elemento tendrá que cuidar de la traducción de los datos de modo
de circuito a/desde paquetes IP/protocolo de datagramas de usuario
(UDP)/protocolo de tiempo real (RTP) y la traducción de la
señalización 04.08 a/desde alguna señalización basada en IP (p.ej.
H.323). Es más probable que una función de este tipo sólo sea
necesaria para las clases de tráfico conversacional y de
transmisión continua. Considérese un ejemplo, en el que un brote de
datos se transmite entre los puntos finales de una conexión en
paquetes de datos. Los bloques de datos producidos por una
aplicación pueden encapsularse en paquetes de dotas de determinados
protocolos de transmisión. El protocolo de tiempo real (RTP) es un
ejemplo de un protocolo de datos de paquete que puede usarse para
aplicaciones que no toleran retardos. Los bloques de datos se
encapsulan en paquetes de protocolo RTP colocando los propios
bloques de datos en una carga útil de los paquetes y añadiendo
encabezamientos adecuados a los bloques de datos. Algunos
protocolos pueden necesitar alguna información también al final del
paquete de protocolo.
Los paquetes de datos RTP pueden transmitirse
utilizando un protocolo de datagramas de usuario (UDP) que puede
ejecutarse en el protocolo de Internet (IP). UDP e IP añaden sus
propios encabezamientos a los paquetes de datos. El paquete de
datos entregado a un protocolo de capa de enlace por tanto consiste
normalmente en la carga útil original y muchos encabezamientos. El
protocolo de capa de enlace puede realizar la supresión de
encabezamiento (stripping), por ejemplo, los encabezamientos de
protocolo normalmente contienen varios campos cuyo contenido no
cambia de paquete a paquete. El resultado de la supresión de
encabezamiento se denomina residuo de supresión de encabezamiento y
es la información que necesita transmitirse para un determinado
paquete o grupo de paquetes para permitir al extremo de recepción
construir de nuevo los encabezamientos de paquete. La supresión de
encabezamiento puede realizarse en cada paquete de datos de manera
similar, o puede realizarse, por ejemplo, en el primer paquete de
datos y después se determina el contenido de los encabezamientos de
los próximos paquetes de datos usando la información de los
encabezamientos del primer paquete de datos.
Para la combinación de protocolo RTP/UDP/IP el
resultado de la supresión de encabezamiento contiene al menos el
número de secuencia (SN) del paquete RTP, la marca de fecha y hora
(TS) del paquete RTP y el bit (M) marcador del paquete RTP. Es
posible que solamente necesite transmitirse un determinado
desplazamiento de éstos para la actualización. La información
relacionada con los encabezamientos UDP e IP pude determinarse
sencillamente después de que los primeros paquetes UDP/IP de la
conexión se hayan transmitido al extremo de recepción. Una vez que
el residuo de la supresión de encabezamiento y la carga útil de los
paquetes de datos se han transmitido por la red de acceso radio, un
elemento de red en el otro lado de la red de acceso radio puede
reconstruir los paquetes RTP/UDP/IP usando el residuo de supresión
de encabezamiento y las cargas útiles transmitidas. Normalmente los
paquetes de protocolo se transmiten sin los encabezamientos por la
interfaz de radio, reconstruyendo el elemento de red los
encabezamientos, y el paquete de protocolo puede ser, por ejemplo, o
bien una estación móvil o bien un controlador de estación base
(BSC) en función de la dirección de transmisión. Especialmente en
una estación móvil de recepción, que normalmente no reenvía los
paquetes de datos a otros elementos de red, la reconstrucción de
los encabezamientos no ha de significar que una estructura de datos
que corresponde al encabezamiento se construya explícitamente.
Puede ser suficiente que el residuo de supresión de encabezamiento
y la carga útil del paquete de datos se reenvíen a través de la capa
de protocolo IP/UDP a la capa RTP. En las capas IP/UDP, por
ejemplo, pueden incrementarse solamente algunos contadores
relacionados con el numero de secuencia de paquetes de protocolo
IP/UDP.
También puede ser ventajoso permitir muchos
portadores de acceso radio que podrían usarse simultáneamente con
un equipamiento de único usuario. Esto puede utilizase para
proporcionar soporte para múltiples perfiles de calidad de servicio
(QoS) en paralelo. Esto ayuda a mantener la calidad de comunicación
en diversas condiciones de tráfico.
También puede considerarse un número de
escenarios de multiplexación proporcionando portadores de acceso
radio para GERAN. Estos se exponen a continuación.
La asignación permanente de un canal a una
llamada de voz (conversacional) sin capacidad de multiplexación.
La asignación permanente de un canal a una
llamada de voz (clase de tráfico conversacional) y multiplexación
de datos de "best effort" (que no garantiza la calidad de
servicio) desde el mismo usuario (clase de tráfico de fondo).
La asignación permanente de un canal a una
llamada de voz (clase de tráfico conversacional) y multiplexación
de datos de "best effort" desde usuarios diferentes (clase de
tráfico de fondo).
La asignación de un canal a más de un usuario de
voz (y/o usuarios de datos) de manera dinámica.
Ya se han realizado varios intentos para
proporcionar portadores de acceso radio con GERAN y UTRAN. Sin
embargo, estos sistemas presentan una serie de inconvenientes.
Una solución propuesta proporciona un sistema
que no reutiliza canales de tráfico conmutados por circuitos. La
característica distintiva de un sistema de conmutación por circuitos
es el uso exclusivo de un canal de anchos de banda fijados
previamente que se dedica al uso de dos usuarios durante una
llamada. Por ejemplo en la red de acceso radio del Sistema global
para comunicaciones móviles (GSM) se reserva el canal de conmutación
por circuitos bidireccional para cada llamada. La capacidad de
transmisión del canal bidireccional es la misma en ambas
direcciones, es decir, enlace ascendente y enlace descendente. Dado
que durante una llamada de voz los canales están activos durante
solamente aproximadamente del 40 al 50% de tiempo, esto es un uso
ineficiente del canal.
Además no se ha proporcionado un intercalado
diagonal de la transferencia de información. Esto reduce la
efectividad de los códigos de corrección de errores y es más
probable la pérdida de datos.
Además, las soluciones propuestas no
proporcionan un canal de conmutación por paquetes con media tasa de
transferencia. La conmutación por paquetes está basada en la idea
de la conmutación de mensajes. Un mensaje o grupo de datos se forma
con una parte de encabezamiento y otra de final del mensaje. El
mensaje se almacena en una memoria intermedia en cada conmutación
en la que se decodifica el encabezamiento y se determina el
siguiente nodo en una ruta. Un canal de conmutación por paquetes
con media tasa de transferencia permite a cada canal dividirse en
dos canales secundarios proporcionando de este modo un aumento del
potencial de tráfico. Esto hace uso de los denominados códecs con
media tasa de transferencia (es decir un códec que da calidad de voz
de línea telefónica de larga distancia, "toll quality", a
8kb/s) que ayuda a mejorar la eficiencia espectral de la densidad
de usuarios para el espectro de canal asignado.
De manera similar, no se ha proporcionado un
canal de conmutación por circuitos con un cuarto de tasa de
transferencia. Esto presenta el inconveniente de que no pueden
utilizarse las ventajas de los códecs de cuarto de tasa de
transferencia que se han desarrollado.
Otro inconveniente de los sistemas anteriores ha
sido la falta de consideraciones de canal de control asociado
(ACCH). Estos canales de control transportan datos de señalización o
sincronización y son muy conocidos en sistemas de comunicación. Se
emplean cuatro categorías de canales de control. Éstas se conocen
como el canal de control de radiodifusión (BCCH, broadcast control
channel), el canal de control común (CCCH, common control channel),
el canal de control aislado y dedicado (STDCCH, stand alone
dedicated control channel) y el canal de control asociado (ACCH,
associated control channel). Estos canales ACCH se describirán
detalladamente más adelante.
Por tanto, un objetivo de la presente invención
es proporcionar portadores de acceso radio GERAN que contengan al
menos parcialmente los requisitos enumerados anteriormente. De
manera ventajosa, la presente invención presenta un objetivo
adicional para evitar al menos parcialmente los inconvenientes
proporcionados por los portadores de acceso radio GERAN
anteriores.
El documento WO 00/01186 describe un método para
asignar canales a conexiones de conmutación por paquetes en
sistemas de telecomunicaciones móviles que admite conexiones tanto
de conmutación por paquetes como de conmutación por circuitos.
Todos los canales se asignan inicialmente a conexiones de
conmutación por circuitos. Si se solicita una conexión para una
conexión de conmutación por paquetes, entonces se asignan según el
número máximo de ranuras temporales que pueden asignarse a
conexiones de conmutación por paquetes. El documento "The GSM
System for Mobile Communications", M. Mouly y M. Pautet, 1992,
ISBN: 2-9507190-0-7
describe un sistema GSM que comprende canales de datos con media
tasa de transferencia para comunicaciones de conmutación por
circuitos.
Según un primer aspecto de la invención se
proporciona un sistema de comunicaciones que comprende una primera
estación capaz de comunicarse con una segunda estación a través de
un canal inalámbrico, transportándose los datos por el canal
inalámbrico en supertramas, comprendiendo cada supertrama una
pluralidad de tramas y comprendiendo cada trama una pluralidad de
ranuras temporales, presentando el sistema un modo operativo en el
que un canal de datos para comunicaciones de conmutación por
circuitos se define mediante la asignación a dicho canal de ranuras
temporales de algunas de las tramas de cada supertrama, y un canal
de datos para comunicaciones de conmutación por paquetes se define
mediante la asignación a dicho canal de ranuras temporales
correspondientes de otras de las tramas de cada supertrama,
caracterizado porque el canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos es un canal de datos con media tasa de
transferencia y el canal de datos para comunicaciones de
conmutación por paquetes es un canal de datos con media tasa de
transferencia.
De manera preferida, se asigna el mismo número
de ranuras de tiempo al canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos y el canal de datos para comunicaciones de
conmutación por paquetes. Alternativamente, la mitad o un cuarto
del número de ranuras que se asignan al canal de datos para
comunicaciones de conmutación por paquetes puede asignarse al canal
de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos.
Los datos de control para el control del canal
de datos para comunicaciones de conmutación por paquetes se
transportan preferiblemente mediante el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por circuitos. Estos datos de control
pueden servir para el control de la potencia de transmisión y/o
traspaso del canal. Los datos de control pueden comprender un canal
de control de acceso rápido y /o un canal de control de acceso
lento.
El canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos puede ser un canal conversacional. El
canal de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
puede ser un canal de fondo. Pueden asignarse ranuras temporales al
canal de datos para comunicaciones de conmutación por paquetes
durante periodos en los que el canal de datos para comunicaciones
de conmutación por circuitos está relativamente inactivo, por
ejemplo durante pausas en datos de velocidad transportados por
medio del canal de datos para comunicaciones de conmutación por
circui-
tos.
tos.
En los aspectos anteriores de la invención, un
canal de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
puede transportar datos como una conexión de conmutación por
circuitos o de otra manera. De manera preferida, el canal de
conmutación por circuitos es capaz de operar a través de una red
central de conmutación por circuitos del sistema de
comunicación.
El canal de datos con media tasa de
transferencia para comunicaciones de conmutación por paquetes puede
ser un canal de transmisión continua, interactivo o de fondo. El
canal de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
puede ser un canal conversacional.
Un canal de datos con media tasa de
transferencia puede definirse mediante la asignación a dicho canal
de una ranura temporal en tramas alternas de la supertrama.
El sistema puede funcionar según la
especificación GSM o un derivado de la misma, tal como el sistema
GERAN.
El canal inalámbrico preferiblemente transporta
datos mediante una modulación por desplazamiento de 8 fases
(8PSK).
Según un segundo aspecto de la invención, se
proporciona una estación móvil capaz de comunicar datos a través de
un canal inalámbrico, transportándose los datos por el canal
inalámbrico en supertramas, comprendiendo cada supertrama una
pluralidad de tramas y comprendiendo cada trama una pluralidad de
ranuras temporales, estando dispuesta la estación móvil para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
por un canal de datos definido por la asignación a dicho canal de
ranuras temporales correspondientes de algunas de las tramas de
cada supertrama, y para transmitir datos para comunicaciones de
conmutación por paquetes por un canal de datos definido por la
asignación a dicho canal de ranuras temporales correspondientes a
otras tramas de cada supertrama, en la que el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por circuitos es un canal de datos
con media tasa de transferencia y el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por paquetes es un canal de datos con
media tasa de transferencia.
La estación móvil puede disponerse para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por paquetes
durante periodos en los que el canal de datos para comunicaciones
de conmutación por circuitos está relativamente inactivo. La
estación móvil puede disponerse para transmitir datos para
comunicaciones de conmutación por paquetes durante pausas en los
datos de voz que están transportándose por medio del canal de datos
para comunicaciones de conmutación por circuitos.
La estación móvil puede disponerse para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
por un primer canal secundario que comprende el canal de datos con
media tasa de transferencia para la comunicación de conmutación por
circuitos y para transmitir datos para comunicaciones de conmutación
por paquetes por un segundo canal secundario que comprende el canal
de datos con media tasa de transferencia para la comunicación de
conmutación por paquetes.
Según un tercer aspecto de la invención se
proporciona una estación base capaz de comunicar datos por un canal
inalámbrico, transportándose los datos por el canal inalámbrico en
supertramas, comprendiendo cada supertrama una pluralidad de tramas
y comprendiendo cada trama una pluralidad de ranuras temporales,
disponiéndose la estación base para transmitir datos para
comunicaciones de conmutación por circuitos por un canal de datos
definido por la asignación a dicho canal de ranuras temporales
correspondientes de algunas de las tramas de cada supertrama, y
para transmitir datos para comunicaciones de conmutación por
paquetes por un canal de datos definido por la asignación a dicho
canal de ranuras temporales correspondientes a otras tramas de cada
supertrama, en la que el canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos es un canal de datos con media tasa de
transferencia y el canal de datos para comunicaciones de conmutación
por paquetes es un canal de datos con media tasa de
transferencia.
La estación base puede disponerse para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por paquetes
durante periodos en los que el canal de datos para comunicaciones
de conmutación por circuitos está relativamente inactivo. La
estación base puede disponerse para transmitir datos para
comunicaciones de conmutación por paquetes durante pausas en los
datos de voz que están transportándose por medio del canal de datos
para comunicaciones de conmutación por circuitos.
La estación base puede disponerse para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
por un primer canal secundario que comprende el canal de datos con
media tasa de transferencia para la comunicación de conmutación por
circuitos y para transmitir datos para comunicaciones de conmutación
por paquetes por un segundo canal secundario que comprende el canal
de datos con media tasa de transferencia para la comunicación de
conmutación por paquetes.
Las realizaciones de la presente invención
proporcionan muchas ventajas sobre soluciones anteriores. En primer
lugar, los portadores de acceso radio son compatibles y por tanto
cumplen los requisitos de diseño de la versión 2000. Esto
representa la nueva generación de redes de telecomunicaciones.
En segundo lugar, está prevista la reutilización
de la codificación de canal ya especificada de canales de tráfico
de voz de múltiples velocidades adaptativas (AMR) para las clases de
tráfico conversacional y el tráfico de datos de conmutación por
circuitos para clases de tráfico de transmisión continua
En tercer lugar, las realizaciones de la
presente invención permiten a los canales de conmutación por
paquetes y de conmutación por circuitos multiplexarse en la misma
ranura temporal. Esto permite a las clases de tráfico
conversacional e interactivo coexistir dentro de la misma ranura
temporal.
En cuarto lugar, las realizaciones previstas
para un canal de tráfico de conmutación por circuitos con un cuarto
de tasa de transferencia aprovechan los códecs con un cuarto de tasa
de transferencia que están disponibles.
En quinto lugar, las realizaciones de la
invención permiten la reutilización del control de canal asociado
ya especificado del modo de circuito (en particular canales de
control asociados lentos, (SACCH) y canales de control asociados
rápidos (FACCH)) para las clases de tráfico conversacional y de
transmisión continua.
Además, las realizaciones indican que cuando los
datos de paquetes del mismo usuario se multiplexan dentro de los
periodos de silencio de un canal de tráfico de voz (clase de tráfico
conversacional) los datos de paquetes también usarán para el
control los canales SACCH y FACCH del canal de tráfico de voz.
Otras realizaciones adicionales proporcionan
canales de tráfico de conmutación por paquetes con media tasa de
transferencia para aumentar las capacidades de multiplexación.
A continuación se describirán realizaciones de
la presente invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos,
en los que:
la figura 1 muestra una pila de protocolos en el
plano de usuario para usar en GERAN;
la figura 2 muestra un canal de tráfico con una
tasa de transferencia total;
la figura 3 muestra un canal de tráfico con
media tasa de transferencia;
la figura 4 muestra un canal de tráfico con un
cuarto de tasa de transferencia;
la figura 5 ilustra la correlación (mapping)
FACCH en canales con una tasa de transferencia total;
la figura 6 muestra la correlación FACCH en
canales con media tasa de transferencia;
la figura 7 muestra la correlación FACCH en
canales con un cuarto de tasa de transferencia;
la figura 8 muestra un canal de paquetes con una
tasa de transferencia total;
la figura 9 muestra un canal de paquetes con
media tasa de transferencia;
\newpage
la figura 10 ilustra portadores de acceso radio
conversacional;
la figura 11 ilustra portadores de acceso radio
de transmisión continua;
la figura 12 ilustra portadores de acceso radio
interactivos; y
la figura 13 ilustra portadores de acceso radio
de fondo.
En los dibujos, los mismos números de referencia
se refieren a las mismas partes.
Los protocolos usados para crear portadores de
acceso radio se construyen como en UMTS en el que las combinaciones
de diferentes modos de protocolos en una única pila proporcionan un
gran conjunto de portadores. La pila de protocolos que va a
utilizarse se dibuja en la figura 1 y cada capa de la misma incluye
diferentes modos. Los diferentes modos de cada capa se identifican
más adelante.
Transparente con la eliminación del
encabezamiento RTP/UDP/IP. Los servicios del portador puede ser
transparentes o no transparentes. Los servicios transparentes
proporcionar una protección de errores solamente a través de la
corrección de errores sin retransmisión (Forward error correction,
FEC). Por otro lado, los servicios no transparentes presentan la
protección adicional de petición de repetición automática (ARQ).
Esto se proporciona en el protocolo de enlace de radio que ofrece
una integridad de datos mejorada.
No transparente con adaptación de encabezamiento
(supresión de encabezamiento o compresión de encabezamiento).
No transparente sin adaptación de
encabezamiento.
Transparente
Sin acuse de recibo
Con acuse de recibo
Dedicado: no se incluye la identificación de
usuario permitiendo solamente un usuario por canal. Sin embargo,
siempre que ocurra esta transmisión continua (DTX), pueden
transmitirse paquetes de datos desde el mismo usuario. La función
de la DTX es suspender la radio transmisión durante la partes de
silencio en un canal de voz. Normalmente esto se usar para ayudar a
impedir interferencias y aumentar la capacidad del sistema Al
transmitir paquetes de datos durante las partes de silencio puede
aumentar adicionalmente la capacidad del sistema.
Compartido: el mismo canal puede compartirse
entre muchos usuarios.
Modulación: se utiliza un proceso de modulación
para convertir datos o voz con codificación de canal en un tipo
adecuado para la transmisión por el canal de radio. La modulación
hace posible, efectivamente, la transmisión de información binaria
en portadores análogos. Durante la modulación, un bit o un grupo de
bits se traduce en cambios rápidos de estado tales como cambios en
la amplitud o frecuencia. Actualmente, la modulación de
desplazamiento mínimo Gaussiano (GMSK) y la modulación por
desplazamiento de ocho fases (8PSK) se definen para utilizarse con
GERAN. La transmisión de voz usa solamente GMSK mientras que los
datos pueden transportarse usando modulación 8PSK o GMSK. En la
modulación por desplazamiento de fase, la fase de una señal se
desplaza de manera diferente con respecto a la fase anterior (por
ejemplo, más de 90% para cero y más de 270% para uno).
Codificación de canal: debido a la interferencia
electromagnética la voz codificada y las señales de datos
transmitidas por la interfaz de radio deben protegerse de errores.
La codificación convolucional y el intercalado de bloques se
emplean para conseguir esta protección. Particularmente dentro de la
especificación GSM existen dos mecanismos de protección de errores
diferentes que realizan la codificación convolucional. La protección
de errores desiguales (UEP) que trata los bits de una señal con
diferente codificación de canal en función de la clase de bit (los
bits de clase 1a son más sensibles a los errores de bits, los bits
de clase 1b son moderadamente sensibles mientras que los bits de
clase II son los menos sensibles a los errores de bits). La
protección de errores iguales (EEP) usa la misma codificación de
canal para toda la información de datos.
Tasa de transferencia de canal: un canal de
tráfico se emplea para transportar el tráfico de datos y de voz.
Los canales de tráfico se definen utilizando una
multi-trama de 26 tramas tal como se describirá con
más detalle más adelante. De las 26 tramas, 24 se usan para el
tráfico. Estas son los canales de tráfico con una tasa de
transferencia total. También se proporcionan algunos canales con
media transferencia o un cuarto de transferencia. Se entenderá que
la presente invención no está limitada a tramas y
multi-tramas de esta configuración.
Intercalado: como se ha mencionado
anteriormente, el intercalado se usa para proteger los datos de
errores que ocurren durante la transmisión. Tras la codificación se
realizan las etapas de intercalado para intercalar los diversos
bits de señal con índices de codificación para formar una secuencia
intercalada. Si se produce un error en parte de esa secuencia el
remanente puede utilizarse para reconstruir los datos correctos. El
intercalado puede ser diagonal (diag) o rectangular (rect) y pueden
usarse diferentes profundidades de intercalado (19, 8, 4, 2).
Cuanto más alta sea la profundidad de intercalado mejor será el
rendimiento de nivel de enlace aunque el retardo será más
largo.
Los portadores de acceso radio según la presente
invención se seleccionan de entre las combinaciones de las
diferentes capas disponibles.
La correlación de los portadores de acceso radio
en la capa física puede utilizar dos tipos de canales de tráfico
tal como se describe anteriormente. Estos son los canales de
paquetes (PCH) y los canales de conmutación por circuitos (TCH).
Los datos de usuario no es la única información que ha de
transportarse a través de estos canales por la interfaz aérea.
También deben transportarse los mensajes de señalización. Estos
permiten a la red y a la MS discutir la gestión de varios temas
como recurso y traspaso. Cuando el tráfico está en curso esta
señalización se realiza a través del canal de control asociado
(ACCH). Sin embargo, debido a los diferentes requisitos, la manera
en la que los canales ACCH se implementan difiere para los canales
de tráfico de conmutación por circuitos o por paquetes. Diversos
canales ACCH están bien definidos para canales de conmutación por
circuitos o por paquetes y algunos de estos se identifican y se
describen más adelante. Adicionalmente, se describen canales ACCH y
los portadores de acceso radio GERAN implementados según la presente
invención.
Los canales ACCH son bidireccionales. En el
enlace descendente transportan instrucciones de control desde la
estación base a la estación móvil (MS) para controlar su nivel de
potencia transmitido. En el enlace ascendente transportan el estado
de la MS a la estación base. SACCH se usa en la señalización de la
capa al menos para medir los resultados durante la transmisión
desde la MS a la red. El SACCH presenta la particularidad de que
esa transmisión continua debe ocurrir en ambas direcciones. Para ese
fin, se envían mensajes de resultado de medición en la dirección de
la MS a la red en cada ocasión posible cuando no debe enviarse nada
más. De manera similar, los mensajes de tipo de información de
sistema 5, 6 y opcionalmente los segundos del tipo 5 y los terceros
del tipo 5 tal como se conocen en la técnica se envían en la
dirección de la red a la MS en tramas UI cuando no ha de enviarse
nada más. El SACCH se utiliza para procedimientos que no son
urgentes, principalmente para la transmisión de los datos de
medición de radio necesarios para las decisiones de traspaso.
En cada bloque de enlace descendente de SACCH
existe un nivel de potencia MS ordenado e información de avance del
tiempo ordenado. En cada bloque de enlace ascendente de SACCH existe
un nivel de potencia MS real e información de avance del tiempo
real.
Adicionalmente, el SACCH transporta mensajes
detallados en el anexo A. Cada bloque SACCH contiene 184 bits de
información que son 456 bits codificados e intercalados por cuatro
ráfagas. Un ciclo de SACCH es de 480 ms. En otras palabras, el
avance de tiempo, el nivel de potencia y los informes de medición
pueden actualizarse cada 480 ms. Se entenderá que la presente
invención no está limitada a bloques y bits de esta
configuración.
El canal FACCH (también conocido como canal de
control principal dedicado (DCCH)) facilita una acción urgente tal
como instrucciones de traspaso y re-asignación de
canales en traspasos intracelulares. Se transmite sustituyendo
(pre-empt) la mitad o todos los bits de información
de las ráfagas del canal de tráfico (TCH) al que está
asocia-
do.
do.
Existen cuatro variedades alternativas de
ráfagas usadas para la transmisión en GSM. Estas son la ráfaga
normal, la ráfaga F, la ráfaga S y la ráfaga de acceso. De éstas,
la ráfaga normal se usa para transportar datos y la mayor parte de
la señalización tiene una longitud total de 156,25 bits que
consisten en dos bits de información de dos bits de información de
57 bits, una secuencia de entrenamiento de 26 bits utilizada para
sincronizar el receptor con la información entrante y para evitar
los efectos negativos producidos por la propagación de trayecto
múltiple, 1 bit de robo para cada bloque de información (que indica
al receptor si la información transportada por una ráfaga
corresponde a datos de tráfico o de señalización), 3 bits de cola en
cada extremo (usados para cubrir los periodos de rampa ascendente y
descendente de la potencia de un móvil) y una secuencia de
protección de 8,25 bits (usada para evitar un posible solapamiento
de dos móviles durante el tiempo de rampa). El FACCH se usa para
varios fines tales como el progreso de establecimiento de llamada,
el traspaso, la autenticación de abonados, DTMF, notificación (para
VGCS y VBS, en lugar NCH) y aviso de llamadas (en lugar de
PCH).
El FACCH pude transportar mensajes que se
describen en el anexo A. Cada bloque FACCH contiene 184 bits de
información (o ráfagas de datos), estos son 456 bits codificados
como SACCH, dependiendo el intercalado de su canal asociado (tasa
de transferencia total o media tasa de transferencia).
El canal de control asociado rápido mejorado
(E-FACCH) es un canal de control asociado rápido
introducido para ECSD (datos conmutados por circuitos mejorados).
Cada bloque E-FACCH contiene la misma información
que FACCH (184 bits) y usa la modulación GMSK. Pero el
E-FACCH se correlaciona en ráfagas consecutivas
totales en lugar de ocho ráfagas medias para FACCH con una tasa de
transferencia total.
El canal de control asociado en banda mejorado
(E-IACCH) es el canal de control asociado
E-TCFH/F en banda introducido para el control de
potencia rápido (FPC) en ECSD. El BSS indica a la MS a través del
canal SACCH el uso del FPC. La información de control de potencia
se envía cada periodo de elaboración de informes FPC de 4 tramas
TDMA de longitud (20 ms). Los tres bits de información se codifican
en 24 bits que se correlacionan en los símbolos de robo de cuatro
ráfagas normales consecutivas.
Incluso si está activado el control de potencia
rápido, el control de potencia normal (a través de SACCH) siempre
está ejecutándose. Sin embargo, la MS ignora entonces las
instrucciones de nivel de potencia del SACCH.
Los ACCH mencionados anteriormente están
asociados con canales de tráfico de conmutación por circuitos. Los
dos siguientes ACCH están asociados con canales de tráfico de
paquetes.
El canal de control asociado de paquetes (PACCH)
transporta la información de señalización relacionada con una MS
dada. La información de señalización incluye por ejemplo acuses de
recibo e información de control de potencia. El PACCH lleva también
asignación de recurso y mensajes de reasignación, comprendiendo la
asignación una capacidad para los PDTCH y para apariciones
adicionales de PACCH. El PACCH comparte recursos con los PDTCH que
están actualmente asignados a una MS. Adicionalmente una MS que está
actualmente implicada en la transferencia de paquetes puede
localizarse para servicios de conmutación por circuitos en PACCH.
Los mensajes que pueden enviarse en un PACCH se enumeran en el
anexo A.
El PACCH es bidireccional. Cada bloque contiene
184 bits de información que son 456 bits codificados e intercalados
por cuatro ráfagas (la misma codificación que SACCH). No obstante,
PACCH no tiene transmisión continua como SACCH.
Debido a esta transmisión continua, se ha
definido en GPRS un mecanismo de avance de tiempo de actualización
continua. El avance de tiempo puede actualizarse a través de un
canal propio. Se canal de control de avance de tiempo de paquetes
(PTCCH). En un modo de transferencia de paquetes se solicitará
regularmente a una MS que envíe ráfagas de acceso aleatorio al
enlace ascendente para permitir la estimación el avance de tiempo.
El PTCCH se usa entonces en el enlace descendente para transmitir
actualizaciones de información de avance de tiempo a muchas MS. En
la siguiente tabla 1 se exponen los diversos canales de control.
La tabla muestra los canales de control
asociados y los tiempos de actualización para los diversos
procedimientos de control para canales de tráfico de conmutación
por paquetes y de conmutación por circuitos.
De manera un tanto similar a los ejemplos
existentes anteriormente mencionados, los portadores de acceso radio
GERAN usan dos tipos diferentes de canales de tráfico. Estos son
los canales de conmutación por paquetes y los canales de
conmutación por circuitos.
Los canales de conmutación por circuitos pueden
emplearse para las clases de tráfico conversacional y de transmisión
continua en las que se necesita un flujo de datos en tiempo real
constante. Por supuesto existe alguna diferencia entre los
requisitos de retardo de estas dos clases ya que el tipo de tráfico
de transmisión continua presenta unos requisitos más relajados.
Desde el punto de vista de la capa física, significa que el tipo de
tráfico de transmisión continua permite emplear un intercalado más
largo.
La manera en la que SACCH se correlaciona en un
canal físico no depende de la modulación empleada para la
transferencia de datos ni de la clase de tráfico. Tal como se
mencionó anteriormente con respecto a los canales de tráfico
existentes (TCH), el SACCH se correlacionará por cuatro ráfagas
GMSK.
La correlación de SACCH propuesta se muestra en
la figura 2, que sigue procedimientos de correlación muy conocidos.
La modulación de ráfagas de datos puede ser GMSK o 8PSK.
La figura 2 representa una multitrama (o
supertrama) 20 que define el canal de tráfico con tasa de
transferencia total (TCH/F). Cada multitrama comprende un grupo de
26 tramas TDMA 21_{0-25}. Dado que el espectro de
radio es un recurso limitado, el ancho de banda se divide mediante
acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y acceso múltiple
por división de tiempo (TDMA) como se conoce bien en la técnica. En
particular el FDMA implica la separación mediante la división del
ancho de banda de 25 Mhz en 124 frecuencias de la portadora
separadas 200 khz. Cada una de éstas se divide entonces en el
tiempo a través de un esquema TDMA. La unidad básica de tiempo en
el esquema TDMA se denomina como un periodo de ráfagas y dura
aproximadamente 0,577 s. Cada trama TDMA
21_{0-25} se divide en ocho de estos periodos de
ráfagas 22. Cada trama TDMA 21_{0-25} consiste por
tanto en ocho periodos de ráfagas 22 que forman una unidad básica
para canales lógicos. Un canal físico es un periodo de ráfagas 22
por trama TDMA 21. Los canales se definen mediante el número y
posición de ese periodo de ráfagas correspondiente. En toda la
siguiente descripción, se empleará el término
"multi-trama" y ha de entenderse como una
supertrama, es decir, una trama compuesta por múltiples tramas TDMA.
De manera similar, la frase "periodo de ráfagas" se entenderá
para representar una ranura temporal en la trama TDMA.
Cada uno de los ocho periodos de ráfagas 22 que
componen una trama TDMA comprende una ráfaga normal de 156,25 bits
que incluye dos ráfagas de datos tal como se ha descrito en la
presente memoria anteriormente.
De las 26 tramas, la 21 y la 24 se emplean para
el tráfico y pueden transmitir datos, una, la trama SACCH 23 se
emplea para el SACCH. La trama final 24 está sin usar y está
inactiva. En aplicaciones de voz, la voz digitalizada se comprime
normalmente usando un determinado método de codificación de voz
antes de transmitirse por la interfaz de radio. La cantidad de voz
codificada depende de la calidad de voz deseada y la eficiencia del
método de codificación de voz. La voz codificada se transmite
habitualmente en tramas de voz, y una trama de voz corresponde
aproximadamente a la duración de cuatro tramas TDMA. En un canal de
tasa de transferencia total, 6 tramas de voz (120 ms) corresponden
a la duración de 26 tramas TDMA (24 para la voz + 1 para SACCH + 1
para el modo inactivo). Las tramas de voz están codificadas por
canal con un método de codificación de canal apropiado; la elección
de un método de codificación de canal se ve afectada normalmente por
la tasa de transferencia de datos de transmisión del canal de
comunicación reservado para la llamada. Para el canal de tasa de
transferencia total, el número de bits de una trama de voz
codificada por canal es normalmente igual o inferior al número de
bits transportados por cuatro ráfagas de radio. La profundidad de
intercalado, que significa la cantidad de ráfagas de radio en las
que se correlaciona una determinada trama de datos codificada,
depende normalmente también de la tasa de transferencia de datos del
canal de comunicación.
Los canales de tráfico de media tasa de
transferencia (TCH/H) conocidos se muestran en la figura 3 que
también sigue la correlación SACCH existente. Los dos canales
secundarios 30, 31 se muestran previstos cada uno a través una
multi-trama 32, 33 respectiva. Cada una de estas
multi-tramas (o supertramas) incluye 26 tramas
TDMA, sin embargo, el canal secundario en cada uno está previsto a
través de un periodo de ráfagas (T) en cada una de las demás tramas
TDMA 21. En este caso, el SACCH para el canal secundario 31 hace uso
de la trama 25 a 21_{25} que de otra manera estaría inactiva.
Un canal de tráfico de un cuarto de tasa de
transferencia (TCH/Q) para usar con canales de tráfico de
conmutación por circuitos se describe en la figura 4. Se
proporcionan cuatro canales secundarios 40, 41, 42, 43, cada uno de
ellos está formado por un periodo de ráfagas T aproximadamente cada
cuatro tramas TDMA. Para proporcionar un SACCH para cada uno de los
canales secundarios se reserva un periodo de ráfagas una vez cada
dos multi-tramas. Debido a esto, los requisitos
necesarios para transmitir una tasa de transferencia de datos
satisfactoria por la interfaz aérea hacen uso de entornos de
interior y de microcélulas preferiblemente. Naturalmente se
entenderá que la presente invención no está limitada a tales
entornos. En un entorno de este tipo, la movilidad del usuario se
reduce naturalmente y, por tanto, la tasa de transferencia de SACCH
puede disminuir sin ningún efecto nocivo en el rendimiento.
Tal como se observa en la figura 4, el SACCH
para el canal secundario cero 40 está previsto en la trama TDMA
21_{12} de la multi-trama 44_{0}. La siguiente
multi-trama 44 de tramas TDMA para dicho canal no
incluye un periodo de ráfagas SACCH. De manera similar para el
canal secundario 1, 41 que se forma por las
multi-tramas 45_{0} y 45_{1} que proporcionan
tramas TDMA 0 a 51, el periodo de SACCH está en la trama TDMA
21_{38}. Para el canal secundario 2, 42 el periodo SACCH se
produce en la trama TDMA 21_{25} de la multi-trama
46_{0}. No se necesita un periodo SACCH en la trama 46_{1}. En
el canal secundario 3, 43 el periodo SACCH se produce en la trama
TDMA 21_{51} en la multi-trama 47_{1}. No hay
ningún periodo SACCH previsto en la multi-trama
47_{0}.
La previsión de estos cuatro canales secundarios
no necesita la asignación de tramas TDMA adicionales aparte del
SACCH existente con anterioridad y otros canales inactivos.
Dado que el FACCH está implicado en mecanismos
sensibles al retardo tales como la asignación, notificación, aviso
de llamadas, traspaso o incluso en la transmisión de señales ETMF,
no pueden relajarse los requisitos de retardo. Por ejemplo, incluso
si la probabilidad de traspaso es bastante baja (por ejemplo en un
buen ambiente y con un usuario que tenga una movilidad reducida) no
significa que puedan aumentar los retardos del FACCH. De hecho,
todavía deben realizarse otros mecanismos que emplean el FACCH y los
retardos más largos podrían provocar problemas en tales
situaciones. Por tanto, el FACCH está basado en un mecanismo de robo
existente en el que la sustitución (pre-emption)
puede tener lugar en dos niveles diferentes. Estos son el nivel de
trama en el que cada bloque FACCH reemplaza la(s)
trama(s) de datos y el nivel de ráfaga en el que cada bloque
FACCH reemplaza cuatro ráfagas de datos consecutivas por cuatro
ráfagas GMSK (solamente en ECSD).
La manera en la que se efectúa el tráfico
depende del intercalado utilizado. En el ECSD, en el que los
requisitos de retardo relajados permiten un intercalado largo, el
mecanismo de robo se produce en un nivel de ráfaga (cuatro ráfagas
consecutivas robadas). Cada trama de datos se ve afectada sólo
ligeramente mientras que el adjetivo rápido del FACCH sigue siendo
significativo. Cuando se transporta voz, el mecanismo de robo se
produce en un nivel de trama. Las tramas de datos se pierden
simplemente.
La siguiente tabla 2 realiza una breve
comparación entre las dos posibilidades de mecanismo de robo.
El método de proporcionar el FACCH depende del
tipo de canal desde el que opera el mecanismo de robo. Estos serán
o bien canales de datos o canales de voz.
Un canal de datos con tasa de transferencia
total podría utilizar la modulación 8PSK o GMSK. Para ambas se
incluyen soluciones existentes en las especificaciones GSM y por
tanto se reutilizan para GERAN. Ha de observarse que cuando se
emplea la modulación 8PSK surge la cuestión sobre qué modulación
utilizar para transmitir FACCH. Los estudios ECSD han mostrado que,
teniendo en cuenta los resultados de rendimiento y la robustez de la
identificación FACCH, la solución preferida es correlacionar el
FACCH por las cuatro ráfagas GMSK consecutivas totales.
Un canal de datos de media tasa de transferencia
puede usar solamente la modulación GMSK para reutilizar las
soluciones existentes incluidas en las especificaciones GSM. Los
nuevos canales de datos de media tasa de transferencia 8PSK podrían
utilizarse pero son los preferidos. Por otro lado, un canal de voz
de tasa de transferencia de datos total podría utilizar o bien la
modulación 8PSK o la GMSK. Para la modulación GMSK la correlación
de FACCH sigue soluciones existentes descritas en las
especificaciones GSM (tramas de robo). Para la modulación 8PSK el
mecanismo de robo puede tener lugar en dos niveles diferentes
(ráfaga o trama) tal como se muestran en la figura 5. En la tabla 3
se realiza una comparación de los dos mecanismos.
La figura 5 muestra una pluralidad de
multi-tramas 50 para un canal con tasa de
transferencia total que consiste en tramas TDMA
51_{0-17} consecutivas. Cada una formada por ocho
periodos de ráfaga 52 o ranuras temporales. Cada periodo de ráfaga
consiste en 156,25 bits, tal como se describió anteriormente. Éstos
incluyen dos bits de información de 57 bit conocidos de otro modo
como dos tramas 53 o ráfagas de datos de 57 bits. Por tanto cada
ranura temporal 52 incluye dos ráfagas de datos 53 de 57 bits
situadas cada una en una parte correspondiente de la ranura
temporal 52. Dicho de otro modo, cada periodo de ráfaga de 156,25
bits incluye dos tramas 53 de 57 bits. Cuando una acción urgente
requiere el traspaso rápido o la reasignación de canal, el FACCH
puede o bien robar cuatro periodos de ráfagas consecutivas para
proporcionar los datos para controlar tal acción urgente, o bien
puede robar ocho tramas de bits de periodos de ráfagas consecutivas.
En caso de robar tramas de bits, se adopta una política de
intercalado diagonal para mantener la integridad de la información.
Al robar tramas de bits (o ráfagas de datos) en lugar de periodos
de ráfagas completas (o ranuras temporales) de este modo, el efecto
de la transferencia de voz audible en el canal abierto puede
minimizarse tal como puede observarse más claramente en la tabla
3.
La figura 6 ilustra un mecanismo de robo para
usar con un canal de voz con media tasa de transferencia. Para un
canal de este tipo están disponibles técnicas de modulación 8PSK o
GMSK. Para la modulación GMSK, la correlación FACCH puede seguir
soluciones de correlación existentes tal como se describe en las
especificaciones GSM como se conoce bien.
Para la modulación 8PSK, el mecanismo de robo
necesario para proporcionar el FACCH puede tener lugar en dos
niveles diferentes (ráfaga o trama de bits) tal como se muestra en
la figura 6. La figura 6 muestra una parte de multitrama 60 que
consiste en un flujo de tramas TDMA 61_{0-17}
consecutivas, cada una de las cuales incluye ocho periodos de
ráfaga 62 (o ranuras temporales). Para un canal con media tasa de
transferencia, el canal se dividirá en canales secundarios y cada
uno de dichos canales secundarios consistirá en periodos de ráfaga
en la misma ranura temporal en aproximadamente todas las demás
tramas TDMA. En la figura 6, el canal transfiere voz utilizando los
periodos de ráfaga 61_{0-8}. Cuando se produce una
acción urgente que requiere el traspaso rápido o la reasignación de
canal, el FACCH puede robar opcionalmente cuatro ráfagas
63_{0-0} consecutivas en tramas consecutivas o en
tramas no consecutivas. Para robar tramas de bits consecutivas se
utilizan las dos tramas de cada dos periodos de ráfagas
consecutivas. En caso de robar tramas se adopta una política de
intercalado diagonal cuando sea posible. La tabla 4 muestra los
efectos en la voz de los tres mecanismos de robo separados y
también expone sus otras características.
La figura 7 ilustra el mecanismo de robo para un
canal de voz con un cuarto de la tasa de transferencia. La
modulación preferida que se ajusta a dos canales con un cuarto de la
tasa de transferencia es la modulación 8PSK. El mecanismo de
modulación puede tener lugar en dos niveles (ráfaga o trama)
diferentes tal como se muestra en la figura 6. Para aumentar la
profundidad de intercalado (por tanto el rendimiento del nivel de
enlace) una solución a considerar es robar dos tramas no
consecutivas. Una comparación de los tres mecanismos se hace en la
tabla 5.
La figura 7 muestra una parte de multitrama 70
que forma parte de una corriente de información en curso que
transporta tráfico de voz. La multitrama consiste en una corriente
de tramas TDMA 71_{0-17} consecutivas. Para un
canal con un cuarto de la tasa de transferencia, el canal se
dividirá en canales secundarios que consisten, cada uno, en
periodos de ráfagas en la misma ranura temporal aproximadamente cada
cuatro tramas TDMA (de hecho, en las tramas TDMA
71_{0,4,8,13,17}). Cuando una acción urgente necesita un traspaso
rápido o la reasignación de canal, el FACCH puede robar
opcionalmente cuatro ráfagas consecutivas del canal secundario (es
decir, los periodos de ráfagas de las tramas TDMA 71_{0,4,8,13})
o tramas consecutivas de periodos de ráfagas consecutivas (es
decir, la segunda trama del periodo de ráfagas en la trama TMDA
71_{0}, ambas tramas de los periodos de ráfagas en la trama TMDA
71_{4,8,13}, y la primera trama del periodo de ráfagas en la trama
TDMA 71_{17} o tramas no consecutivas de periodos de ráfagas
consecutivas (lo que requeriría más tramas TDMA que las mostradas
en la figura 7). Los efectos y características proporcionados por el
mecanismo de robo FACCH para el canal con un cuarto de la tasa de
transferencia se muestran en la tabla 5.
Los ACCH asociados con canales de tráfico por
paquetes (PACCH) difieren de los ACCH asociados con canales de
tráfico conmutado por circuitos. El PACCH requiere la asignación de
recursos explícita mientras que al SACCH se le da implícitamente
una ranura temporal cada 120 ms (26 tramas TDMA). Además, no se
necesita un enfoque FACCH puesto que cada paquete individual puede
llevar o datos de usuario o señalización, realizándose la
diferencia a través de los encabezamientos RLC/MAC.
Para las clases de tráfico de fondo e
interactivo en las que no se necesita un flujo de datos constante en
tiempo real, pueden insertarse bloques PACCH en cualquier lugar.
Pero cuando se trata de clases conversacionales y de transmisión
continua se requiere un flujo de datos constante.
Desafortunadamente, a causa de la estructura de 52 multitramas, la
correlación de este tipo de tráfico no proporcionará ningún bloque
libre para la finalidad PACCH. Como un ejemplo se considerará un
canal de tráfico de paquetes de voz con tasa de transferencia total.
Por un lado, cada 52 tramas TDMA hay disponibles 12 bloques. Por
otro lado, cada 52 tramas TDMA (240 ms) deben transmitirse 12
tramas de voz (20 ms). Por lo tanto, cada bloque deberá transportar
una trama de voz. En consecuencia, no hay ningún bloque disponible
para ACCH. Lo mismo sucede cuando dos usuarios de voz de paquetes
con media tasa de transferencia se multiplexan en el mismo canal de
tráfico por paquetes.
Sin embargo, los mecanismos de avance de tiempo
y control de potencia no utilizan el PACCH. Además, puesto que la
nueva selección de células puede controlarse por MS no siempre es
necesario transmitir informes de medición en el enlace ascendente.
Una opción, por tanto, es un mecanismo mediante el que una MS envía
una lista de candidatos de célula deseados sólo cuando se requiere
un traspaso. En consecuencia, una tasa de transferencia del PACCH
de hasta uno cada 480 ms puede no ser necesaria en el modo por
paquetes. Así, para las clases de tráfico conversacional y de
transmisión continua, el PACCH debería poder robar un bloque de voz
cuando lo necesite. Para reducir los efectos en la calidad
percibida por el usuario final, la PCU podría intentar llenar los
periodos de silencio con bloques PACCH.
No obstante, resulta inconveniente tener que
robar siempre paquetes de voz para transmitir información de
control. Por lo tanto, para las clases de tráfico conversacional y
de transmisión continua, debería seguirse el enfoque de conmutación
por circuitos tal como se describe más adelante.
La figura 8 muestra un canal de paquetes con
tasa de transferencia total (PCH/F) 80 que consiste en dos
multitramas 81_{0.1}. Cada multitrama incluye 26 tramas TMDA
82_{0-25} y 82_{26-51}. Cada una
de las tramas TDMA incluye ocho periodos de ráfagas que se usan
para transportar datos (D). Se proporciona un canal de datos
mediante un periodo de ráfagas correspondiente en cada una de las
tramas TDMA. En cada multitrama se usan 24 tramas TDMA para
transferir datos conmutados por paquetes D. Una trama TDMA se usa
como el canal de control del tráfico conmutado por paquetes (PTCCH)
mientras que el resto del periodo de ráfagas permanece inactivo.
La figura 9 ilustra un canal de paquetes con
media tasa de transferencia (PCH/H). Se muestran dos canales
secundarios 90, 91, cada uno de los cuales se proporciona a través
de un par 92_{0,1} y 93_{0,1} de multitramas. El canal
secundario 90 está formado por periodos de ráfagas D en
aproximadamente todas las otras tramas TDMA
94_{0-51}. Igualmente, el canal secundario 91 está
formado a través de periodos de ráfagas D correspondientes en
aproximadamente todas las demás tramas TDMA
95_{0-51}. Los dos canales secundarios se
construyen de tal forma que los periodos de ráfagas en cada uno
están desfasados uno del otro. Así, la trama TDMA 94_{0} se usa
para el canal secundario 90, la trama TDM 95_{1} se usa para el
canal secundario 91, la trama TDMA 94_{2} se usa para el canal
secundario 90 y la trama TDMA 95_{3} se usa para el canal
secundario 91, etc.
El PTCCH se proporciona para el canal secundario
90 en las tramas TDMA 94_{12} y 94_{38}. El PTCCH se
proporciona para el canal secundario 91 en las tramas TDMA 95_{25}
y 95_{51}. Los expertos en la materia entenderán que, aunque se
muestran los canales secundarios 90 y 91 con fines ilustrativos como
cuatro multitramas 92_{0,1} y 93_{0,1} separadas, en realidad
representan sólo dos multitramas consecutivas interconectadas.
El uso de este canal de paquetes con media tasa
de transferencia (PCH/H) permite la multiplexación en la misma
ranura temporal con un canal de conmutación por circuitos con media
tasa de transferencia (TCH/H).
Otra manera de considerar un canal de paquetes
con media tasa de transferencia sería asignar uno cada dos bloques
(para ráfagas) en un PCH/F. Sin embargo, desde el punto de vista de
la capa física, parecería un PCH/F y por tanto no podría
multiplexarse con un TCH/H. Los paquetes se correlacionan siguiendo
una granularidad de cuatro ráfagas consecutivas. En otras palabras,
los paquetes pueden tener una longitud de cuatro u ocho
ráfagas.
Con los canales anteriormente mencionados con
tasa de transferencia total, con media tasa de transferencia y con
un cuarto de la tasa de transferencia las siguientes son las formas
posibles en que pueden combinarse los canales en canales físicos
básicos. Los números que aparecen entre paréntesis después de las
designaciones de canal indican números de canales secundarios.
i) TCH/F
ii) PCH/F
iii) TCH/H (0) + TCH/H (1)
iv) TCH/H (0) + PCH/H (1)
v) PCH/H (0) + TCH/H (1)
vi) PCH/H (0) + PCH/H (1)
vii) TCH/Q (0) + TCH/Q (1) + TCH/Q (2) + TCH/Q
(3)
viii) TCH/Q (0) + TCH/Q (1) + TCH/H (1)
ix) TCH/H (0) + TCH/Q (2) + TCH/Q (3)
x) TCH/Q (0) + TCH/Q (1) + PCH/H (1)
xi) PCH/H (0) + TCH/Q (2) + TCH/Q (3)
La figura 10 muestra cómo se configuran los
varios modos de una pila de protocolos en el plano del usuario
adecuada para el tráfico conversacional y el uso con GERAN. La pila
de protocolos 100 incluye una capa de protocolo de convergencia de
datos por paquetes (PDCP) que corresponde a la capa de aplicación
del modelo de pila UMTS ampliamente conocido y contiene tres modos
102, 103 y 104 que son no transparente con eliminación de
encabezamiento, no transparente con adaptación de encabezamiento y
entramado y no transparente con entramado, respectivamente. Los
modos transparentes proporcionan protección de errores sólo a través
de corrección de errores sin retransmisión (FEC, Forward Error
Correction). Por otro lado, los modos no transparentes proporcionan
protección adicional a través de ACK (modo de acuse de recibo). El
encabezamiento RTP/UDP/IP puede eliminarse o adaptarse.
La pila de protocolos 100 también incluye una
capa de control de enlace de radio (RLC) 105 que corresponde a la
capa de red de la pila UMTS e incluye los modos 106, 107 y 108 que
son transparente con cifrado LA (adaptación de enlace), sin acuse
de recibo con segmentación, adaptación de enlace (LA) y cifrado y
sin acuse de recibo con segmentación, adaptación de enlace (LA),
corrección de errores sin retransmisión (FEC) y cifrado,
respectivamente.
La pila de protocolos también incluye una capa
de control de acceso al medio (MAC) 109 que incluye dos modos 110 y
111 que son para canales dedicados y compartidos, respectivamente.
Para canales dedicados no se incluye ID de usuario permitiéndose
sólo un usuario por canal, sin embargo cuando se produce DTX pueden
transmitirse paquetes de datos desde el mismo usuario. En el modo
compartido, el mismo canal puede compartirse entre varios
usuarios.
La pila de protocolos también incluye una capa
física (PHYS) 112 que incluye dos modos 113 y 114 que son para
canales de conmutación por circuitos (TCH) y de conmutación por
paquetes (PCH), respectivamente. La capa física permite modulación
GMSK o 8PSK para convertir voz o datos codificados en canal en un
tipo adecuado para la transmisión por el canal de radio. También
pueden implementarse varias estrategias de codificación de canal
para proteger la integridad de los datos, tal como UEP y EEP. El
intercalado rectangular y diagonal a una profundidad de 2, 4, 8 ó
19 también puede introducirse para favorecer la integridad de los
datos.
\vskip1.000000\baselineskip
El primer portador de acceso radio A soporta el
escenario operacional (OS) 1 que es la asignación permanente de un
canal a una llamada de voz (clase de tráfico conversacional) sin
capacidades de multiplexación. Esto proporciona voz de
multiescritura adaptativa (AMR) optimizada reutilizando la capa de
enlace de datos desde el modo GSMCS. La correlación sigue las
figuras 2, 3 ó 4 dependiendo de la tasa de transferencia del canal,
es decir, tasa de transferencia total TCH/F, media tasa de
transferencia TCH/H o un cuarto de la tasa de transferencia TCH/Q.
También pueden proporcionarse varias estrategias de codificación
tales como UEP, TCH/AFS, E-TCH/AFS,
E-TCH/AHS y E-TCH/AQS. Este portador
de acceso radio utiliza la correlación de señalización FACCH y SACCH
tal como se ha descrito anteriormente.
El segundo portador de acceso radio B de la
tabla 1 soporta OS1 y también OS2 que es la asignación permanente
de un canal a una llamada de voz (clase de tráfico conversacional) y
la multiplexación de datos "best-effort" del
mismo usuario (clase de tráfico de fondo). Este portador B se
proporciona usando el modo transparente 102 en la capa PDCP 101 con
eliminación del encabezamiento, el modo transparente 106 en la capa
RLC 105 con adaptación de enlace (LA) y cifrado, modo dedicado 110
en la capa MAC 109 y modo de conmutación por circuitos 113 en la
capa física 112. El portador proporciona voz AMR optimizada. La
codificación y señalización son equivalentes al portador A pero la
pila de protocolos es diferente, permitiéndose el soporte de OS2
gracias a la capa MAC. La correlación sigue las figuras 2, 3 ó 4
dependiendo de la tasa de transferencia del canal. Es posible
ajustar paquetes de datos "best-effort" del
mismo usuario en periodos de silencio.
El tercer portador de acceso radio C de la tabla
6 soporta igualmente OS1 y OS2. Este portador se proporciona
utilizando el modo no transparente 103 en la capa PDCP 101 con
supresión del encabezamiento como una adaptación e incluyendo
entramado que incluye segmentación y adición de un encabezamiento.
También se usan el modo transparente 106 en la capa RLC 105 con LA
y cifrado y el modo dedicado 110 en la capa MAC 109. El modo de
conmutación por circuitos 113 se utiliza en la capa física con
cualquiera de las tasas de transferencia total, media o un cuarto
(TCH (F/H/Q)) dependiendo de la tasa de transferencia del canal
requerida. El portador proporciona voz AMR optimizada con supresión
de encabezamiento. Además de los canales de control SACCH y FACCH,
el portador utiliza un canal de control asociado integrado (MACH)
tal como se describe en la solicitud de patente finlandesa nº
20000415 presentada el 23/02/2000, que se incorpora a la presente
memoria como referencia. La correlación sigue las figuras 2, 3 ó 4
dependiendo de la tasa de transferencia del canal. Es posible
ajustar paquetes de datos "best-effort" del
mismo usuario en periodos de silencio.
El cuarto portador de acceso radio D o tabla 6
soporta OS3 que es la asignación permanente de un canal a una
llamada de voz (clase de tráfico conversacional) y la multiplexación
de datos "best-effort" de diferentes usuarios.
OS4 también se soporta, que es la asignación de un canal a más de un
usuario de voz (y/o usuarios de datos) de una manera dinámica. El
portador se proporciona por el modo no transparente 103 con
supresión de cabecera y entramado desde la capa PDCP 101. También
se usa el modo sin acuse de recibo 107 de la capa RLC 105 que
proporciona segmentación, LA y cifrado. El modo compartido 111 de la
capa MAC 109 se utiliza como lo es el modo de conmutación por
paquetes 114 de la capa física 112. Al configurar la pila de
protocolos de esta manera, se produce un portador de acceso radio D
conversacional genérico. La correlación sigue el esquema mostrado
en las figura 8 y 9 dependiendo de la tasa de transferencia
requerida del canal. Para beneficiarse de un intercalado más largo,
dos tramas de voz se encapsulan en un bloque de radio.
La figura 11 muestra la pila de protocolos 100
para portadores de acceso radio de transmisión continua. La pila de
protocolos incluye los mismos modos y capas que las de la figura 10
pero el encaminamiento y la selección de los modos es diferente.
Los bloques mostrados mediante una línea de puntos no se usan. La
capa de enlace de datos 115 se toma del modo GSMCS y por tanto
permite el uso de canales de datos de conmutación por circuitos
existentes. Los trayectos a través de la pila de protocolos, según
se indican por las flechas en la figura 11, se detallan en la tabla
7. Los escenarios operacionales no son aplicables en el contexto de
portadores de acceso radio de transmisión continua.
Se definen cinco portadores de acceso radio A a
E para portadores de acceso radio de transmisión continua. El
primero de ellos, designado como A, se proporciona para la
transmisión continua optimizada reutilizando la capa de enlace de
datos 115 del modo GSMCS. El portador A utiliza intercalado diagonal
de profundidad 19 para un canal de tráfico de conmutación por
circuitos con tasa de transferencia total que puede modularse por
GMSK o 8PSK. El esquema de codificación para estas dos alternativas
es diferente como lo son los esquemas de correlación de
señalización. Cuando se usa la modulación GMSK, se usan los canales
de control FACCH y SACCH junto con la codificación TCH/F 14.4 y
F9.6. Se trata de un canal de tráfico para la transmisión de datos
especificado en la especificación 05.02 GSM. Los números
corresponden a la tasa de transferencia de bits: 14,4 kbit/s y 9,6
kbit/s, respectivamente. Cuando se usa la modulación 8PSK en el
canal de tráfico, se soportan los canales de control FACCH y SACCH
junto con E-IACCH/F. Éstos permiten que se use la
codificación E-TCH/F 28,8, 32,0 ó 43,2. En este
caso los números corresponden a la tasa de transferencia de bits de
cada esquema de codificación, es decir, respectivamente 28,8
kbit/s, 32 kbit/s y 43,2 kbit/s. Estos esquemas de codificación se
usan para ECSD (Edge Circuito Switched Data service, servicio de
datos de conmutación por circuitos de borde) como protección de
errores iguales.
El segundo portador de acceso radio de
transmisión continua B utiliza el modo transparente 102 en la capa
PDCP 101 de la pila de protocolos. El modo transparente 106 de la
capa RLC 105 también se usa junto con el modo 110 dedicado en la
capa MAC 109. La capa física 112 se configura para proporcionar
canales de conmutación por circuitos usando una política de
intercalado diagonal de profundidad 19. Usando la modulación GSMK o
la 8PSK en el canal para mantener la integridad de los datos,
pueden implementarse varias políticas de codificación y correlación
de señalización tal como puede verse en la tabla 7. La codificación
y la señalización son equivalentes a A pero la pila de protocolos
se configura de manera diferente. La correlación de señal sigue las
figuras 2, 3 y 4 dependiendo de la tasa de transferencia del
canal.
El tercer portador de acceso radio de
transferencia continua C utiliza el modo no transparente 103 de la
capa PDCP de la pila de protocolos. Adicionalmente, los
encabezamientos están adaptados mediante supresión y después se
lleva a cabo el entramado. El trayecto de protocolos se configura
entonces para usar el modo sin acuse de recibo 107 en la capa RLC
105 que incluye segmentación, LA y cifrado. También se utiliza el
modo dedicado 110 de la capa 109. Hay por tanto disponibles varias
opciones tal como se expone en la tabla 7. Esto proporciona una
transmisión continua optimizada con supresión de encabezamiento. La
correlación sigue las figuras 2, 3 y 4 dependiendo de la tasa de
transferencia del canal.
El cuarto portador de acceso radio de
transmisión continua D proporciona una transmisión continua
optimizada con compresión de encabezamiento. El portador D utiliza
el modo no transparente 103 en la capa PDCP de la pila de
protocolos incluyendo compresión de encabezamiento y entramado.
También se usa el modo sin acuse de recibo 107 de la capa RLC 105
junto con segmentación, LA y cifrado. La capa MAC 109 se configura
para funcionar en el modo dedicado 110 mientras que la capa física
112 se configura para funcionar en el modo de conmutación por
circuitos 113. Los diversos protocolos de intercalado, modulación,
codificación y correlación que pueden implementarse se muestran en
la tabla 7.
El quinto portador de acceso radio de
transmisión continua E proporciona un portador de acceso radio de
transmisión continua genérico. La pila de protocolos está
configurada tal como se muestra en la tabla 7 y en la figura 11. Se
selecciona el modo no transparente 103 en la capa PDCP 101 y se
configura para la compresión de encabezamientos y entramado. Se
utiliza el modo sin acuse de recibo 107 en la capa RLC 105 junto con
segmentación, LA y cifrado. Se usa el compartido 111 de la capa MAC
109. Se selecciona el modo de conmutación por paquetes 114 de la
capa física. Al configurar la pila de protocolos de esta forma,
están disponibles las diversas opciones para canales de tráfico
expuestas en la tabla 7. Este portador utiliza los canales de
control PACCH y PTCCH tal como se ha descrito anteriormente. La
correlación sigue las figuras 2, 3 ó 4 dependiendo de las tasas de
transferencia del canal. Para beneficiarse de un intercalado más
largo, dos tramas de voz se encapsulan en un paquete. Sin embargo,
sólo puede encapsularse una trama de datos.
La figura 12 muestra la pila de protocolos para
portadores de acceso radio interactivos. La pila de protocolos
incluye los mismos modos y capas que las de la figura 10 pero el
encaminamiento y la selección de los modos es diferente, tal como
se indica por las flechas que indican el trayecto de posibles
portadores. Los bloques o modos mostrados a través de una línea de
puntos no se usan. Los trayectos indicados por las flechas se
detallan en la tabla 8. Sólo se proporcionan dos portadores de
acceso radio y se designan por A y B.
El primero de estos A se produce a través del
modo 103 de la capa PDCP 101, que es un modo no transparente que
adapta el encabezamiento mediante técnicas de compresión y
entramado. El modo de acuse de recibo 108 se elige de la capa RLC
105 junto con segmentación, LA y cifrado y corrección de errores con
retransmisión (BEC, backward error correction). También se
implementa el modo compartido 111 de la capa MAC 109 en la pila de
protocolos. Se usan canales de tráfico de conmutación por paquetes
usando canales con tasa de transferencia total o media dependiendo
de la tasa de transferencia del canal requerida, tal como se muestra
en las figuras 2, 3 ó 4. Pueden usarse los canales PACCH y PTCCH
tal como se ha descrito anteriormente. La referencia a escenarios
operacionales no es relevante para los portadores de acceso
interactivos.
El segundo portador B interactivo se implementa
de manera similar, sin embargo el modo PDCP que se adopta no usa
compresión de encabezamiento. Este portador proporciona un portador
de acceso radio interactivo genérico. La correlación de canal sigue
las figuras 2, 3 ó 4 dependiendo de la tasa de transferencia del
canal.
La figura 13 ilustra la pila de protocolos para
portadores de acceso radio de fondo. La pila de protocolos incluye
los mismos modos y capas que las de las figuras 10, 11 y 12, pero
utiliza diferentes modos mediante un método de encaminamiento
diferente tal como se muestra mediante las flechas. Los bloques
mostrados mediante una línea de puntos no se utilizan. Los
trayectos mostrados por las flechas en la figura 13 se describen más
detalladamente en la tabla 9. Se definen cuatro portadores de
acceso radio de fondo A a D.
\vskip1.000000\baselineskip
El primero de éstos, A, de la tabla 9, se
proporciona seleccionando el modo no transparente 103 de la capa
PDPC 101 junto con compresión del encabezamiento y entramado. La
capa RLC 105 se configura usando el modo de acuse de recibo 108 que
permite la segmentación, LA, cifrado y BEC. La capa MAC 109 se
implementa usando una estructura de canal dedicada seleccionando el
modo 110. Se usan entonces canales de conmutación por circuitos
seleccionando los modos TCH. Esto satisface OS2 y proporciona la
transmisión de paquetes en periodos de silencio de los canales
conmutados por circuitos. Se proporcionan datos
"best-effort" (o de fondo) con compresión de
encabezamiento en OS2. El control asociado a los datos de paquete se
lleva a cabo por los canales de control asociados del canal de
tráfico de voz (FACCH y SACCH). Los paquetes de datos
"best-effort" se correlacionan en cuatro
ráfagas consecutivas.
El segundo portador de acceso radio de fondo (B
en la tabla 9) se implementa tal como se muestra en la tabla 9
usando el modo no transparente 104, el modo de acuse de recibo 108,
el modo dedicado 110 y el modo de conmutación por circuitos 113.
También proporciona la transmisión de paquetes en periodos de
silencio salvo datos "best-effort" (o de
fondo) sin compresión de encabezamiento en OS2. El control asociado
a los datos de paquete se lleva a cabo por los canales de control
asociados al canal de tráfico de voz (FACCH y SACCH). Los paquetes
de datos "best-effort" se correlacionan en
cuatro ráfagas consecutivas.
El tercer portador de acceso radio de fondo (C
de la tabla 9) se implementa usando el modo no transparente 103 de
la capa PDCP 101, el modo de acuse de recibo 108 de la capa RLC 105,
el modo compartido 111 de la capa MAC 109 y el modo de conmutación
por paquetes 114 de la capa física 112. El portador implementa OS3 y
OS4 y proporciona un portador de acceso radio sin compresión de
encabezamiento.
El cuarto portador de acceso radio de fondo (D
en la tabla 9) proporciona un portador de acceso radio de fondo
genérico. Se implementa usando el modo no transparente 104 de la
capa PDCP 101, el modo de acuse de recibo 108 de la capa RLC, el
modo compartido 111 de la capa MAC 109 y el modo de conmutación por
paquetes 114 de la capa física 112. La correlación sigue las
figuras 2, 3 ó 4 dependiendo de la tasa de transferencia del canal
y el portador soporta OS3 y OS4.
Los posibles canales de control asociados
necesarios para GERAN se han descrito ahora. Éstos dependen del
tipo de canal de tráfico usado a través de la interfaz. Para los
canales de tráfico por paquetes, PACCH satisface claramente los
requisitos de señalización para las clases de tráfico de fondo e
interactivo. Sin embargo, cuando se consideran las clases
conversacional y de transmisión continua, la única forma de
transmitir PACCH es robar paquetes de voz. La influencia en la
calidad de la voz podría reducirse. Sin embargo, dado que las
actualizaciones TA y PC no usan PACCH y dado que los informes de
medición pueden limitarse, el tráfico PACCH podría reducirse. No
obstante, resulta ventajoso reutilizar canales de tráfico de
conmutación por circuitos existentes cuando se haya definido un
control asociado más eficiente.
Para canales de tráfico de conmutación por
circuitos, SACCH y FACCH se acomodan a los requisitos de
señalización de las clases de tráfico de transmisión continua y
conversacional.
Las realizaciones de la presente invención
tienen lugar en GERAN, lo que significa que la capa física está
conectada principalmente a la red central de conmutación por
paquetes, aunque también puede conectarse a la red central de
conmutación por circuitos. Anteriormente había, por un lado, una
interfaz aérea de conmutación por circuitos (TCH + SACCH +
inactivo) conectada a una red central de conmutación por circuitos
(a través de la interfaz A) y, por otro lado, interfaz aérea de
conmutación por paquetes (PDTCH + PTCCH + inactivo, es decir, PDCH)
conectada a una red central de conmutación por paquetes (a través de
la interfaz Gb). Las realizaciones de la presente invención
permiten que la interfaz aérea de conmutación por circuitos se
conecte a una red central de conmutación por paquetes (a través de
interfaces Gb o lu-ps), y permite que la interfaz
aérea de conmutación por circuitos soporte datos de paquete (no sólo
TCH) y, por lo tanto, que también se conecte a una red central
conmutada por paquetes (a través de interfaces Gb o
lu-ps). De este modo, una combinación posible por
la interfaz aérea de conmutación por circuitos será PDTCH + SACCH +
inactivo. En caso de OS2, una posible combinación será TCH + PDTCH
+ SACCH + inactivo. Donde puede implementarse un sistema de
comunicación según la presente invención.
GERAN se usa como un ejemplo de un sistema en el
que puede implementarse un sistema de comunicación según la
presente invención. No obstante, los sistemas y procedimientos
descritos en la presente memoria, según la invención, no se limitan
a los usados en GSM o en EDGE; un sistema o procedimiento según la
invención puede aplicarse también en otras redes de radio.
GERAN se usa como un ejemplo de un sistema en el
que puede implementarse un sistema de comunicación según la
presente invención.
Los expertos en la materia entenderán que la
presente invención no se limita a los ejemplos anteriores, sino que
podrían realizarse modificaciones sin apartarse por ello de la
presente invención.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Anexo
A
Claims (22)
1. Sistema de comunicación que comprende una
primera estación capaz de comunicarse con una segunda estación a
través un canal inalámbrico, transportándose los datos a través del
canal inalámbrico en supertramas (20), comprendiendo cada
supertrama una pluralidad de tramas (21_{0-25}) y
comprendiendo cada trama una pluralidad de ranuras temporales
(22);
presentando el sistema un modo de funcionamiento
en el que se define un canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos mediante la asignación a dicho canal de
ranuras temporales correspondientes de algunas de las tramas de
cada supertrama, y se define un canal de datos para comunicaciones
de conmutación por paquetes mediante la asignación a dicho canal de
ranuras temporales correspondientes a otras tramas de cada
supertrama; caracterizado porque
el canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos es un canal de datos con media tasa de
transferencia y el canal de datos para comunicaciones de conmutación
por paquetes es un canal de datos con media tasa de
transferencia.
2. Sistema de comunicación según la
reivindicación 1, en el que se asigna el mismo número de ranuras
temporales en cada trama al canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos y al canal de datos para comunicaciones
de conmutación por paquetes.
3. Sistema de comunicación según la
reivindicación 1, en el que al canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos se asigna la mitad del número de ranuras
que se asignan al canal de datos para comunicaciones de conmutación
por paquetes.
4. Sistema de comunicación según la
reivindicación 1, en el que al canal de datos para comunicaciones de
conmutación por circuitos se asigna un cuarto del número de ranuras
que se asignan al canal de datos para comunicaciones de conmutación
por paquetes.
5. Sistema de comunicación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que los datos de control
del canal de datos para comunicaciones de conmutación por paquetes
se llevan por el canal de datos para comunicaciones de conmutación
por circuitos.
6. Sistema de comunicación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que los datos de control
sirven para el control de la potencia de transmisión y/o el traspaso
del canal.
7. Sistema de comunicación según la
reivindicación 5 ó 6, en el que los datos de control comprenden un
canal de control de acceso rápido y/o un canal de control de acceso
lento.
8. Sistema de comunicación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal de datos
para comunicaciones de conmutación por circuitos es un canal de
conversación.
9. Sistema de comunicación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal de datos
para comunicaciones de conmutación por circuitos es un canal de
fondo.
10. Sistema de comunicación según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que al canal de datos para
comunicaciones de conmutación por paquetes se le asignan ranuras
temporales durante periodos en los que el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por circuitos está relativamente
inactivo.
11. Sistema de comunicación según la
reivindicación 10, en el que al canal de datos para comunicaciones
de conmutación por paquetes se le asignan ranuras temporales
durante pausas en datos de voz que están transportándose mediante
el canal de datos para comunicaciones de conmutación por
circuitos.
12. Sistema de comunicación según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el canal conmutado por
circuitos es capaz de funcionar a través de una red central
conmutada por circuitos del sistema de comunica-
ción.
ción.
13. Sistema de comunicación según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicho sistema tiene un
modo de funcionamiento en el que dicho canal inalámbrico comprende
un primer y un segundo canales secunda-
rios;
rios;
comprendiendo dicho primer canal secundario el
canal de datos con media tasa de transferencia para la comunicación
conmutada por circuitos; y
comprendiendo dicho segundo canal secundario el
canal de datos con media tasa de transferencia para la comunicación
conmutada por paquetes.
14. Sistema de comunicación según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que un canal de datos con
media tasa de transferencia se define por la asignación a dicho
canal de una ranura temporal en tramas alternativas de la
supertrama.
15. Estación móvil capaz de comunicar datos por
un canal inalámbrico, transportándose los datos por el canal
inalámbrico en supertramas (20), comprendiendo cada supertrama una
pluralidad de tramas (21_{0-25}) y comprendiendo
cada trama una pluralidad de ranuras temporales (22),
estando dispuesta la estación móvil para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
por un canal de datos definido por la asignación a dicho canal de
ranuras temporales correspondientes a algunas de las tramas de cada
supertrama, y para transmitir datos para comunicaciones de
conmutación por paquetes por un canal de datos definido por la
asignación a dicho canal de ranuras temporales de otras de las
tramas de cada supertrama, caracterizada porque el canal de
datos para comunicaciones de conmutación por circuitos es un canal
de datos con media tasa de transferencia y el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por paquetes es un canal de datos con
media tasa de transferencia.
16. Estación móvil según la reivindicación 15,
en la que la estación móvil está dispuesta para transmitir datos
para comunicaciones de conmutación por paquetes durante periodos en
los que el canal de datos para comunicaciones de conmutación por
circuitos está relativamente inactivo.
17. Estación móvil según la reivindicación 16,
en la que la estación móvil está dispuesta para transmitir datos
para comunicaciones de conmutación por paquetes durante pausas en
datos de voz que se transportan mediante el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por circuitos.
18. Estación móvil según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 17, en la que la estación móvil está dispuesta
para transmitir datos para comunicación conmutada por circuitos por
un primer canal secundario que comprende el canal de datos con
media tasa de transferencia para comunicación conmutada por
circuitos y para transmitir datos para comunicación conmutada por
paquetes por un segundo canal secundario que comprende el canal de
datos con media tasa de transferencia para comunicación conmutada
por paquetes.
19. Estación base capaz de comunicar datos por
un canal inalámbrico, transportándose los datos por el canal
inalámbrico en supertramas (20), comprendiendo cada supertrama una
pluralidad de tramas (21_{0-25}) y comprendiendo
cada trama una pluralidad de ranuras temporales (22),
estando dispuesta la estación base para
transmitir datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
por un canal de datos definido por la asignación a dicho canal de
ranuras temporales correspondientes a algunas de las tramas de cada
supertrama, y para transmitir datos para comunicaciones de
conmutación por paquetes por un canal de datos definido por la
asignación a dicho canal de ranuras temporales correspondientes de
otras de las tramas de cada supertrama, caracterizada porque
el canal de datos para comunicaciones de conmutación por circuitos
es un canal de datos con media tasa de transferencia y el canal de
datos para comunicaciones de conmutación por paquetes es un canal
de datos con media tasa de transferencia.
20. Estación base según la reivindicación 19,
en la que la estación base está dispuesta para transmitir datos
para comunicaciones de conmutación por paquetes durante periodos en
los que el canal de datos para comunicaciones de conmutación por
circuitos está relativamente inactivo.
21. Estación base según la reivindicación 20,
en la que la estación base está dispuesta para transmitir datos
para comunicaciones de conmutación por paquetes durante pausas en
datos de voz que se transportan mediante el canal de datos para
comunicaciones de conmutación por circuitos.
22. Estación base según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 21, en la que la estación base está dispuesta
para transmitir datos para comunicación conmutada por circuitos por
un primer canal secundario que comprende el canal de datos con
media tasa de transferencia para comunicación conmutada por
circuitos y para transmitir datos para comunicación conmutada por
paquetes por un segundo canal secundario que comprende el canal de
datos con media tasa de transferencia para comunicación conmutada
por paquetes.
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