ES2308310T3 - Metodo para asignaciones de canales en sistemas inalambricos. - Google Patents
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Abstract
Un método para maximizar la eficiencia de las baterías de una unidad de trasmisión/recepción inalámbrica (430), WTRU, que comprende las etapas de: identificar un número predeterminado de canales compartidos de control de alta velocidad (444a-444n), HS-SC- CHs, caracterizado por asignar los HS-SCCHs a una única ranura temporal; y instar a las WTRUs a que supervisen los HS-SCCHs en la ranura temporal asignada, por lo que supervisar una única ranura temporal minimiza la duración del tiempo durante el que la WTRU suministra energía a sus componentes de radiofrecuencia, conservando con ello la energía de las baterías.
Description
Método para asignaciones de canales en sistemas
inalámbricos.
La presente invención se refiere a sistemas de
comunicaciones sin cables o inalámbricos y, más particularmente, a
un método para asignar canales en sistemas inalámbricos que emplean
acceso por paquetes de enlace descendente a alta velocidad (HSDPA
-"high-speed downlink packet access").
Los modos de dúplex por división en frecuencia
(FDD -"frequency division duplex") y dúplex por división en el
tiempo (TDD -"time division duplex") de la Entrega 5 de UMTS
(sistema de telecomunicaciones móviles universal -"universal
mobile telecommunication system") han incorporado una
característica denominada acceso por paquetes de enlace descendente
a alta velocidad (HSDPA) para mejorar la capacidad de transferencia,
la latencia y la eficiencia espectral en el enlace descendente (DL
-"downlink"). El principio del HSDPA es programar u organizar
en el tiempo las transmisiones por la interfaz aérea a diferentes
unidades móviles en función de sus condiciones de comunicación por
radio y de servicio experimentadas instantáneamente, de una manera
dinámica (es decir, rápida; por ejemplo, cada 2 ms en FDD o cada 10
ms en TDD). Las capacidades funcionales clave del HSDPA, en los
modos tanto de FDD como de TDD, incluyen: retransmisiones rápidas
(solicitud de repetición automática (ARQ -"automatic repeat
request") híbrida) de paquetes de DL recibidos con errores a
través de la interfaz aérea (Uu), una notificación de enlace
ascendente (UL -"uplink") rápida de los paquetes de DL
recibidos con errores (confirmaciones/confirmaciones negativas o
desmentidos), una realimentación de canal rápida en el UL, en un
estado de canal de DL de la unidad de transmisión/recepción
inalámbrica (WTRU's -"wireless transmit/receive unit's"), y una
organización temporal de gran anchura de banda para dar servicio de
una forma eficiente a un gran número de usuarios en el DL. Esta
capacidad funcional, es decir, el dispositivo organizador temporal
de paquetes de HSDPA rápido y dinámico, se encuentra situado en la
estación de base (esto es, el Nodo B) y funciona de una forma
bastante autónoma desde el controlador de red de radio (RNC
-"radio network controller").
En un sistema de TDD, el RNC asigna a cada celda
un cierto número de ranuras temporales para el uso de los canales
de datos de HSDPA, es decir, el HS-DSCH (canal
compartido de enlace descendente a alta velocidad
-"high-speed dowlink shared channel"). El RNC
se comunica con el Nodo B, cuyas ranuras temporales y cuyo conjunto
de códigos de distribución de cada una de las ranuras temporales,
pueden ser utilizados para el HS-DSCH por medio de
señalización Iub/Iur. El RNC pasa subsiguientemente el control al
Nodo B sobre el momento en que enviar paquetes de DL en las ranuras
temporales y códigos de distribución seleccionados.
Por otra parte, para el funcionamiento del HSDPA
en TDD, es importante la señalización de control de DL y de UL
desde el Nodo B a la WTRU y desde la WTRU al RNC. Existen dos tipos
de canales de control de HSDPA, el HS-SCCH (canal
de control compartido de alta velocidad
-"high-speed shared control channel"), para la
señalización rápida de DL, y el HS-SICH (canal de
información compartido de alta velocidad
-"high-speed shared information channel"),
para la señalización rápida de UL. Tanto el HS-SCCH
como el HS-SICH ocupan una unidad de recursos (un
código 16 de factor de distribución en una ranura temporal).
El HS-SCCH de DL es utilizado
por el Nodo B para avisar a una WTRU de un grupo de WTRUs que se han
programado u organizado temporalmente datos de alta velocidad para
ella en el HS-DSCH. Una WTRU particular puede
supervisar hasta cuatro HS-SCCHs en paralelo. Se
aprecia que pueden establecerse más de cuatro
HS-SCCHs en una celda.
El HS-SICH de UL es utilizado
por una WTRU para informar al Nodo B del resultado de un intento de
descodificación del HS-DSCH, es decir, de la
recepción satisfactoria/no satisfactoria de los datos.
Cualquier HS-SICH está asociado
inequívocamente con la ocurrencia de un HS-SCCH
concreto (relación de regulación temporal y establecimiento de
relaciones de correspondencia de código fijos), con el fin de
permitir al Nodo B establecer una relación clara entre una WTRU que
ha sido dirigida por el HS-SCCH y la transmisión por
UL correspondiente de la misma WTRU tras la descodificación del
HS-DSCH.
Para el funcionamiento del HSDPA tanto en FDD
como en TDD, el RNC mantiene una conexión de señalización permanente
de UL y DL de baja velocidad de transferencia de datos con la WTRU,
por medio de un canal de uso exclusivo o dedicado (DCH
-"dedicated channel"). Este DCH, denominado asociado,
transporta información de control de recursos de radio (RRC
-"radio resource control") (por ejemplo, órdenes de entrega o
cesión, o datos de medición) y se utiliza también en el UL para
transportar datos en el plano del usuario, por ejemplo,
confirmaciones de TCP/IP [protocolo de control de
transporte/protocolo de Internet]. Este DCH asociado es idéntico,
desde un punto de vista funcional, a los canales dedicados R99 ó R4
de UMTS convencionales, incluso si se necesita una velocidad de
transferencia de datos mucho más baja (es decir, 3,4 kbps [kilobits
por segundo]).
La configuración de canal para el HSDPA, esto
es, la asignación de los canales HS-DSCH,
HS-SCCH y HS-SICH necesarios para
el funcionamiento del HSDPA, y de los DCHs de UL y DL asociados a
las ranuras temporales y a los códigos de distribución, se realiza
por parte del RNC en el establecimiento de la conexión. El RNC
informa a la WTRU de las configuraciones de canal por medio de una
señalización de RRC, y al Nodo B por medio de una NBAP (parte de
aplicación de Nodo B -"Node B application part") que señaliza a
través de las interfaces de red Iub/Iur.
El elevado número de canales (es decir, hasta
cuatro HS-SCCHs de DL, un DCH asociado a DL, un DCH
asociado a UL, y, finalmente, un HS-SICH de UL) que
ha de recibir o enviar regularmente una WTRU mientras se encuentra
al servicio de una HSDPA, constituye una carga significativa para su
consumo de energía y, por tanto, para la eficiencia de sus
baterías. Esto es especialmente relevante durante el modo de
desconexión en espera, es decir, las cortas (de una a varias
decenas, o más, de tramas libres) pero frecuentes pausas en la
transmisión de HSDPA cuando se está dando servicio a otras WTRUs
por parte del dispositivo organizador de paquetes del Nodo B.
El factor determinante del consumo de potencia
total de la WTRU es la duración del tiempo durante el que su parte
de radiofrecuencia (RF) (amplificadores de potencia, etapa de
oscilación de frecuencia, convertidores de frecuencia intermedia, y
filtros) está encendida, tal como es necesario para recibir dentro
de una ranura temporal que contiene datos o para enviar dentro de
una ranura temporal que contiene datos. Las partes operativas de
banda de base de una WTRU (DSPs digitales, ASICs, etc.) son menos
exigentes en términos de consumo de energía, y las partes de banda
de base se encuentran a menudo funcionando en tareas de soporte o
segundo plano, o en descodificación, mientras la parte de RF está
desconectada o apagada. Por lo común, aproximadamente el 80% del
consumo de energía de las baterías de una WTRU va a la parte de RF
de la WTRU cuando tanto la parte de banda de base como la parte de
RF se encuentran simultáneamente activas.
El elevado número de canales simultáneos
necesarios para dar soporte el servicio de HSDPA plantea, por tanto,
un reto en cuanto al modo de asignar los canales de una manera que
minimice el consumo de energía de una WTRU.
El documento WO 03/061308 describe la gestión de
HSDPA y la asignación de canales compartidos por varios terminales.
Un conjunto de canales compartidos seleccionados para un terminal,
se indica al terminal a través de un canal dedicado.
El documento WO 2003/076799 describe la forma de
evitar el despilfarro de la energía de la batería en el equipo de
usuario cuando se suspende la transmisión de datos por un canal
dedicado. Se transmite un canal físico dedicado por la misma ranura
temporal que la de los bits de control de potencia de transporte
(TPC -"transport power control").
Se describe un método para maximizar la
eficiencia de las baterías de una unidad de transmisión/recepción
inalámbrica (WTRU -"wireless transmit/receive unit"). En una
realización, se identifica un número predeterminado de canales de
control compartidos de alta velocidad (HS-SCCHs
-"high-speed shared control channels") y se
dan instrucciones a las WTRUs para que supervisen los
HS-SCCHs de acuerdo con una programación u
organización temporal predeterminada. La organización temporal
predeterminada puede incluir la supervisión de los
SH-SCCHs en la misma ranura temporal, ya sea una
ranura temporal utilizada sólo para los SH-SCCHs, ya
sea una ranura temporal utilizada por otro canal.
Un sistema para maximizar la eficiencia de las
baterías de una WTRU en un sistema de comunicación inalámbrico que
tiene un RNC, incluye un controlador de asignación de acceso por
paquetes de enlace descendente a alta velocidad, situado en el RNC.
El controlador de asignación asigna canales de una de tres maneras:
(1) HS-SCCHs supervisados por la WTRU para la misma
ranura temporal de DL, (2) HS-SCCHs supervisados por
la WTRU para un ranura temporal de DL en la que la WTRU recibe un
DCH de DL, o (3) un HS-SICH para una ranura temporal
de UL en la que la WTRU envía un DCH de UL, de tal manera que el
HS-SICH se asigna después de que la WTRU
descodifique un HS-DSCH.
Puede alcanzarse una comprensión más detallada
de la invención a partir de la siguiente descripción de una
realización preferida, proporcionada a modo de ejemplo y que se ha
de comprender en combinación con los dibujos que se acompañan, en
los cuales:
la Figura 1 es un diagrama de ranuras temporales
para la supervisión de canal, de acuerdo con unas primera y segunda
realizaciones de la presente invención;
la Figura 2 es un diagrama de ranuras temporales
para la supervisión de canal, de acuerdo con una tercera
realización de la presente invención;
la Figura 3 es un diagrama de ranuras temporales
para la supervisión de canal, de acuerdo con una asignación de
canal de múltiples tramas; y
la Figura 4 es un diagrama de un sistema
construido de acuerdo con la presente invención.
En lo que sigue, una unidad de
transmisión/recepción inalámbrica (WTRU -"wireless
transmit/receive unit") incluye un equipo de usuario, una
estación móvil, una unidad de abonado fija o móvil, un dispositivo
de localización, o "busca", o cualquier otro tipo de
dispositivo capaz de funcionar en un entorno inalámbrico, si bien no
se limita a éstos. Cuando se haga referencia a ella en lo sucesivo,
una estación de base incluye un Nodo B, un controlador sobre el
terreno, un punto de acceso o cualquier otro tipo de dispositivo que
actúe como interfaz en un entorno inalámbrico, si bien no está
limitada a éstos.
En la presente invención, se propone maximizar
la eficiencia de las baterías de una WTRU que da servicio de HSDPA,
al asignar el RNC canales de una WTRU de HSDPA de TDD
(HS-SCCHs para supervisión, DCHs asociados con Dl y
con UL, y HS-SICHs) de tal manera que una parte de
RF del tiempo esperado de la WTRU (como factor determinante global)
se vea minimizada. Se aprecia que una vez (o, a lo sumo, dos veces)
en cada trama, la WTRU ha de recibir el canal físico común de
control primario (P-CCPCH -"primary common control
physical channel") o la ranura temporal de baliza secundaria
para deducir mediciones de pérdidas en el camino, a fin de ajustar
la potencia de transmisión de UL.
Gracias a la libertad que se da al RNC para
llevar a cabo asignaciones de canal de HSDPA a una WTRU individual,
pueden ponerse en la misma ranura temporal hasta los cuatro
HS-SCCHs que puede necesitarse que una WTRU concreta
supervise en cada trama. Adicionalmente, cada recurso de
HS-SICH (código 16 de factor de distribución en una
ranura temporal particular) corresponde precisamente a un
HS-SCCH, pero pueden establecerse por parte del RNC
asociaciones independientes entre un HS-SCCH y un
HS-SICH para diferentes WTRUs, por medio de la
señalización del control de recursos de radio (RRC -"radio
resource control").
En una primera realización del método, que se
muestra en la Figura 1, el consumo de energía de la WTRU se reduce
al asignar el RNC algunos de los HS-SCCHs o todos
ellos. Una WTRU supervisa regularmente la misma ranura temporal de
DL. En una segunda realización del método, que también se muestra en
la Figura 1, el consumo de energía de la WTRU se reduce al asignar
el RNC algunos de los SH-SCCHs o todos ellos. Una
WTRU supervisa regularmente la misma ranura temporal en la que ya
recibe regularmente su DCH de DL asociado.
El tiempo esperado de la parte de RF que utiliza
los métodos de acuerdo con las primera y segunda realizaciones,
puede ser tan bajo como tres ranuras temporales (de cada 15), esto
es, la ranura temporal del P-CCPCH, la ranura
temporal del DCH de DL y la ranura temporal del DCH de UL, en
comparación con las potencialmente hasta siete de cada 15 ranuras
temporales si cada SH-SCCH que se hubiese de
supervisar fuera asignado a una ranura temporal de DL diferente.
Una versión ligeramente modificada de la segunda realización
consiste en asignar, en su lugar, HS-SCCHs al
P-CCPCH (o ranura temporal de baliza secundaria),
debido a que la parte de RF de la WTRU ya estará activa para medir
las pérdidas en el camino de DL para sus transmisiones de UL.
En una tercera realización del método, que se
muestra en la Figura 2, el consumo de potencia de la WTRU se reduce
al asignar el RNC el HS-SICH, tras un intento de
descodificación de HS-DSCH, a una ranura temporal
de UL en la que la WTRU envía regularmente su DCH de UL asociado
(véase la Trama 3 de la Figura 2). El HS-SICH es
enviado en la Trama 3, en lugar de en la Trama 2, porque la norma
garantiza que habrá una cantidad mínima de tiempo de tratamiento
asignada para el tratamiento de los datos contenidos en el
HS-DSCH. El HS-SICH que contiene la
confirmación o la confirmación negativa, o desmentido, de los datos
en un HS-DSCH particular, no se envía por tanto en
la misma trama en la que se recibe el HS-DSCH, sino,
convencionalmente, dos tramas más tarde (como se muestra en la
Figura 2). Se aprecia que la norma asigna aproximadamente
15-16 ranuras temporales para el modo de TDD, y
aproximadamente 7,5 ranuras temporales para el modo de FDD. La
asignación de HS-SICH puede llevarse a cabo por
parte del RNC por medio de señalización de RRC en el momento del
establecimiento, escogiendo en correspondencia la asociación de
HS-SICHs de UL con HS-SCCHs de DL de
una WTRU.
Se aprecia que el TDD permite asociaciones de
múltiples tramas, es decir, un canal no aparece regularmente cada
trama, sino, en vez de esto, cada dos tramas, cuatro, ocho, etc. Los
métodos anteriormente descritos en asociación con las Figuras 1 y 2
se extienden naturalmente a estos casos, tal y como se muestra en la
Figura 3.
La Figura 4 muestra un sistema 400 construido de
acuerdo con la presente invención. El sistema 400 incluye un RNC
410, un Nodo B 420 y una WTRU 430. El RNC 410 incluye un controlador
412 de asignación de HSDPA. El RNC 410 se comunica con otros RNCs
del sistema UMTS a través de una interfaz Iur 414, y se comunica con
el Nodo B 420 a través de una interfaz Iub 416. La WTRU 430 incluye
una sección de RF 432 y una sección de banda de base 434, que se
comunican entre sí internamente a la WTRU 430.
El Nodo B se comunica con la WTRU 430 a través
de un conjunto de canales de HSDPA 440. Los canales 440 incluyen
uno o más HS-DSCHs 442a-442n, uno o
más HS-SCCHs 444a-444n, uno o más
HS-SICHs 446a-446n, un DCH 448 de DL
y un DCH 450 de UL. El controlador de asignación asigna los canales
que se han de utilizar por parte de la WTRU 430 mediante la
selección de los canales del conjunto 440. Las asignaciones de canal
se realizan de acuerdo con cualquiera de los métodos anteriormente
descritos. El sistema 400 es utilizable con cualquiera de esos
métodos sin ninguna modificación adicional.
\newpage
Ha de apreciarse que, si bien la presente
invención se ha descrito, en aras de la simplicidad, en el contexto
de la tecnología del tipo de UMTS, es importante apreciar que la
presente invención puede implementarse en cualquier tipo de sistema
de comunicación inalámbrico. Puramente a modo de ejemplo, la
presente invención puede implementarse en UMTS-FDD,
UMTS-TDD, TDA-SCDMA, CDMA2000
(EV-DO y EV-DV) o, como ya se ha
mencionado, en cualquier otro tipo de sistema de comunicación
inalámbrico.
Aunque las características y elementos de la
presente invención se describen en las realizaciones preferidas en
combinaciones concretas, cada característica o elemento puede
utilizarse solo (sin las otras características y elementos de las
realizaciones preferidas) o en diversas combinaciones con o sin
otras características y elementos de la presente invención. Si bien
se han mostrado y descrito realizaciones concretas de la presente
invención, pueden realizarse por un experto de la técnica muchas
modificaciones y variaciones sin apartarse del ámbito de la
invención. La anterior descripción sirve para ilustrar la invención
concreta y no para limitarla de ningún modo.
Claims (10)
1. Un método para maximizar la eficiencia de las
baterías de una unidad de trasmisión/recepción inalámbrica (430),
WTRU, que comprende las etapas de:
identificar un número predeterminado de canales
compartidos de control de alta velocidad
(444a-444n), HS-SCCHs,
caracterizado por
asignar los HS-SCCHs a una única
ranura temporal; y
instar a las WTRUs a que supervisen los
HS-SCCHs en la ranura temporal asignada, por lo que
supervisar una única ranura temporal minimiza la duración del
tiempo durante el que la WTRU suministra energía a sus componentes
de radiofrecuencia, conservando con ello la energía de las
baterías.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
de tal manera que el método permite a la WTRU supervisar los
HS-SCCHs de la misma ranura temporal que se utiliza
por otro canal.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el cual el otro canal es un canal físico común de control.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el cual el otro canal es un canal de uso exclusivo o dedicado de
enlace descendente.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que comprende adicionalmente:
asignar un canal de información compartido de
alta velocidad y de enlace ascendente, y otra transmisión de enlace
ascendente, a una única ranura temporal.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5,
en el cual dicha asignación se lleva a cabo una vez que la WTRU
descodifica una transmisión de canal compartido de enlace
descendente y alta velocidad.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 5,
en el cual la ranura temporal se utiliza también por parte de un
canal dedicado de enlace ascendente.
8. Un controlador (410) de red de radio, RNC,
destinado a maximizar la eficiencia de las baterías de una unidad
de transmisión/recepción inalámbrica (430), WTRU, de un sistema de
comunicación inalámbrica, de tal modo que el RNC comprende:
un controlador (412) de asignación de acceso de
paquetes de enlace descendente a alta velocidad, de tal modo que
dicho controlador de asignación asigna canales supervisados por la
WTRU, caracterizado porque
dicho controlador de asignación asigna canales
de control a alta velocidad supervisados por la WTRU a una única
ranura temporal de enlace descendente, por lo que supervisar la
ranura temporal única minimiza la duración del tiempo en el que la
WTRU suministra energía a sus componentes de radiofrecuencia, con lo
que se conserva la energía de las baterías.
9. El RNC de acuerdo con la reivindicación 8, en
el cual dicho controlador de asignación asigna canales de control
compartidos de alta velocidad supervisados por la WTRU a una ranura
temporal de enlace descendente en la que la WTRU recibe un canal de
uso exclusivo o dedicado.
10. El RNC de acuerdo con la reivindicación 8,
en el cual dicho controlador de asignación asigna un canal de
información compartido de alta velocidad, HS-SICH, a
una ranura temporal de enlace ascendente en la que la WTRU envía un
canal dedicado de enlace ascendente, de tal modo que el
HS-SICH es asignado después de que la WTRU
descodifica un canal compartido de enlace descendente y de alta
velocidad.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51814703P | 2003-11-07 | 2003-11-07 | |
| US518147P | 2003-11-07 | ||
| US10/902,370 US7590080B2 (en) | 2003-11-07 | 2004-07-29 | Channel assignment to maximize battery efficiency in wireless systems |
| US902370 | 2004-07-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2308310T3 true ES2308310T3 (es) | 2008-12-01 |
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ID=34556411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04818616T Expired - Lifetime ES2308310T3 (es) | 2003-11-07 | 2004-11-02 | Metodo para asignaciones de canales en sistemas inalambricos. |
Country Status (18)
| Country | Link |
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| EP (2) | EP1983798A1 (es) |
| JP (2) | JP4795966B2 (es) |
| KR (2) | KR20090130405A (es) |
| AR (1) | AR046323A1 (es) |
| AT (1) | ATE402580T1 (es) |
| AU (1) | AU2004310366B2 (es) |
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| CA (1) | CA2544797A1 (es) |
| DE (1) | DE602004015323D1 (es) |
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| ES (1) | ES2308310T3 (es) |
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