ES2344521T3 - Metodo y unidad para la notificacion eficiente de informacion de planificacion en un sistema de telecomunicaciones inalambrico. - Google Patents
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Abstract
Un método en un sistema de comunicación inalámbrico para la notificación eficiente de información de planificación procesada en un equipo de usuario de dicho sistema, caracterizado por seleccionar (610) de manera adaptativa un formato del informe del estado de la memoria tampón para indicar los niveles de llenado de la memoria tampón de un planificador; y codificar (620) dichos niveles B de llenado de la memoria tampón, denominados Bk, para cada portadora de radio o grupo de portadoras de radio k configuradas, en campos de N bits (51, 52, 53, 54), en donde cada uno de los 2N posibles valores para Bk está mapeado a un intervalo de niveles de llenado de la memoria tampón.
Description
Método y unidad para la notificación eficiente
de información de planificación en un sistema de telecomunicaciones
inalámbrico.
La presente invención se refiere a métodos y
disposiciones en un sistema de telecomunicaciones, en concreto a
una codificación eficiente del estado de la memoria tampón.
En el ítem denominado evolución a largo plazo
(LTE, long term evolution) de UTRAN, iniciado por el programa de
asociación de tercera generación (3GPP, 3rd Generation Partnership
program), se ha decidido que el LTE adoptará un mecanismo de
planificación similar al utilizado en el controlador de canal D
mejorado (E-DCH, Enhanced D-Channel
Handler). El planificador en un nodo B planifica recursos tanto en
el enlace descendente como en el enlace ascendente. En el enlace
ascendente, el planificador necesita información sobre los datos
que están disponibles en las memorias tampón de los equipos de
usuario (UE, user equipments). Esto se consigue transmitiendo
mensajes de información de planificación desde el equipo de usuario
hasta el nodo B. La información de planificación se transmite como
parte del protocolo de la capa de acceso al medio (MAC) y por lo
tanto puede ser transportada sobre otras transmisiones (cuando
éstas están en curso) o ser enviada en solitario creando PDUs MAC
expresamente para transferir la información de planificación. La
información de planificación en E-DCH tiene el
formato descrito en la figura 1. HLID (Highest priority Logical
channel ID) denota el ID del canal lógico de máxima prioridad; TEBS
(Total E-DCH Buffer Status) denota el estado de la
memoria tampón E-DCH total; HLBS (Highest priority
Logical channel Buffer Status) denota el estado de la memoria tampón
del canal lógico de máxima prioridad (que es un valor que está
codificado en relación con TEBS, es decir un porcentaje de un valor
TEBS indicado); y UPH (UE Power Headroom) denota la cantidad de
potencia libre del UE (es un campo que se refiere a la potencia
utilizada en el UE). Cuando se recibe la información de
planificación en el nodo B, el planificador puede determinar el
canal lógico que tiene la máxima prioridad (HLID), cuántos datos
están almacenados en la memoria tampón del UE para este canal
lógico (HLBS), y el tamaño total de memoria tampón del UE (TEBS).
En total esta información se codifica en 13 bits.
En el sistema de evolución a largo plazo (LTE-)
existe el deseo de utilizar una granularidad más fina en la QoS de
la que es posible en E-DCH. La solución
E-DCH tiene algunas limitaciones. Si el equipo de
usuario tiene datos en varios canales lógicos (portadoras de radio)
solamente es posible ver la cantidad de datos en el canal con la
prioridad máxima. Sin embargo, no es posible saber si el resto de
los datos tienen una prioridad alta, baja o muy baja. Ni tampoco es
posible saber cómo están distribuidos los datos entre estas
prioridades. Esto significa que es difícil conseguir diferenciación
de servicios para cualquier otro servicio que no sea el de la
máxima prioridad.
Una solución de la técnica anterior a este
problema es señalizar el estado de la memoria tampón por portadora
de radio (o por prioridad/clase de QoS). Para conseguir un mensaje
de un tamaño razonablemente pequeño del estado de la memoria
tampón, el número de bits para el tamaño de la memoria tampón de
cada portadora de radio (o prioridad/clase de QoS) tiene que ser
muy bajo, por ejemplo de 2 bits por memoria tampón tal como se
utilizará en lo que sigue. Sin embargo, la solución acarrea la
desventaja de que proporciona una granularidad muy pobre cuando
llega al tamaño total de memoria tampón del equipo de usuario.
Cuando se asume, por ejemplo, que solamente existen datos
disponibles para una portadora de radio entonces la memoria tampón
total del UE se codifica con solo 2 bits, lo cual no es suficiente.
Claramente puede incrementarse el número de bits por memoria tampón,
pero esto conduce a un mensaje grande del estado de la memoria
tampón. Una opción concebible podría ser codificar por separado el
tamaño de la memoria tampón total. De esa manera podrían utilizarse
relativamente pocos bits para codificar el tamaño de la memoria
tampón para cada portadora de radio (por ejemplo 2 bits), y podrían
utilizarse N bits adicionales para codificar el tamaño total de la
memoria tampón. Esto tendría como resultado tanto una visión
aproximada del tamaño de la memoria tampón por portadora de radio,
como una indicación razonablemente precisa del tamaño total de
memoria tampón. Sin embargo, conduciría asimismo a un mensaje grande
del estado total de la memoria tampón.
Otras razones para tener una granularidad más
fina que la solución de planificación E-DCH,
incluyen entre otras:
1) Carestía entre niveles QoS dentro de un único
UE: los flujos de datos de baja prioridad pueden quedar desatendidos
debido al tráfico de prioridad superior.
2) Incapacidad del operador para controlar el
reparto de la capacidad de la célula entre clases de QoS: en
E-DCH el planificador puede no saber cuáles son las
portadoras de radio que tienen datos (excepto para la portadora de
radio de la máxima prioridad, donde se indica explícitamente).
3) Tráfico de baja prioridad consiguiendo
recursos excesivos: los datos de baja prioridad pueden conseguir
recursos excesivos cuando existen datos de alta prioridad
planificados, si el planificador no está al tanto de cuántos datos
están disponibles en las diferentes portadoras de radio.
\newpage
El documento EP 1 599 063 se refiere a un
aparato y un método para llevar a cabo la planificación en un nodo
B para la transmisión de datos del equipo de usuario UE en un
sistema de comunicaciones móvil que soporta un canal delicado de
enlace ascendente mejorado (E-DCH). El nodo B
recibe, desde un controlador de red de radio (RNC, radio network
controller), información de asistencia de planificación para que se
proporcione un servicio de enlace ascendente desde el UE. El nodo B
estima una cantidad de datos para el servicio de enlace ascendente
en función de la información de asistencia de planificación en cada
periodo de planificación. El nodo B planifica la transmisión de
datos para el servicio de enlace ascendente en función de la
cantidad estimada de datos. Cuando son reconocidos por el
examinador Dl envía diferentes informes del formato de
transmisión.
El documento US 2004/0 224 677 se refiere a un
método para utilizar la ocupación de la memoria tampón en la
planificación de enlace ascendente para un dispositivo de
comunicación, que incluye una primera etapa de envío de información
de la ocupación de la memoria tampón y una codificación de tiempo
que indica una última oportunidad de transmisión a un conjunto
activo de estaciones base, proporcionada al dispositivo de
comunicación. Una etapa de utilización de la información de
ocupación de la memoria tampón y de la codificación de tiempo, para
ajustar una configuración de equidad de la planificación para el
dispositivo de comunicación. Una etapa de recepción de información
de planificación procedente de un planificador de acuerdo con la
configuración de equidad de la planificación, y una siguiente etapa
que incluye la transmisión en un canal de enlace ascendente según
la información planificada.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un método y una disposición para conseguir una
codificación eficiente de la información de planificación
(información de estado de la memoria tampón) en un sistema
inalámbrico tal como, por ejemplo, un sistema LTE o un sistema de
paquetes alta velocidad (HSPA, High Speed Packet Access), para
proporcionar, con los menos bits posibles, una indicación suficiente
de la cantidad de datos disponibles en diferentes portadoras de
radio y una granularidad fina en el tamaño de memoria tampón total
del UE.
Por lo tanto, una ventaja de la presente
invención es que proporciona una forma eficiente de informar de los
niveles de llenado de la memoria tampón en un sistema inalámbrico,
lo que tiene como resultado, en comparación con las soluciones del
estado de la técnica, más información al planificador y proporcionar
la diferenciación de servicios sin incrementar la sobrecarga de los
informes de estado.
Otros objetivos, ventajas y características
novedosas de la invención resultarán evidentes a partir de la
siguiente descripción detallada de la invención, cuando se considere
conjuntamente con los dibujos anexos y las reivindicaciones.
La figura 1 ilustra el formato de la información
de planificación E-DCH.
La figura 2 ilustra el problema de la solución
de la técnica anterior.
La figura 3 ilustra un indicador del formato de
la memoria tampón, de acuerdo con la presente invención.
La figura 4 ilustra el formato para datos en una
sola portadora de radio.
La figura 5 ilustra el formato para datos en
muchas portadoras de radio.
La figura 6 ilustra un diagrama de bloques de un
método acorde con la invención.
La figura 7 ilustra un diagrama de bloques de
una disposición acorde con la invención.
La presente invención proporciona un formato
adaptable del estado de la memoria tampón en el que el equipo de
usuario selecciona de manera autónoma, o con la ayuda de un criterio
adecuado, el formato que es más eficiente para el contenido
momentáneo de la memoria tampón. La codificación de los niveles de
llenado de la memoria tampón para el caso de varias portadoras de
radio utiliza la información procedente de las memorias tampón en
las portadoras de radio individuales con el objeto de reducir el
número de bits requeridos para codificar la información del tamaño
total de la memoria tampón del UE.
En general, la invención se refiere a un método
en un sistema de comunicación inalámbrico para la notificación
eficiente de la información de planificación procesada en un equipo
de usuario de dicho sistema, según la reivindicación 1. La figura 6
muestra un método que comprende las etapas de: seleccionar 610 de
manera adaptativa un formato 615 del estado de la memoria tampón
para indicar los niveles de llenado de la memoria tampón del
planificador; y codificar 620 los niveles de llenado de la memoria
tampón. La etapa de codificación es para reducir 625 el número de
bits requeridos para codificar la información del tamaño total de la
memoria tampón.
\newpage
Una primera realización de la presente invención
se refiere a un formato adaptativo del informe del estado de la
memoria tampón. El formato del informe del estado de la memoria
tampón que es eficiente utilizar, depende de los niveles
momentáneos de llenado de la memoria tampón en las portadoras de
radio individuales así como de cuántas portadoras de radio están
configuradas, de qué servicios hay en curso, etcétera. Por lo tanto,
deberá permitirse al equipo de usuario seleccionar (por ejemplo,
autónomamente) el formato del informe del estado de la memoria
tampón, con el objeto de minimizar el número de bits requeridos (o
de maximizar la información que puede obtenerse con un número fijo
de bits). La estructura básica del informe del estado de la memoria
tampón se describe en la figura 3. El campo 31 (por ejemplo de
longitud de 1 o 2 bits) indicador del formato de la memoria tampón
se utiliza para indicar el formato con el que está codificado el
resto del campo 32 del informe de la memoria tampón.
A continuación se presentan unos pocos ejemplos
de formatos del informe de la memoria tampón. En estos ejemplos, el
número total de bits se ha escogido como 12 pero solo con el objeto
de ilustrar las posibles relaciones de los tamaños de los campos en
los diversos formatos. Sin embargo, en la práctica los diferentes
formatos pueden tener longitudes diferentes puesto que el receptor
del informe del estado de la memoria tampón puede deducir la
longitud del formato a partir del indicador del formato de la
memoria tampón.
En el caso de que existan datos disponibles
solamente en una portadora de radio, es eficiente indicar el id de
la portadora de radio (RBid, radio bearer id) en un campo 41, por
ejemplo de longitud de 3 bits, y el nivel de llenado de la memoria
tampón en un campo 42 de la longitud, por ejemplo, de 9 bits. Esto
se muestra en la figura 4. Se espera que sea común el caso en el
que los datos están disponibles solamente en una única portadora de
radio. Este formato proporciona una granularidad muy elevada del
tamaño total de la memoria tampón en dicho caso común.
Para proporcionar la diferenciación de
servicios, es necesario notificar la información sobre la cantidad
de datos para portadoras de radio o grupos de portadoras de radio
diferentes, por clase de QoS, por prioridad de tráfico u otro
criterio similar. En lo que sigue, la expresión portadoras de radio
se utiliza por razones de simplicidad. En el ejemplo ilustrado en
la figura 5, están configuradas cuatro portadoras de radio. El
nivel B de llenado de la memoria tampón, denominado Bk para cada
portadora de radio k, está codificado en campos de N bits 51, 52,
53, 54. Cada uno de los 2^{N} valores posibles para Bk se mapea a
un intervalo de llenado de memoria tampón de manera que, por
ejemplo, Bk = 01 significa un nivel de llenado de la memoria tampón
entre 100 y 500 octetos. En el caso más probable, el mapeo entre Bk
y el intervalo del nivel de llenado de la memoria tampón está
preprogramado en las especificaciones, pero puede asimismo ser
configurable por señalización en una capa superior.
Cuando se codifica la memoria tampón total B del
UE, denominada Btot, en el campo 55, se utiliza la información
extraída de los campos B1... B4 para mejorar la granularidad de la
información de la siguiente manera. Puede obtenerse una estimación
suficiente del nivel de llenado de la memoria tampón total del UE
resumiendo los valores B1... B4 tal como B_estimada = B1 + B2 + B3
+ B4. El error en esta estimación, Err = B - B_estimada, se
codifica en el campo Btot. Puesto que el rango de valores de Err es
mucho menor que el rango de valores de B, con este método puede
mejorarse la granularidad de Btot. Puede verse que este formato da
una indicación aproximada sobre el nivel de llenado de la memoria
tampón en portadoras de radio individuales, así como una
granularidad media del nivel de llenado de la memoria tampón total
del UE.
Una codificación alternativa para el caso de
varias portadoras de radio es codificar primero el tamaño total de
la memoria tampón del UE en un campo, Btot, y a continuación
codificar los niveles de llenado de memoria tampón para cada
portadora de radio individual Bk, como una fracción del valor
indicado en Btot. La ventaja en comparación con dejar que Bk y Btot
indiquen un nivel de llenado absoluto de la memoria tampón es que el
rango de valores de Btot es menor que el rango de valores del nivel
de llenado posible de la memoria tampón.
Existen varias alternativas para que un equipo
de usuario seleccione un formato de estado de la memoria tampón.
Una posibilidad es que el formato pueda configurarse a través de un
protocolo de señalización de una capa superior (por ejemplo el RRC)
de manera que un equipo de usuario utilice siempre el mismo formato.
Después este formato puede ser reconfigurado, por ejemplo,
dependiendo del número de servicios que están configurados. De
acuerdo con otra posibilidad, el equipo de usuario puede seleccionar
de manera autónoma qué formato utilizar. Esta selección puede
depender, por ejemplo, de los niveles de llenado de la memoria
tampón de las portadoras de radio individuales. Por ejemplo, si
solo existen datos disponibles en una portadora de radio se
selecciona cierto formato mientras que en otro caso, es decir para
varias portadoras de radio, se selecciona otro formato. Finalmente,
el equipo de usuario puede alternar entre los formatos. Esto
conseguiría tanto una granularidad elevada del nivel de llenado
total de la memoria tampón, como información sobre los datos en las
portadoras de radio individuales.
El siguiente ejemplo proporciona cinco
portadoras de radio configuradas: señalización RRC, SIP, VoIP,
video, y acceso a Internet con mejor esfuerzo (BE, best effort). En
este ejemplo, un servicio de telefonía multimedia está configurado
con los componentes de servicio señalización SIP, VoIP y video.
Además, está configurada una portadora de radio de señalización RRC
y se utiliza una portadora de mejor esfuerzo para acceso a Internet.
En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de un mapeo entre
indicador QoS y orden de prioridad (en la práctica, el orden de
prioridad sería una lista de IDs de portadoras de radio). El mapeo
entre indicador de QoS y orden de prioridad se configuraría en el
UE a través de señalización RRC.
En el caso típico el planificador utilizaría el
indicador de QoS 1, que indica que las portadoras de radio deben
ser planificadas en el orden de prioridad por defecto. En el caso de
que se produzca desatención para, por ejemplo, la portadora de
acceso a Internet BE, esto podría ser detectado por el planificador
del nodo B y la planificación se llevaría a cabo con el indicador 2
de QoS durante un intervalo de tiempo, lo que proporcionaría una
prioridad mayor al BE. De manera similar, se utilizarían los
indicadores de QoS 3 o 4 si las portadoras de radio que llevan VoIP
o video necesitaran más recursos de lo que permite su prioridad por
defecto. En la última fila, la portadora de Internet BE no está ni
siquiera incluida, lo que implica que no se permite la transmisión
de los datos procedentes de esta portadora de radio. Tal como puede
verse, en el ejemplo la señalización RRC siempre tiene la máxima
prioridad. Ésta es una opción probable de implementación pero nada
impide que el RRC esté menos priorizado.
La figura 7 ilustra una unidad ejemplar 700 de
acuerdo con la presente invención, por ejemplo en un UE, que
comprende un planificador 710 para planificar información procesada
en una o más memorias tampón 720. La unidad comprende además una
disposición de procesamiento 730 para seleccionar de manera
adaptativa un formato del estado de la memoria tampón con el objeto
de indicar los niveles de llenado de las memorias tampón del
planificador, y un codificador 740 para codificar los niveles de
llenado de la memoria tampón así como para reducir el número de
bits requeridos para codificar la información del tamaño total de la
memoria tampón. La unidad comprende además un transmisor 750 para
transmitir un elemento de información que incluye el informe del
estado de la memoria tampón, a otras unidades de red. La unidad se
describe muy brevemente incluyendo las unidades funcionales
esenciales para llevar a cabo la invención.
Claims (11)
1. Un método en un sistema de comunicación
inalámbrico para la notificación eficiente de información de
planificación procesada en un equipo de usuario de dicho sistema,
caracterizado por
seleccionar (610) de manera adaptativa un
formato del informe del estado de la memoria tampón para indicar
los niveles de llenado de la memoria tampón de un planificador;
y
codificar (620) dichos niveles B de llenado de
la memoria tampón, denominados Bk, para cada portadora de radio o
grupo de portadoras de radio k configuradas, en campos de N bits
(51, 52, 53, 54), en donde cada uno de los 2^{N} posibles valores
para Bk está mapeado a un intervalo de niveles de llenado de la
memoria tampón.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El método acorde con la reivindicación 1,
caracterizado por que los niveles de llenado de la memoria
tampón codificados son incluidos en un informe del estado de la
memoria tampón.
3. El método acorde con la reivindicación 1,
caracterizado por que la selección se lleva a cabo de manera
autónoma mediante dicho equipamiento de usuario.
4. El método acorde con la reivindicación 1,
caracterizado por que la selección se configura a través de
señalización en una capa superior.
5. El método acorde con la reivindicación 1,
caracterizado por que la selección se lleva a cabo aplicando
cierto criterio.
6. El método acorde con la reivindicación 5,
caracterizado por que el criterio consiste en los niveles
momentáneos de llenado de la memoria tampón de las portadoras de
radio individuales.
7. El método acorde con la reivindicación 5,
caracterizado por que el criterio es el número de portadoras
de radio configuradas.
8. El método acorde con la reivindicación 5,
caracterizado por que el criterio es el servicio
aplicado.
9. El método acorde con la reivindicación 1,
caracterizado por que los datos están disponibles en una
portadora de radio y el formato de datos seleccionado incluye una
identificación de dicha portadora de radio y el nivel de llenado de
la memoria tampón.
10. El método acorde con la reivindicación 1,
caracterizado por que los datos están disponibles en varias
portadoras de radio y el formato de datos seleccionado incluye
información codificada sobre los niveles de llenado de la memoria
tampón para cada portadora de radio y un tamaño total de la memoria
tampón.
11. El método acorde con la reivindicación 10,
caracterizado por que la información sobre los niveles de
llenado de la memoria tampón para cada portadora de radio es
codificada como una fracción del tamaño total de la memoria
tampón.
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