Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado.

Un dispositivo (36) de comunicación de AMDC, acceso múltiple por división de código, que comprende:

una primera entidad

(66) de CAM, controlador de acceso al medio, configurada para dar salida a un primer canal de control y un CTD, canal de tráfico dedicado, la primera entidad de CAM siendo una entidad CAM-d, CAM dedicada, y el primer canal de control siendo un CCD, canal de control dedicado; y

una segunda entidad (60) de CAM, configurada para generar un canal de acceso (56, 58), la segunda entidad de CAM que incluye:

un multiplexador de canal configurado para recibir datos, los datos siendo llevados por el primer canal de control, el CTD y un segundo canal de control, el multiplexador de canal estando también configurado para multiplexar los datos recibidos,

caracterizado por que la segunda entidad de CAM comprende

un mecanismo de programación (74) configurado para recibir los datos multiplexados y programar los datos multiplexados para la transmisión en el canal de acceso de acuerdo con una prioridad de los datos multiplexados, cuya prioridad se basa en un tipo de los datos multiplexados.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08152967.

Solicitante: INTERDIGITAL TECHNOLOGY CORPORATION.

Inventor/es: TERRY, STEPHEN, E..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de recursos locales, p. ej. selección o... > H04W72/12 (Planificación de tráfico inalámbrico)
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Ilustración 1 de Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado.
Ilustración 2 de Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado.
Ilustración 3 de Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado.
Ilustración 4 de Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado.
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Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado.

Texto extraído del PDF original:

DESCRIPCIÓN

Establecimiento de prioridades y control de flujo de un canal multiusuario de espectro ensanchado ANTECEDENTES La invención se refiere, en general, a canales usados por múltiples usuarios en un sistema inalámbrico de espectro ensanchado y de acceso múltiple por división de código. Más específicamente, la invención se refiere a un sistema y método para establecer prioridades y controlar el flujo de datos en canales comunes y compartidos de un sistema de espectro ensanchado.

La figura 1 ilustra un sistema de comunicación inalámbrico 18 de acceso múltiple por división de código (AMDC) de espectro ensanchado simplificado. Dentro del sistema 18, un nodo b 26 se comunica con equipos de usuario (EU) 20-24 asociados. El nodo b 26 tiene un solo controlador de sitio (CS) 30, asociado con una sola estación de base 28 (como se muestra en la figura 1) o con múltiples estaciones de base 28. Un grupo de nodos b 26, 32, 34 está conectado con un controlador de red de radio (CRR) 36. Para transmitir comunicaciones entre los CRR 36-40 se utiliza una interfaz (IUR) 42 entre ellos. Cada CRR 36-40 está conectado a un centro de conmutación móvil (CCM) 44, que a su vez está conectado a la red central 46.

Para comunicarse dentro del sistema 18 se usan muchos tipos de canales de comunicación, tales como dedicados, compartidos y comunes. Los canales dedicados transmiten datos entre un nodo b 26 y un EU 20-24 particular. Los canales comunes y compartidos son usados por múltiples EU 20-24 o usuarios. Todos estos canales transportan una diversidad de datos que incluyen datos de tráfico, control y señalización.

Puesto que los canales compartidos y comunes transportan datos para diferentes usuarios, los datos se envían usando unidades de datos de protocolo (UDP) o paquetes. Como se muestra en la figura 2, para regular el flujo de datos de diferentes fuentes 48-52 hacia un canal 56, se usa un controlador 54. Un canal común usado para transmitir datos a los EU 20-24 es el canal de acceso directo común (CADC) 58. Como se muestra en la figura 3, el CADC 58 tiene origen en un CRR 36 y se emite a un nodo b 28-34 para su transmisión inalámbrica como señal de espectro ensanchado a los EU 20-24. El CADC 58 transporta varios tipos de datos desde diferentes fuentes, tales como un canal de control común (CCC), un canal de control y tráfico dedicado (CCD y CTD) y una señalización de control de canales compartidos de bajada y subida (CCB y CCS). El CADC 58 también transporta señalización de control fuera de banda, tal como demandas de repetición automáticas híbridas (DRA-H), y datos similares transmitidos, a través del IUR 42, desde otros CRR 38-40, tales como datos de control de CCC, CCD, CTD y DRA- H.

El CRR 36 usa varios controladores para controlar el flujo de datos. Un controlador de enlace de radio CER 64 gestiona el CCC. El controlador de acceso al medio dedicado (CAM-d) 66 gestiona el CCD, el CTD y alguna señalización DRA-H fuera de banda. El controlador de acceso al medio compartido (CAM-comp) 68 gestiona el CCB, la señalización de control de CCS y la señalización de control de DRA-H fuera de banda. El control del CADC 58 es el controlador de acceso al medio común (CAM-c) 60.

Debido a las múltiples fuentes 48-52 de datos que pueden transmitirse a través de un canal común o compartido, los controladores 54 de canal ponen los datos en cola antes de ser transmitidos. Si se produce una gran acumulación en la cola, los datos experimentan un tiempo de espera en ella. Un gran tiempo de espera en ciertos datos, tales como datos de control, provocará el fallo de un canal. Para aliviar este problema, la técnica anterior descargaba bruscamente la cola para reducir la congestión, o re-encaminaba los datos. La descarga brusca de la cola da lugar a la pérdida de datos y requiere que se vuelvan a transmitir, lo que no es deseable. El re-encaminamiento de datos que ya están haciendo cola crea una duplicación de datos en el sistema y no resuelve la congestión existente. En consecuencia, es deseable reducir el tiempo de espera de datos en canales compartidos y comunes sin los problemas asociados con la técnica anterior.

El documento TS 25.321 V2.0.0 (1999-04), 3GPP, “MAC protocol specification” describe una arquitectura CAM de lado RARTU relativo al tráfico que involucra un CAM-c, un CAM-comp y un CAM-d.

COMPENDIO La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

En un controlador asociado al canal multiusuario se reciben datos en paquetes de una pluralidad de fuentes. Se establece la prioridad de cada paquete de datos en paquetes basándose, en parte, en la capacidad de re- encaminamiento de la clase de tipos de datos. Cada paquete está programado para ser transmitido a través del canal multiusuario basándose, en parte, en el establecimiento de prioridades. Una acumulación de datos en paquetes que esperan en cola es rastreada o seguida el curso para transferir en el canal multiusuario. Basándose en parte de la cola rastreada, se limita el flujo de datos de cada fuente.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una ilustración simplificada de un sistema de comunicación inalámbrico de espectro ensanchado. La figura 2 es una ilustración de datos que fluyen hacia un canal común o compartido. La figura 3 es una ilustración de datos que fluyen hacia un canal CADC en un CRR. La figura 4 es una ilustración de un esquema de establecimiento de prioridades.

La figura 5 es un esquema de establecimiento de prioridades para uso en un canal CADC. La figura 6 representa un mecanismo de reserva usado en un canal común o compartido. La figura 7 representa ventanas de fuentes de datos usadas en un canal común o compartido.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS El establecimiento de prioridades 70 de datos se usa para reducir el tiempo de espera de datos en un controlador 54 de canal multiusuario, como se ilustra en la figura 4. Ciertos datos deben ser transmitidos a través un canal común o compartido en particular, que se muestra en la figura como "obligatorio" 88. Otros datos se envían preferiblemente por el canal particular pero pueden re-encaminarse hacia otro canal, tal como un canal dedicado. Estos datos se denominan de "mejor esfuerzo" 90. Puesto que los datos "obligatorios" 88 no pueden re-encaminarse, tienen prioridad sobre los datos de "mejor esfuerzo" 90.

El tipo de datos de un paquete, tales como datos de control 96, señalización 98 y tráfico 100, también se usa para el establecimiento de prioridades. Para llevar a cabo el establecimiento de prioridades de los tipos de datos, se separan los paquetes de datos de control 96 y señalización 98 de los paquetes de datos de tráfico 100. Un enfoque para separar los paquetes es agrupar paquetes de tipos de datos similares antes de ser recibidos en el controlador 54. Alternativamente, los paquetes emitidos por cada canal, antes de ser recibidos por el controlador 54, están provistos de una bandera o identificador que indica el tipo de datos de los paquetes.

Puesto que un retraso prolongado en la transmisión de datos de control 96 o señalización 98 provoca la congelación de un canal, se proporciona una mayor prioridad a los datos de control 96 y señalización 98 que a los datos de tráfico 100. Además, los datos comunes o compartidos 92 asociados a múltiples usuarios tienen una prioridad más alta que los datos dedicados 94, para un solo usuario. Típicamente, el esquema de establecimiento de prioridades de datos se almacena en la lógica del controlador de canal multiusuario.

Durante los periodos de congestión elevada, los datos se re-encaminan a otros canales basándose en su prioridad 70. Por ejemplo, los datos de tráfico dedicados de mejor esfuerzo son re-encaminados, y los datos de control comunes obligatorios no lo son. Al re-encaminar datos, en lugar de ponerlos en cola, no se requerirán retransmisiones. En consecuencia, la cantidad de datos que forman cola se reduce, dando lugar a un menor tiempo de espera de datos. Por otra parte, como los datos re-encaminados nunca son puestos en cola, se elimina la duplicación de datos experimentada en la técnica anterior.

En la figura 5 se muestra un esquema 72 de establecimiento de prioridades para uso en un CADC 58. Puesto que el CCB y la DRA-H del CAM-comp tienen datos de control compartidos obligatorios, tienen la prioridad más elevada o máxima. Aunque la DRA-H del CAM-d tiene datos de control obligatorios, al ser dedicada, se le asigna una prioridad ligeramente menor o prioridad alta. El CCC y el CCD se usan para señalización y tienen el nivel siguiente de prioridad o nivel medio. El nivel de prioridad más bajo es asignado al CTD porque tiene datos de tráfico dedicados de mejor esfuerzo.

Para facilitar este esquema 72 de establecimiento de prioridades en el CADC 58, se requieren modificaciones en el CRR 36. Como se muestra en la figura 3, el CAM-d 66 de la técnica anterior controla el CCD, el CTD y la DRA-H del CAM-d. Como se muestra en la figura 5, cada una de estas fuentes tiene una prioridad diferente. Puesto que estos datos son multiplexados antes del establecimiento de prioridades en el CAM-d 66, el multiplexor del CAM-d 66 es movido al CAM-c 60 para permitir el establecimiento de prioridades en el CAM-c 60. Alternativamente, el CAM-d 66 puede emitir la prioridad y clase (obligatoria o de mejor esfuerzo), tal como mediante una bandera o identificador, de cada paquete de datos multiplexados, para el establecimiento de prioridades en el CAM-c 60. Los datos controlados por el CER 64 y el CAM-comp 68 tienen la misma prioridad, y, en consecuencia, ninguno requiere modificaciones. Usando la lista de prioridades almacenada, se programa la transmisión de los datos de las distintas fuentes y se re- encaminan durante los periodos de alta congestión.

Otra técnica para reducir el tiempo de espera de datos, que puede combinarse con el establecimiento de prioridades, es el control del flujo de datos entre los distintos controladores. Como se muestra en la figura 6, se usa un mecanismo de programación 74 para regular los datos que entran en el canal común o compartido 56. El mecanismo de programación 74 rastrea o sigue el curso de la acumulación de datos en la cola del controlador. Si el mecanismo 74 reconoce que hay congestión y que durante un cierto espacio de tiempo los datos no serán transmitidos, el acceso al canal 56 limita el flujo de datos desde las fuentes individuales de datos. Las fuentes individuales reconocerán la necesidad de re-encaminar datos o de no intentar la transmisión. Usando un mecanismo de control de flujo con un CADC, un CAM y un CER (capa 2), se disminuye el tiempo de espera de señalización y, por lo tanto, se aumenta la eficiencia.

Para impedir la monopolización del canal común o compartido 56 por una fuente 48-52 de datos, pueden usarse ventanas variables 76-86, como se muestra en la figura 7. Cada fuente 48-52 de datos tiene una o múltiples ventanas 76-86 de datos pendientes en la cola que esté permitida. El tamaño de la ventana 76 se basa en los requisitos de la fuente específica. La ventana 76 se ajusta dinámicamente en respuesta a la disponibilidad de la cola. A medida que la disponibilidad del canal aumenta, el tamaño de las ventanas aumenta, lo que aumenta el número de paquetes pendientes. A la inversa, a medida que la disponibilidad disminuye, el tamaño de la ventana disminuye, lo que disminuye el número de paquetes pendientes. Como consecuencia de la disminución de las ventanas, las fuentes de datos re-encaminan o detienen la emisión de paquetes a las ventanas.

Lista detallada Punto 1. Un mecanismo de programación (74) para controlar datos en paquetes desde múltiples tipos de fuentes (48-52) de datos, incluyendo fuentes (48-52) de datos que tienen datos que se pueden re-encaminar y fuentes (48-52) de datos que tienen datos que no se pueden re-encaminar, los múltiples tipos de fuentes (48- 52) de datos fluyendo dentro de un canal (56) multiusuario en un sistema de comunicación inalámbrico de acceso múltiple por división de código, el mecanismo (74) caracterizado por: una cola (54) asociada con el canal (56) multiusuario que tiene una entrada configurada para recibir datos en paquetes entrantes desde una pluralidad de colas de fuentes (48-52) de datos, la cola (54) del canal multiusuario dando salida a los datos en paquetes recibidos para la transmisión sobre el canal (56) multiusuario; la pluralidad de las colas de fuentes (76-86) de datos, cada cola de fuentes (76-86) de datos exclusivamente asociada con cada fuente (48-52) de datos, y teniendo una entrada configurada para recibir datos desde esa fuente de datos (48-52) de la cola, cada cola de fuente (48-52) de datos capaz de variar su capacidad; y en el que la capacidad de variación de cada cola de fuente (48-52) de datos cambia basándose en una parte de la disponibilidad de la cola (54) de canal multiusuario.

Punto 2. El mecanismo (74) del punto 1, además caracterizado por que la capacidad de variación de cada cola de fuente (48-52) de datos disminuye cuando la disponibilidad del canal de multiusuario aumenta y aumenta cuando la disponibilidad del canal multiusuario disminuye.

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (36) de comunicación de AMDC, acceso múltiple por división de código, que comprende: una primera entidad (66) de CAM, controlador de acceso al medio, configurada para dar salida a un primer canal de control y un CTD, canal de tráfico dedicado, la primera entidad de CAM siendo una entidad CAM-d, CAM dedicada, y el primer canal de control siendo un CCD, canal de control dedicado; y una segunda entidad (60) de CAM, configurada para generar un canal de acceso (56, 58), la segunda entidad de CAM que incluye: un multiplexador de canal configurado para recibir datos, los datos siendo llevados por el primer canal de control, el CTD y un segundo canal de control, el multiplexador de canal estando también configurado para multiplexar los datos recibidos, caracterizado por que la segunda entidad de CAM comprende un mecanismo de programación (74) configurado para recibir los datos multiplexados y programar los datos multiplexados para la transmisión en el canal de acceso de acuerdo con una prioridad de los datos multiplexados, cuya prioridad se basa en un tipo de los datos multiplexados.

2. El dispositivo de comunicación de AMDC de la reivindicación 1, en el que la segunda entidad de CAM está además configurada para limitar una cantidad de datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso.

3. El dispositivo de comunicación de AMDC de la reivindicación 1 ó 2, en el que la segunda entidad de CAM está además configurada para limitar una porción de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso en base a si la porción de los datos multiplexados está asociada con el primer canal de control, con el segundo canal de control o con el CTD.

4. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una ventana (50, 52) está asociada con cada uno de los primeros canales de control, el segundo canal de control y el CTD; la segunda entidad de CAM está además configurada para limitar una cantidad de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso controlando un tamaño de la ventana asociada con cada uno de dichos primer canal, segundo canal y CTD.

5. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el dispositivo de comunicación de AMDC que comprende además una entidad de control de flujo configurada para limitar la puesta en la memoria intermedia de una porción de los datos recibidos en la segunda entidad de CAM, la porción de los datos recibidos estando asociados con el primer canal de control y con el CTD.

6. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo de programación está configurado además para programar los datos multiplexados para la transmisión sobre un canal compartido de enlace descendente, CCED.

7. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los datos recibidos incluyen un indicador de la prioridad.

8. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de comunicación es un controlador de red de radio, CRR.

9. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal de acceso es un canal de acceso directo común, CADC.

10. El dispositivo de comunicación de AMDC de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo de programación está configurado para suministrar el canal de acceso a un Nodo-B (26), de manera tal que el Nodo-B transmite el canal de acceso a una pluralidad de equipos de usuario (20-24), EU.

11. Un método de comunicación, que comprende: dar salida a un primer canal de control y a un canal de tráfico dedicado, CTD, con una primera entidad de CAM, control de acceso al medio; la primera entidad CAM siendo una entidad de CAM-d, CAM dedicada, y el primer canal de control siendo un canal de control dedicado, CCD.; recibir el primer canal de control, el CTD y un segundo canal de control con un multiplexador de canal de una segunda entidad de CAM; el primer canal de control, el segundo canal de control y el CTD llevando los datos, y la segunda entidad de CAM, estando configurada para dar salida a un canal de acceso; multiplexar los datos con el multiplexador de canal, el método caracterizado por: programar con un mecanismo de programación de la segunda entidad de CAM, los datos multiplexados para la transmisión del canal de acceso de acuerdo con una prioridad de los datos multiplexados, cuya prioridad está basada en un tipo de los datos multiplexados.

12. El método de comunicación de la reivindicación 11, que comprende además limitar una cantidad de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso.

13. El método de comunicación de la reivindicación 11 ó 12, que comprende además limitar una porción de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso en base a si la porción de los datos multplexados está asociada con el primer canal de control, con el segundo canal de control, o con el CTD.

14. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que una ventana está asociada con cada una del primer canal de control, el segundo canal de control y el CTD; el método comprende además limitar una cantidad de los datos multiplexados transmitidos en el canal de acceso controlando un tamaño de la ventana asociada con cada uno de dichos primer canal de control, segundo canal de control y el CTD.

15. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, que comprende además limitar la puesta en la memoria intermedia de una porción de los datos recibidos en la segunda entidad de CAM, la porción de los datos recibidos estando asociados con el primer canal de control y el CTD: 16. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, que comprende además programar los datos multiplexados para la transmisión sobre un canal compartido de enlace descendente, CCD.

17. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que los datos incluyen un indicador de la prioridad.

18. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que el dispositivo de comunicación es un controlador de red de radio, CRR.

19. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, en el que el canal de acceso es un canal de acceso directo común, CADC.

20. El método de comunicación de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, que comprende además suministrar el canal de acceso al Nodo-B, de manera que el Nodo-B transmite el canal de acceso a una pluralidad de equipos de usuario, EU.