Un procedimiento para transportar datos en tiempo real por una red (24) conmutada por paquetes y por una red (22) conmutada por circuitos,

que comprende las etapas de:

recibir un paquete de protocolo de Internet (IP) procedente de la red (24) conmutada por paquetes en un punto designado en la red (22) conmutada por circuitos;

generar un paquete de carga útil de datos;

alinear el paquete de carga útil de datos con una trama conmutada por circuitos;

transportar por el aire la trama conmutada por circuitos hasta un dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones;

extraer el paquete de carga útil de datos de la trama conmutada por circuitos en el dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones; y

generar un nuevo paquete de IP a partir del paquete de carga útil de datos

Procedimiento y aparato para proporcionar servicios empaquetados de voz y de datos en tiempo real por una red inalámbrica de comunicaciones.

Antecedentes

La presente invención versa acerca de comunicaciones de voz y de datos. Más en particular, la presente invención versa acerca de un procedimiento novedoso y mejorado y un aparato para transmitir tráfico de voz y tráfico de datos empaquetados por redes inalámbricas de comunicaciones.

Se requiere un sistema de comunicaciones para los tiempos modernos para soportar una variedad de aplicaciones. Un sistema de comunicaciones tal es un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) que se atiene al "TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", denominado más adelante el estándar IS-95, o un sistema de CDMA que se atiene al "TIA/EIA/IS-2000-2 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems", denominado más adelante el estándar IS-2000. Otro estándar de CDMA es el estándar de W-CDMA, como se implementa en los documentos del Proyecto de Asociación de 3ª Generación "3GPP" n^os 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, y 3G TS 25.214. Un sistema de CDMA permite las comunicaciones de voz y de datos entre usuarios por un enlace terrestre. Se da a conocer el uso de las técnicas de CDMA en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple en la patente U.S. nº 4.901.307, titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", y en la patente U.S. nº 5.103.459, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ambas transferidas al cesionario de la presente invención e incorporadas por referencia en el presente documento. Otros ejemplos de sistemas de comunicaciones son los sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y los sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA).

En la presente memoria, estación base hace referencia al hardware con el que se comunican las estaciones remotas. Célula hace referencia al hardware o al área geográfica de cobertura, dependiendo del contexto en el que se utilice el término. Un sector es una partición de una célula. Debido a que un sector de un sistema de CDMA tiene los atributos de una célula, las enseñanzas descritas en términos de células son fácilmente aplicables a sectores.

En un sistema de CDMA, las comunicaciones entre los usuarios se llevan a cabo por medio de una o más estaciones base. Un primer usuario en una estación remota se comunica con un segundo usuario en una segunda estación remota al transmitir datos por el enlace inverso a una estación base. La estación base recibe los datos y puede encaminar los datos a otra estación base. Se transmiten los datos por el enlace directo de la misma estación base, o de una segunda estación base, a la segunda estación remota. El enlace directo hace referencia a la transmisión desde la estación base a una estación remota y el enlace inverso hace referencia a la transmisión desde la estación remota a una estación base. En los sistemas IS-95 e IS-2000 de modo FDD, se asignan distintas frecuencias al enlace directo y al enlace inverso.

Dada la creciente demanda de aplicaciones inalámbricas de datos, la necesidad de sistemas inalámbricos de comunicaciones de datos muy eficaces se ha vuelto cada vez más significativa. Los estándares IS-95 e IS-2000 son capaces de transmitir tráfico de datos y tráfico de voz por los enlaces directo e inverso. Se describe con detalle un procedimiento para transmitir tráfico de datos en tramas del canal de codificación de tamaño fijo en la patente U.S. nº 5.504.773, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION", transferida al cesionario de la presente invención e incorporada por referencia en el presente documento.

Una diferencia significativa entre los servicios de tráfico de voz y los servicios de tráfico de datos es el hecho de que el primero impone requerimientos estrictos de retraso máximo. Normalmente, el retraso total unidireccional de tramas de tráfico de voz debe ser menos de 100 mseg. En cambio, se puede permitir que el retraso de tramas de tráfico de datos varíe para optimizar la eficacia del sistema de comunicaciones de datos. Específicamente, se pueden utilizar técnicas más eficaces de codificación de corrección de errores, que requieren retrasos significativamente mayores que los que pueden tolerar los servicios de tráfico de voz. Se da a conocer un sistema ejemplar de codificación eficaz para datos en la solicitud de patente U.S. con nº de serie 08/743.688, titulada "SOFT DECISION OUTPUT DECODER FOR DECODING CONVOLUTIONALLY ENCODED CODEWORDS", presentada el 6 de noviembre de 1996, transferida al cesionario de la presente invención e incorporada por referencia en el presente documento.

Otra diferencia significativa entre el tráfico de voz y el tráfico de datos es que el primero requiere un grado de servicio (GOS) fijo y común para todos los usuarios. Normalmente, para sistemas digitales que proporcionan servicios de tráfico de voz, esto se traduce en una tasa de transmisión fija e igual para todos los usuarios y una tasa máxima de error tolerable para las tramas de tráfico de voz. En cambio, debido a la disponibilidad de los protocolos de retransmisión para los servicios de tráfico de datos, el GOS puede ser distinto de usuario a usuario y puede variar en para aumentar la eficacia total del sistema de comunicaciones de datos. Normalmente, el GOS de un sistema de comunicaciones de tráfico de datos está definido como el retraso total sufrido en la transferencia de una cantidad predeterminada de datos.

Aún otra diferencia significativa entre los servicios de tráfico de voz y los servicios de tráfico de datos es que el primero requiere un enlace fiable de comunicaciones que, en el sistema ejemplar de comunicaciones de CDMA, está proporcionado por medio de una transferencia de llamada suave. La transferencia de llamada suave tiene como resultado transmisiones redundantes de dos o más estaciones base para mejorar la fiabilidad. Sin embargo, no se requiere esta mayor fiabilidad para la transmisión de tráfico de datos debido a que los paquetes de datos recibidos con error pueden ser retransmitidos. Para los servicios de tráfico de datos, se puede utilizar de forma más eficaz la potencia de transmisión utilizada para soportar una transferencia de llamada suave para transmitir datos adicionales.

Existen diversos protocolos para transmitir tráfico empaquetado por redes de conmutación de paquetes, de forma que la información llegue a su destino previsto. Un protocolo tal es "The Internet Protocol", RFC 791 (septiembre, 1981). El protocolo de Internet (IP) divide los mensajes en paquetes, encamina los paquetes desde un emisor a un destino, y recompone los paquetes en los mensajes originales en el destino. El protocolo IP requiere que cada paquete de datos comience con campos de dirección de origen y de destino que contienen la cabecera de IP que identifican de forma única los ordenadores anfitrión y de destino. El protocolo de control de transmisión (TCP), promulgado en RFC 793 (septiembre, 1981), es responsable de la entrega fiable en orden de datos de una aplicación a otra. El protocolo de datagrama de usuario (UDP) es un protocolo más sencillo que es útil cuando no son necesarios los mecanismos de fiabilidad del TCP. Para servicios de tráfico de voz sobre IP, no son necesarios los mecanismos de fiabilidad del TCP porque la retransmisión de paquetes de voz no es eficaz debido a las limitaciones de retraso. Por lo tanto, normalmente se utiliza el UDP para transmitir tráfico de voz.

Además, dado que el tráfico de voz es sensible al tiempo, se requiere otro protocolo para distribuir tráfico sensible al tiempo. El protocolo de transporte en tiempo real (RTP), promulgado en RFC 1889, utiliza información de secuencia para determinar el orden de llegada de los paquetes y utiliza la información de marcas de tiempo para corregir defectos de alineación en el tiempo entre llegadas de paquetes, que es denominado fluctuación de fase. Se puede considerar la fluctuación de fase como la diferencia entre el momento en el que se espera un paquete y el momento en el que llega realmente el paquete. Se utiliza una cabecera de RTP junto con cabeceras de UDP e IP para proporcionar servicios de tráfico de voz por redes de conmutación de paquetes. La cabecera de IP/UDP/RTP tiene una longitud de 40 bytes, que...

1. Un procedimiento para transportar datos en tiempo real por una red (24) conmutada por paquetes y por una red (22) conmutada por circuitos, que comprende las etapas de:

recibir un paquete de protocolo de Internet (IP) procedente de la red (24) conmutada por paquetes en un punto designado en la red (22) conmutada por circuitos;

generar un paquete de carga útil de datos;

alinear el paquete de carga útil de datos con una trama conmutada por circuitos;

transportar por el aire la trama conmutada por circuitos hasta un dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones;

extraer el paquete de carga útil de datos de la trama conmutada por circuitos en el dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones; y

generar un nuevo paquete de IP a partir del paquete de carga útil de datos.

2. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que la etapa de generar el paquete de carga útil de datos comprende las etapas de:

si los datos en el paquete de protocolo de Internet están intactos, comprimir entonces el paquete de protocolo de Internet en el punto designado para formar un paquete de carga útil de datos; y

si los datos en el paquete de protocolo de Internet están corrompidos, generar entonces una trama nula como un paquete de carga útil de datos.

3. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que la etapa de comprimir el paquete de IP comprende la etapa de eliminar la información de cabecera.

4. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que si la trama nula es el paquete de carga útil de datos, la etapa de extraer el paquete de carga útil de datos comprende entonces la etapa de interpolar un sustituto para la trama nula de al menos un paquete de carga útil de datos adyacente.

5. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que si la trama nula es el paquete de carga útil de datos, la etapa de extraer el paquete de carga útil de datos comprende entonces la etapa de utilizar una última trama no nula como el paquete de carga útil de datos.

6. El procedimiento de la Reivindicación 3, en el que la etapa de generar el nuevo paquete de IP a partir del paquete de carga útil de datos comprende la etapa de añadir nueva información de cabecera al paquete de carga útil de datos.

7. El procedimiento de la Reivindicación 6, en el que si se recibe la trama nula, la etapa de generar el nuevo paquete de IP a partir del paquete de carga útil de datos comprende las etapas de:

aumentar un número de secuencia de protocolo de transporte por radio (RTP) si se recibe la trama nula; e

incluir el número de secuencia incrementado de RTP en la nueva información de cabecera.

8. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que un nodo servidor de paquetes de datos (PDSN) (20) es el punto designado, y la etapa de generación del paquete de carga útil es llevada a cabo por el PDSN (20).

9. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que la etapa en la que se genera el paquete de carga útil de datos se lleva a cabo por medio de una estación base (14a-c).

10. Un procedimiento para transportar datos en tiempo real por una red (22) conmutada por circuitos y por una red (24) conmutada por paquetes, que comprende las etapas de:

recibir un paquete de protocolo de Internet (IP) procedente de un dispositivo electrónico en un dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones;

generar un paquete de carga útil de datos a partir del paquete de IP en el dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones;

alinear el paquete de carga útil de datos con una trama conmutada por circuitos;

transportar la trama conmutada por circuitos por el aire hasta una estación base (14a-c);

extraer el paquete de carga útil de datos de la trama conmutada por circuitos; y

generar un nuevo paquete de IP del paquete de carga útil de datos.

11. El procedimiento de la Reivindicación 10, en el que la etapa de generación del nuevo paquete de IP a partir del paquete de carga útil de datos se lleva a cabo por medio de la estación base (14a-c).

12. El procedimiento de la Reivindicación 10, en el que la etapa de generación del nuevo paquete de IP a partir del paquete de carga útil de datos se lleva a cabo por un nodo servidor de paquetes de datos (PDSN) (20).

13. Un dispositivo inalámbrico (12a-d) de comunicaciones para transportar tráfico de voz y tráfico de datos empaquetados por una red (22) conmutada por circuitos y por una red (24) conmutada por paquetes, que comprende:

un procesador; y

un elemento de almacenamiento acoplado al procesador que comprende un conjunto de instrucciones ejecutables por el procesador, en el que el conjunto de instrucciones comprende instrucciones para: