Un método de configuración de entidades de la capa de enlace (92,

94) para un traspaso, las entidades de la capa de enlace (92, 94) que se adaptan para recibir las unidades de datos de servicio a partir de una capa funcional más alta, para convertir las unidades de datos de servicio en las unidades de datos de protocolo y almacenar temporalmente las unidades de datos de protocolo para la transmisión a un destinatario (96) bajo el régimen de un protocolo ARQ que tiene informes de estado, los informes de estado que son indicativos del recibo de una o más unidades de datos de protocolo en el destinatario (96), el método que comprende los pasos de: - recibir desde un destinatario (96) de las unidades de datos de protocolo un informe de estado adicional para una conexión ARQ existente (98) en contexto con un traspaso inminente; - determinar las unidades de datos de servicio que corresponden a las unidades de datos de protocolo almacenadas temporalmente teniendo en cuenta la información incluida en el informe de estado adicional; y - transferir las unidades de datos de servicio determinadas a una entidad de la capa de enlace (94) de las entidades de la capa de enlace (92, 94) que va a establecer una nueva conexión ARQ (100) con el destinatario (96); en el que el método además comprende el paso de solicitar el informe de estado adicional desde el destinatario (96)

Campo de la invención

La presente invención generalmente se refiere al campo de los traspasos en redes de comunicación móvil. En particular, la invención se refiere a los traspasos entre entidades de la capa de enlace que tienen mecanismos de control de retransmisión.

Antecedentes de la invención

Los mecanismos de retransmisión, también conocidos como técnicas de petición de repetición automática (ARQ), constituyen un planteamiento que aborda la pérdida de datos en su camino al destinatario previsto. Tal pérdida de datos puede ser el resultado de condiciones físicas desfavorables tales como la interferencia, el ruido, o la propagación multitrayecto.

Las técnicas ARQ se basan en los informes de estado que se transmiten desde un destinatario de los datos para indicar al transmisor que las unidades de datos individuales o bien han sido recibidas con éxito (reconocimiento positivo) o bien perdidas (reconocimiento negativo). Generalmente, el destinatario genera los informes de estado basados en eventos, basados en temporizador, o basados en grupos de acuerdo con las especificaciones del protocolo ARQ respectivo. Los informes de estado pueden ser programados por ejemplo después del recibo de un número predeterminado de unidades de datos o en puntos predefinidos en el tiempo.

El transmisor evalúa los informes de estado recibidos y a continuación decide sobre la retransmisión de las unidades de datos individuales que no se han recibido o no correctamente en el destinatario. Algunas técnicas ARQ proporcionan una retransmisión automática de una unidad de datos para la cual no se ha recibido reconocimiento positivo dentro de un intervalo de tiempo predeterminado después de la primera transmisión de la unidad de datos.

Con respecto al modelo de capas de interconexión de sistemas abiertos (OSI), las técnicas ARQ normalmente se implementan en la capa de enlace de datos (capa 2 o L2). La capa de enlace de datos se sitúa entre la capa física (capa 1 o L1) y la capa de red (capa 3 o L3) como se indica por la pila de protocolo 10 mostrada en el lado izquierdo de la Fig. 1.

La capa física L1 define las especificaciones eléctricas y físicas para los componentes de red implicados en la transferencia de datos. La capa de enlace de datos L2 proporciona los mecanismos para transferir los datos entre los componentes de red individuales y detectar y posiblemente corregir los errores que puedan suceder en la capa física L1. La capa de red L3 realiza las funciones de encaminamiento de red, control de flujo, segmentación/desegmentación, y control de errores. El ejemplo más conocido de un protocolo de L3 es el protocolo de Internet (IP).

Normalmente, hay una o dos capas adicionales en la parte superior de la capa de red L3. En el ejemplo mostrado en el lado izquierdo de la Fig. 1, estas capas adicionales incluyen una capa de transporte L4 configurada de acuerdo con el protocolo de control de transmisión (TCP) y una capa de aplicaciones L7 configurada de acuerdo con el protocolo de transferencia de archivos (FTP). Aunque no parte del modelo OSI oficial, pueden funcionar protocolos adicionales entre la capa de enlace de datos L2 y la capa física L1. Estos protocolos se conocen algunas veces como protocolos de “capa 2,5”.

En la configuración ejemplar mostrada en la Fig. 1, la capa de enlace de datos L2 se divide en dos subcapas; la capa de control de enlace radio (RLC) y la capa de control de acceso al medio (MAC), respectivamente. Las técnicas ARQ se implementan en la mayoría de los casos dentro de la subcapa RLC como se explicará ahora en mayor detalle con referencia al lado derecho de la Fig. 1.

En la configuración mostrada en la Fig. 1, la subcapa RLC incluye un primer almacenamiento temporal 12 que hace de interfaz de la capa de red L3 y un segundo almacenamiento temporal 14 que hace de interfaz de la subcapa MAC. El primer almacenamiento temporal 12 se proporciona para almacenar las unidades de datos de servicio (SDU) entrantes tales como los paquetes IP 16 generados dentro de la capa de red L3. Las SDU almacenadas en el primer almacenamiento temporal 12 se leen por un motor de segmentación 18 que segmenta las SDU 16 en unidades de datos de protocolo (PDU) RLC 20. Las PDU 20 se envían por una parte a la subcapa MAC para la transmisión al destinatario previsto y, por otra parte, se almacenan en el segundo almacenamiento temporal 14 para una posible retransmisión bajo el régimen de un protocolo ARQ.

En un cierto punto en el tiempo, un destinatario de las PDU puede requerir un traspaso de un primer componente de red (con una entidad de capa de enlace que tiene una configuración RLC como se muestra en la Fig. 1) a un segundo componente de red (con una entidad de capa de enlace similar). A continuación, se describirán ejemplarmente algunos escenarios de traspaso posibles con referencia particular a los procesos que suceden en la capa de enlace de datos.

En principio, el traspaso desde una entidad de capa de enlace actualmente en servicio a una nueva entidad de capa de enlace puede suceder sin sincronización previa de almacenamiento temporal como se muestra en la Fig. 2. En este caso, cuando el traspaso va a ser realizado entre dos entidades de capa de enlace, la secuencia de SDU se conmuta desde la entidad de capa de enlace previamente en servicio a la nueva entidad de capa de enlace, y el contenido de los almacenamientos temporales 12, 14 de la entidad de capa de enlace previamente en servicio simplemente se descarta. Es evidente que la pérdida resultante del contenido almacenado temporalmente ralentizará el funcionamiento de las capas más altas y puede provocar una degradación temporal de la calidad del servicio.

De acuerdo con un escenario de traspaso alternativo mostrado en la Fig. 3, el traspaso se puede realizar de manera que antes de conmutar la secuencia SDU desde la entidad de capa de enlace actualmente en servicio a la nueva entidad de capa de enlace, el contenido del almacenamiento temporal de la SDU 12 de la entidad de la capa de enlace actualmente en servicio se transfiere al almacenamiento temporal de la SDU 12' de la nueva entidad de la capa de enlace. Este proceso también se llama algunas veces transferencia de contexto L3. En este caso, únicamente se descarta el contenido del almacenamiento temporal de la PDU 14 de la entidad de la capa de enlace previamente en servicio. La US 2004/0146033 A1 ilustra una técnica ejemplar para tal transferencia de contexto L3.

Una desventaja del planteamiento de traspaso ilustrado en la Fig. 3 es el hecho de que la pérdida de datos que resulta de descartar el contenido del almacenamiento temporal de la PDU 14 puede conducir aún a una degradación del servicio. Adicionalmente, la pérdida de datos puede desencadenar interacciones de protocolos de capa más alta, por ejemplo con TCP en la capa de transporte L4. Tales interacciones de protocolos de capa más alta se ilustran en la Fig. 4. Como se puede recoger a partir de la traza TCP mostrada en la Fig. 4, se pierden varios segmentos TCP en el instante del traspaso (ver la línea vertical oscura). Los segmentos TCP perdidos tendrán que ser retransmitidos por el TCP después de que ha ocurrido el traspaso, lo que conduce a un inicio de transmisión lento después del traspaso.

Adicionalmente, la pérdida de los segmentos TCP en el instante del traspaso puede provocar un tiempo límite TCP. Por consiguiente, los traspasos frecuentes pueden conducir a la situación que un remitente TCP sea incapaz de lograr una velocidad de envío suficientemente alta, de manera que conduzca a una infrautilización del enlace radio. Tal escenario de infrautilización se muestra por la traza de la ventana de congestión TCP CWND ilustrada en la Fig.

5.

Una solución para evitar los problemas ilustrados en las Fig. 4 y 5 sería hacer el traspaso realmente sin pérdidas. Para este fin, todos los datos que se transmiten actualmente (y almacenan en el almacenamiento temporal de la PDU de la capa de enlace) se pueden reconstruir. Las SDU reconstruidas a partir del contenido del almacenamiento temporal de la PDU se puede transferir entonces a la nueva entidad de capa de enlace además de la transferencia del contenido del almacenamiento temporal de la SDU como se muestra en la Fig. 3.

No obstante, se ha encontrado que tal planteamiento de reconstrucción puede provocar duplicación de datos no intencionada como se muestra en la traza TCP de la Fig. 6. Esta duplicación de datos es un resultado del hecho de que algunas de las SDU reconstruidas ya se han entregado... [Seguir leyendo]

1. Un método de configuración de entidades de la capa de enlace (92, 94) para un traspaso, las entidades de la capa de enlace (92, 94) que se adaptan para recibir las unidades de datos de servicio a partir de una capa funcional más alta, para convertir las unidades de datos de servicio en las unidades de datos de protocolo y almacenar temporalmente las unidades de datos de protocolo para la transmisión a un destinatario (96) bajo el régimen de un protocolo ARQ que tiene informes de estado, los informes de estado que son indicativos del recibo de una o más unidades de datos de protocolo en el destinatario (96), el método que comprende los pasos de:

 - recibir desde un destinatario (96) de las unidades de datos de protocolo un informe de estado adicional para una conexión ARQ existente (98) en contexto con un traspaso inminente;

 - determinar las unidades de datos de servicio que corresponden a las unidades de datos de protocolo almacenadas temporalmente teniendo en cuenta la información incluida en el informe de estado adicional; y

 - transferir las unidades de datos de servicio determinadas a una entidad de la capa de enlace (94) de las entidades de la capa de enlace (92, 94) que va a establecer una nueva conexión ARQ (100) con el destinatario (96);

en el que el método además comprende el paso de solicitar el informe de estado adicional desde el destinatario (96).

2. El método de la reivindicación 1, que además comprende el paso de suspender la transmisión de las unidades de datos de protocolo en una relación temporal cercana con el recibo del informe de estado adicional.

3. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que al menos uno de los pasos de petición y recepción del informe de estado adicional se realiza a través de uno o más mensajes de gestión de recursos radio.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el paso de petición del informe de estado adicional se inicia al recibo de una notificación relativa al traspaso inminente.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el paso de petición del informe de estado adicional envía un mensaje de petición de la capa de enlace dedicado al destinatario (96).

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el paso de petición de informe de estado adicional se implementa como un ajuste de traspaso en el lado del destinatario (96).

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el paso de petición del informe de estado adicional comprende generar una petición que da instrucciones al destinatario (96) para transmitir el informe de estado adicional.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el paso de determinación de las unidades de datos de servicio excluye tales unidades de datos de servicio que corresponde a las unidades de datos de protocolo correctamente recibidas en el destinatario (96).

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el paso de determinación de las unidades de datos de servicio que corresponden a las unidades de datos de protocolo almacenadas temporalmente comprende la reconstrucción de las unidades de datos de servicio a partir de las unidades de datos de protocolo almacenadas temporalmente.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el paso de determinación de las unidades de datos de servicio que corresponden a las unidades de datos de protocolo almacenadas temporalmente comprende seleccionar las unidades de datos de servicio a partir de un almacenamiento temporal.

11. En método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el paso de petición del informe de estado adicional comprende generar una petición que da instrucciones al destinatario (96) para generar incondicionalmente el informe de estado adicional.

12. En método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que además comprende el paso de almacenar temporalmente las unidades de datos de servicio antes de la conversión.

13. El método de la reivindicación 12, que además comprende los pasos de:

 - crear un contexto de datos a partir de todas las unidades de datos de servicio almacenadas temporalmente y todas las unidades de datos de servicio determinadas; y

 - transferir el contexto de datos a la entidad de la capa de enlace (94) que va a establecer la nueva conexión ARQ (100) al destinatario (96).

14. Un producto de programa informático que comprende partes de código de programa para realizar los pasos del

método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 cuando el producto de programa informático se ejecuta en un dispositivo informático.

15. Un dispositivo (80) para configurar las entidades de la capa de enlace (92, 94) para un traspaso, las entidades de la capa de enlace (92, 94) que se adaptan para recibir las unidades de datos de servicio desde un funcional más

5 alto, para convertir las unidades de datos de servicio en unidades de datos de protocolo, y para almacenar temporalmente las unidades de datos de protocolo para la transmisión a un destinatario (96) bajo el régimen de un protocolo ARQ que tiene informes de estado, los informes de estado que son indicativos del recibo de una o más unidades de datos de protocolo en el destinatario (96), el dispositivo (80) que comprende:

 - un primer interfaz (82) adaptado para recibir desde un destinatario (96) de las unidades de datos de protocolo un informe de estado adicional para una conexión ARQ existente (98) en contexto con un traspaso inminente;

 - un mecanismo (84) adaptado para determinar las unidades de datos de servicio que corresponden a las unidades de datos de protocolo almacenadas temporalmente que tienen en cuenta la información incluida en el informe de estado adicional; y  - un segundo interfaz (86) adaptado para transferir las unidades de datos de servicio determinadas a una entidad de la capa de enlace (94) de las entidades de la capa de enlace (92, 94) que va a establecer una nueva conexión ARQ (100) con el destinatario;

en el que el dispositivo se adapta además para solicitar el informe de estado adicional desde el destinatario (96).