El método de control de calidad de enlace para una transmisión de paquetes de datos entre un transmisor y un receptor,

que comprende los pasos:

- identificación de un tamaño de paquete de datos para al menos un paquete de datos (paso S2); y

- el control adaptativo del tamaño de paquete de datos de al menos un parámetro que determina una calidad de enlace (paso S3);

caracterizado porque

- el control adaptativo del tamaño de paquete de datos compensa las diferencias de tasa de error de bloque causada por los tamaños de paquete de datos que varían.

Control de calidad de enlace adaptado al tamaño de bloque de datos Campo de la invención La presente invención se refiere a un método de control de calidad de enlace y un aparato relacionado para una transmisión de paquetes de datos entre un transmisor y un receptor.

Antecedentes de la invención

De manera general, los sistemas de comunicación usan una pluralidad de capas para el intercambio de carga útil. Aquí, la información de las capas más altas en el sistema de comunicación se segmenta en bloques de transporte más pequeños. Estos bloques de transporte también se conocen como paquetes de datos a continuación se transmiten sobre un enlace de transmisión inalámbrico usando un control de calidad de enlace.

En la mayoría de los sistemas de comunicación que ofrecen solamente un portador de radio estático único - por ejemplo, GSM - el tamaño de bloque de transporte se ajusta para adaptarse a las propiedades del enlace de transmisión y optimizar la capa al rendimiento del protocolo. Como se muestra en la parte superior de la Fig. 1, independientemente del modo del portador radio y las diferentes tasas de datos normalmente cada bloque de transporte se encapsula entre una parte de cabecera H y un parte de evaluación y corrección de error C. En otras palabras, usar este concepto normal de datos por paquetes no permite lograr un tamaño de bloque de transporte óptimo para todas las tasas de datos.

Últimamente, los sistemas de comunicación - por ejemplo, el sistema universal de telecomunicaciones móviles UMTS - ofrecen un portador de radio más flexible y dinámico.

Hasta ahora, ha sido desarrollado un concepto de tamaños de bloque de transporte adaptativos y variable que se conocen como el concepto de unidad de carga útil y se muestra en la parte inferior de la Fig. 1. La idea básica subyacente al concepto de unidad de carga útil es permitir una compresión de una cabecera de control de enlace radio RLC transmitiendo solamente un número de secuencia único en una cabecera H proporcionado a varios bloques de transmisión encapsulados en una unidad de datos de carga útil.

Como consecuencia, para el concepto de unidad de carga útil los tamaños de los bloque de transporte pueden cambiar dinámicamente durante un intervalo de tiempo de transmisión. En particular, el tamaño de bloque de transporte se adapta para optimizar la sobrecarga del protocolo y es dependiente de parámetros como la velocidad de transmisión. También el almacenador temporal de transmisión puede influir el tamaño de bloque de transporte para reducir la sobrecarga del protocolo. Se debería enfatizar que incluso para la misma velocidad de transporte se pueden usar distintos tamaños de bloque de transporte.

A continuación, se tratará el impacto del concepto de unidad de carga útil en el control de potencia en los sistemas de comunicación con respecto a la Fig. 2.

Normalmente, se usa un control de potencia rápido para compensar las variaciones del canal de enlace y la interferencia variable debida a otros usuarios del sistema. Los algoritmos de control de potencia intentan lograr una relación señal a interferencia SIR constante o un valor Eb/No constante para la relación de energía de bit a potencia de ruido efectiva para mantener la calidad de enlace constante. En otras palabras, el foco está en la calidad de enlace en términos de una tasa de error de bit BER constante mientras que la codificación del canal no se cambia.

Como se muestra en la Fig. 2, para tamaños de bloque constantes la tasa de error de bit BER y la tasa de error de bloque BLER se pueden mejorar significativamente a través del control de potencia. En otras palabras, los conceptos de control de potencia disponibles funcionan bien en caso de tamaños de bloque de transporte que son constantes para un enlace de transmisión. Para un tamaño de bloque de transporte constante y un valor de Eb/No específico tanto la tasa de error de bit BER como la tasa de error de bloque BLER se pueden mantener más o menos constantes.

No obstante, para las redes de acceso radio terrestres usadas en los sistemas de comunicaciones móviles de próxima generación, por ejemplo, de acuerdo con la TS 25.214 del 3GPP - Procedimientos de capa física (FDD) , V3.1.0 (1999-12) , los tamaños de bloque de transporte pueden variar en tamaños en un factor, por ejemplo, de 80. Estos tamaños de bloque de transporte variables conducen a problemas con los algoritmos de control de potencia conocidos previamente. Mientras que para un valor Eb/No constante se puede lograr una tasa de error de bit más bien constante al mismo tiempo que la tasa de error de bit BER varía considerablemente como se puede aproximar por la siguiente fórmula:

Aquí, STB es el tamaño de bloque de transporte, PBER es la probabilidad de error de bit, y (1-PBLER) es la probabilidad de que un bloque de transporte se transmita sin error. A partir de la ecuación (1) anterior también se pueden obtener fácilmente las dos representaciones siguientes:

De acuerdo con estas ecuaciones y dependiendo de la programación del protocolo de acceso los tamaños de bloque de transporte puede variar dinámicamente para cada intervalo de tiempo de transmisión de, por ejemplo, 10 mseg. Para los tamaños de bloque de transporte de 80 bit < STB < 4000 bit y una tasa de error de bit constante de BER = 10-5 las tasas de error de bloque BLER se encuentran en el siguiente intervalo:

80 bit: BLER " 8 x 10-4;

4000 bit: BLER " 4 x 10-2;

El impacto de este intervalo para las probabilidades de error de bloque BLER se ilustra en la Fig. 3. Aquí, la abscisa muestra un tamaño de bloque que varía NPU x 64 bit en un intervalo entre 0 bit y aproximadamente 4000 bit. La ordenada izquierda muestra la sobrecarga para la retransmisión de los bloques de transporte y la ordenada derecha muestra la tasa de error de bloque BLER en una escala logarítmica.

Como se muestra en la Fig. 3, la tasa de error de bloque BLER varía significativamente con los tamaños de bloque de transporte variable. Se debería señalar que la curva de la tasa de error de bloque BLER es más bien empinada para 1 < NPU < 20 que es la región principal para aplicaciones estándar. A partir del comportamiento no lineal de la curva de tasa de error de bloque BLER también está claro que no es posible encontrar un valor de la relación señal a interferencia SIR óptimo para todos los tamaños de bloque de transporte.

La razón para esto es que o bien los tamaños de bloque de transporte pequeños serían sobreprotegidos cuando tamaños de bloque de transporte más grandes logran una tasa de error de bloque BLER razonable o bien que de otro modo el objetivo de relación señal a interferencia SIR se adapta a tamaños de bloque de transporte pequeños conduciendo de esta manera a un BLER muy grande para tamaños de bloque de transporte mayores. Por ejemplo, si el objetivo de relación señal a interferencia SIR se fija de manera que se alcanza una tasa de error de bloque BLER del 10% para tamaños de bloque de transporte de 64 bits, entonces tamaños de bloque de transporte de 640 bits tendrían una tasa de error de bloque BLER de entre 50% a 60% la cual no es aceptable.

En otras palabras, incluso en caso de que el control de potencia funcione perfectamente para lograr una tasa de error de bit BER constante la tasa de error de bloque BLER puede variar en un factor, por ejemplo, de 100 de intervalo de tiempo de transmisión a intervalo de tiempo de transmisión. Por lo tanto, en caso de transmisión con tasas variables un procedimiento de control de potencia estándar que funciona en un valor objetivo de la relación señal a interferencia SIR conduciría a un intervalo muy amplio de valores de tasa de error de bloque BLER.

Aún otro problema de la aplicación de los mecanismos de control de calidad de enlace existentes tal como el control de potencia es que el objetivo de relación señal a interferencia SIR normalmente se determina por un procedimiento de control de potencia de bucle externo. Tal procedimiento de control de potencia de bucle externo no está adaptado a bloques de transporte específicos y normalmente se basa en las mediciones de, por ejemplo, la tasa de error de bloque media o las condiciones ambientales. Por lo tanto, el procedimiento de control de potencia de bucle externo solamente puede reaccionar lentamente después de que ha ocurrido un cambio de la tasa de error de bloque BLER y es detectado a través de mediciones.

Incluso peor, si el nuevo... [Seguir leyendo]

1. El método de control de calidad de enlace para una transmisión de paquetes de datos entre un transmisor y un receptor, que comprende los pasos:

- identificación de un tamaño de paquete de datos para al menos un paquete de datos (paso S2) ; y

- el control adaptativo del tamaño de paquete de datos de al menos un parámetro que determina una calidad de enlace (paso S3) ;

caracterizado porque

- el control adaptativo del tamaño de paquete de datos compensa las diferencias de tasa de error de bloque causada por los tamaños de paquete de datos que varían.

2. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se selecciona de un grupo que consta de potencia de transmisión para el paquete de datos, codificación de canal para el paquete de datos, esquema de modulación y factor de esparcimiento (paso S3) .

3. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos del al menos un parámetro que determina la calidad de enlace está integrado en un control de calidad de enlace básico.

4. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tamaño de paquete de datos se identifica en el transmisor a través del suministro de un valor de tamaño de paquete de datos desde una unidad de segmentación de datos (26) .

5. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tamaño de paquete de datos se identifica en el transmisor a través de medición.

6. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos del al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se logra a través del uso de una relación prealmacenada entre el tamaño de paquete de datos y al menos un parámetro correspondiente que determina la calidad de enlace.

7. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos del al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se logra a través del uso de una relación funcional entre el tamaño de paquete de datos y un parámetro correspondiente que determina la calidad de enlace.

8. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la relación funcional describe la potencia de transmisión y se define para

P = PTB, ref + Poffset

en donde P es la potencia de transmisión actual, PTB, ref es la potencia de transmisión para un tamaño de paquete de datos seleccionado, y Poffset es un desplazamiento de la potencia dependiente del tamaño de paquete de datos de acuerdo con la diferencia entre el tamaño de paquete de datos seleccionado y el tamaño de paquete de datos actual.

9. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el desplazamiento dependiente del tamaño de paquete de datos se define para

en donde STB, now es el tamaño de paquete de datos actual, STB, ref es el tamaño de paquete de datos seleccionado, y x es una constante.

10. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos del al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se logra a través del uso de una relación entre el tamaño de paquete de datos, el parámetro que determina la calidad de enlace, y las tasas de error de paquete de datos.

11. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos está relacionado con la codificación de canal y se

logra a través del aumento de la protección de codificación de canal para tamaños de paquete de datos más grandes.

12. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos de la codificación de canal se logra a través de la adaptación de la tasa mediante repetición para tamaños de paquete de datos más grandes y/o la adaptación de la tasa mediante punción para tamaños de paquete de datos más pequeños.

13. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque en el receptor al menos los siguientes pasos son llevados a cabo antes de la descodificación de canal de paquetes de datos recibidos:

- identificación de los tamaños de paquete de datos de los paquetes de datos recibidos; y

- el control adaptativo del tamaño de paquete de datos de al menos un parámetro que determina la calidad de enlace.

14. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se transfiere desde el transmisor al receptor a través de un enlace de señalización dedicado.

15. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se transfiere desde el transmisor al receptor junto con los paquetes de datos.

16. El método de control de calidad de enlace de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se selecciona de un grupo que consta de potencia de transmisión o desplazamiento de la potencia de transmisión para el paquete de datos, codificación de canal para el paquete de datos, esquema de modulación y factor de esparcimiento.

17. El aparato para el control de calidad de enlace durante una transmisión de paquete de datos entre un transmisor y un receptor, que comprende:

- una unidad de identificación (12) adaptada para identificar un tamaño de paquete de datos para al menos un paquete de datos; y

- una unidad de control (14, 16) adaptada a un control adaptativo del tamaño de paquete de datos de al menos un parámetro que determina la calidad de enlace, caracterizado porque el control adaptativo del tamaño de paquete de datos se adapta para compensar las diferencias de tasa de error de bloque causadas variando los tamaños de paquete de datos.

18. El aparato de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque el al menos un parámetro que determina la calidad de enlace se selecciona de un grupo que consta de potencia de transmisión para el paquete de datos, codificación de canal para el paquete de datos, esquema de modulación y factor de esparcimiento.

19. El aparato de acuerdo con la reivindicación 17 o 18, caracterizado porque además comprende una unidad de almacenamiento (20) adaptada para almacenar una relación entre un tamaño de paquete de datos y una potencia de transmisión como tabla y/o relación entre un tamaño de paquete de datos, una potencia de transmisión y una tasa de error de paquete de datos y/o una relación entre un tamaño de paquete de datos y una potencia de transmisión expresada como relación funcional.

20. El aparato de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque la relación funcional describe la potencia de transmisión y se define para

P = PTB, ref + Poffset

en donde P es la potencia de transmisión actual, PTB, ref es la potencia de transmisión para un tamaño de paquete de datos seleccionado, y Poffset es un desplazamiento de potencia dependiente del tamaño de paquete de datos de acuerdo con la diferencia entre el tamaño de paquete de datos seleccionado y el tamaño de paquete de datos actual.

21. El aparato de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque el desplazamiento dependiente del tamaño de paquete de datos se define para

en donde STB, now es el tamaño de paquete de datos actual, STB, ref es el tamaño de paquete de datos seleccionado, y x es una constante.

22. El aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado porque comprende una unidad

de codificación de canal (16) que logra el control de codificación de canal a través del aumento de la protección de 5 codificación de canal para tamaños de paquetes de datos más grandes.

23. El aparato de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque la unidad de codificación de canal (16) logra el control de codificación de canal a través del aumento de la repetición de la adaptación de tasa para tamaños de paquete de datos más grandes y el aumento de la punción de la adaptación de tasa para tamaños de paquete de datos más pequeños.

24. El aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 23, caracterizado porque se conecta con una unidad de señalización de calidad de enlace adaptada para presentar los tamaños de paquete de datos de los paquetes de datos recibidos y/o los parámetros de control adaptativos del tamaño de paquete de datos para la potencia de recepción y/o la descodificación de canal.

25. Un producto de programa informático cargable directamente en la memoria interna de un transmisor o receptor que comprende partes de código de soporte lógico para realizar los pasos de una de las reivindicaciones del método 1 a 16 cuando el producto se ejecuta en un procesador del transmisor o receptor.