Un método de transmisión de datos en un sistema de comunicación móvil,

que comprende:

recibir (705) desde una capa superior una unidad de datos de servicio, SDU, y determinar (720) si la SDU puede ser contenida en una unidad de datos de protocolo, PDU;

construir la PDU, que comprende una cabecera y un campo (425) de datos, en el que la cabecera comprende un campo (405) de número de serie, SN, y un campo (410) de un bit, que indica que la PDU contiene íntegramente la SDU en el campo de datos, si la SDU puede ser contenida en una PDU; segmentar la SDU en una serie de segmentos en función de un tamaño transmisible de PDU, si la SDU no puede ser contenida en una PDU;

construir una serie de PDUs, comprendiendo el campo de datos de cada PDU un segmento de la serie de segmentos, en el que la cabecera de cada PDU comprende el campo SN, el campo de un bit, que indica que la PDU no comprende por completo la SDU en el campo de datos, y por lo menos un campo de indicador de longitud, LI, en el que, si el campo de datos de la PDU contiene un segmento intermedio de la SDU, el campo LI se pone a un valor predefinido que indica que la PDU contiene el segmento intermedio pero no el primer segmento ni el último segmento de la SDU; y

enviar las PDUs a un receptor.

Método y aparato para transmitir y recibir datos por paquetes

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la Invención

La presente invención se refiere, en general, a un sistema de comunicación móvil que soporta un servicio de paquetes. Más en particular, la presente invención se refiere a un método y un aparato que utilizan eficientemente los recursos radioeléctricos, reduciendo el tamaño de cabecera de una unidad de datos de protocolo (PDU, Protocol Data Unit) a transmitir sobre un enlace radioeléctrico.

2. Descripción de la técnica relacionada

Los sistemas de comunicación móvil actuales están evolucionando hacia sistemas de comunicación inalámbrica de paquetes de datos de alta velocidad y alta calidad. Estos sistemas son capaces de proporcionar servicios de datos y servicios multimedia además del servicio de voz tradicional. Un sistema de comunicación móvil de tercera generación que utiliza acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDM, Wideband Code Division Multiple Access) basado en el sistema global para comunicaciones móviles (GSM, Global System for Mobile communications) europeo y en el servicio general de radiocomunicaciones por paquetes (GPRS, General Packet Radio Services) del servicio universal de telecomunicaciones móviles (UMTS, Universal Mobile Telecommunication Service) , proporciona a abonados móviles o usuarios informáticos un servicio uniforme de transmisión de texto, voz digitalizada y datos de video y multimedia, basados en paquetes, a 2 Mbps o más, independientemente de sus emplazamientos alrededor del mundo. Con la introducción del concepto de acceso virtual, el sistema UMTS permite el acceso en todo momento a cualquier punto final dentro de una red. El acceso virtual se refiere a un acceso por conmutación de paquetes que utiliza un protocolo de paquetes, tal como el protocolo de internet (IP, Internet Protocol) .

En relación con el servicio de voz, una organización de estandarización para UMTS, el proyecto de asociación de tercera generación (3GPP, 3rd Generation Partnership Project) , está debatiendo acerca de Voz sobre IP (VoIP) . VoIP es una tecnología para enviar una trama de voz generada a partir de un codificador y descodificador (CODEC) de audio en forma de paquete de IP/protocolo de datagramas de usuario (UDP, User Datagram Protocol) /protocolo de transporte en tiempo real (RTP, Real-time Transport Protocol) . VoIP facilita la provisión de servicios de voz sobre una red de paquetes.

La figura 1 muestra la configuración de un típico sistema de comunicación móvil que soporta VoIP.

Haciendo referencia a la figura 1, un equipo de usuario (UE, User Equipment) 100 incluye un CODEC 105 para transformar una señal de voz en una trama de voz, una capa IP/UDP/RTP 104 para transformar la trama de voz en una trama IP/UDP/RTP, una capa 103 de protocolo de convergencia de datos por paquetes (PDCP, Packet Data Convergence Protocol) para comprimir la cabecera del paquete IP/UDP/RTP, una capa 102 del control de enlace radioeléctrico (RLC, Radio Link Control) para transformar el paquete IP/UDP/RTP con cabecera comprimida, adecuándolo para su transmisión sobre un canal de radio, y una capa 101 de control de acceso al medio (MAC, Medium Access Control) /física (PHY) para enviar la salida de la capa RLC 102 sobre el canal de radio.

Los datos de radio procedentes del UE 100 son entregados a un controlador de red radioeléctrica (RNC, Radio Network Controller) 120 a través de la capa PHY (no mostrada) de un nodo B 110 sobre el canal de radio. El RNC 120 es análogo al UE 100 puesto que incluye una capa MAC 121, una capa RLC 122 y una capa PDCP 123 para transformar los datos de radio en el paquete IP/UDP/RTP original, y enviarlo a una red central (CN, Core Network)

130. El paquete IP/UDP/RTP es enviado a la otra parte, por ejemplo, un UE receptor (no mostrado) a través de una red IP 140. El UE receptor tiene una estructura de capas análoga a la del UE transmisor 100, y recupera la señal de voz original procesando el paquete IP/UDP/RTP en el orden inverso. Las capas RLC 102 y 122 funcionan como sigue.

En general, la capa RLC funciona en modo sin acuse de recibo (UM, Unacknowledged Mode) , en modo con acuse de recibo (AM, Acknowledged Mode) o en modo transparente (TM, Transparent Mode) . VoIP funciona en el RLC UM.

En el transmisor, la capa RLC UM segmenta, concatena o rellena unidades de datos de servicio (SDUs, Service Data Units) RLC recibidas desde una capa superior, hasta un tamaño adecuado para su transmisión sobre un canal de radio. La capa RLC UM construye una RLC PDU adecuada para ser transmitida sobre el canal de radio, insertando información de segmentación/concatenación/relleno y un número secuencial en los datos resultantes, y proporciona la PDU RLC a una capa inferior.

En el receptor, la capa RLC UM recupera los datos interpretando el número secuencial y la información de segmentación/concatenación/relleno de una RLC PDU recibida desde una capa inferior, y reconstruye una SDU RLC concatenando o segmentando los datos, en correspondencia con la operación del transmisor. La RLC SDU reconstruida es proporcionada a una capa superior. Procesar una RLC SDU recibida desde la capa superior, a un tamaño adecuado para su transmisión sobre un canal de radio, se denomina 'tramado RLC'.

La figura 2A muestra el tramado RLC convencional en un transmisor.

En la figura 2A, una capa RLC 210 trama datos recibidos desde una capa superior 205, a un tamaño de datos adecuado para su transmisión sobre un canal de radio. Una capa inferior 215 envía los datos tramados a un receptor sobre el canal de radio. La capa superior 105 corresponde a una capa PDCP y la capa inferior 215 corresponde a una capa MAC. Los datos intercambiados entre la capa RLC 210 y la capa superior 205 constituyen una 'RLC SDU' y los datos intercambiados entre la capa RLC 210 y la capa inferior 215 constituyen una 'RLC PDU'.

La figura 2B muestra el tramado RLC convencional en un receptor.

Haciendo referencia a la figura 2B, una capa RLC 212 recupera los datos iniciales a partir de datos recibidos desde una capa inferior 217, y proporciona los datos recuperados a una capa superior 207. La capa superior 207 corresponde a una capa PDCP y la capa inferior 217 corresponde a una capa MAC. Los datos intercambiados entre la capa RLC 212 y la capa superior 207 constituyen una 'RLC SDU' y los datos intercambiados entre la capa RLC 212 y la capa inferior 217 constituyen una 'RLC PDU'.

La figura 2C muestra una operación convencional para construir RLC PDUs mediante el tramado de RLC SDUs, en la capa RLC del transmisor.

Haciendo referencia a la figura 2C, la capa RLC del transmisor recibe desde la capa superior una RLC SDU 225 de un tamaño concreto, por ejemplo, un paquete IP de 100 octetos. Si el tamaño de datos transmisible sobre un canal de radio es de 40 octetos, la capa RLC segmenta la RLC SDU 225 en tres RLC PDU 230, 235 y 240. Cada RLC PDU puede tener 40 octetos. Asimismo, cada RLC PDU incluye una cabecera RLC 245.

La cabecera RLC 245 incluye un número secuencial (SN, Sequence Number) 250, un campo E 255 y, por lo menos, uno de una serie de pares de campo de indicador de longitud (LI, Length Indicator) 260 y campo E 265. El campo LI 260 se incluye de acuerdo con la segmentación. El campo SN 250 indica un SN de 7 bits que se incrementa de manera monótona en 1 para cada RLC PDU. Los SN indican la secuencia de las RLC PDU 230, 235 y 240. El campo E 255, que es de un bit, indica si el campo siguiente es un campo de datos o un campo de par LI-E.

El campo LI 260 tiene un tamaño de 7 bits o de 15 bits, dependiendo del tramado RLC. Indica la posición de un segmento de la RLC SDU 255 en un campo 270 de datos de la RLC PDU. El campo LI 260 indica el inicio y el final de la RLC SDU 255 en el interior del campo 270 de datos de la RLC PDU. Asimismo, el campo LI 260 puede indicar si se utiliza relleno. El campo LI 260 se ajusta a un valor expresado en octetos, que indica el número de octetos hasta el final de una RLC SDU desde una cabecera RLC. Por simplicidad, se asume que el campo LI 260 tiene 7 bits.

En el primer octeto de la primera RLC PDU 230, el SN se configura a un valor predeterminado 'x' y el primer E se pone a 1, lo que implica que en el octeto siguiente reside un par LI-E. En el segundo octeto de la RLC PDU 230, el campo LI indica que la RLC SDU 225 comienza a partir del primer octeto del campo de datos de la RLC PDU 230. Esto permite utilizar el campo LI de otras maneras, y no solamente indicando... [Seguir leyendo]

1. Un método de transmisión de datos en un sistema de comunicación móvil, que comprende:

recibir (705) desde una capa superior una unidad de datos de servicio, SDU, y determinar (720) si la SDU puede ser contenida en una unidad de datos de protocolo, PDU;

construir la PDU, que comprende una cabecera y un campo (425) de datos, en el que la cabecera comprende un campo (405) de número de serie, SN, y un campo (410) de un bit, que indica que la PDU contiene íntegramente la SDU en el campo de datos, si la SDU puede ser contenida en una PDU;

segmentar la SDU en una serie de segmentos en función de un tamaño transmisible de PDU, si la SDU no puede ser contenida en una PDU;

construir una serie de PDUs, comprendiendo el campo de datos de cada PDU un segmento de la serie de segmentos, en el que la cabecera de cada PDU comprende el campo SN, el campo de un bit, que indica que la PDU no comprende por completo la SDU en el campo de datos, y por lo menos un campo de indicador de longitud, LI, en el que, si el campo de datos de la PDU contiene un segmento intermedio de la SDU, el campo LI se pone a un valor predefinido que indica que la PDU contiene el segmento intermedio pero no el primer segmento ni el último segmento de la SDU; y enviar las PDUs a un receptor.

2. El método acorde con la reivindicación 1, en el que la determinación comprende determinar que la SDU puede contenerse en una PDU, cuando el tamaño de la PDU excepto el campo SN y el campo de un bit para un siguiente intervalo de transmisión se corresponde con el tamaño de la SDU, determinándose el tamaño de la PDU de acuerdo con el tamaño de la SDU y el estado del canal de radio.

3. El método acorde con la reivindicación 1, en el que los campos LI de las PDU que comprenden el primer y el último segmentos de la SDU en los campos de datos, se configuran a valores que indican la inclusión del primer segmento de la SDU y la inclusión del último segmento de la SDU.

4. El método acorde con la reivindicación 1, en el que la SDU comprende un paquete de protocolo de internet, IP.

5. Un método recepción de datos en un sistema de comunicación móvil, que comprende:

recibir (805) desde un transmisor una unidad de datos de protocolo, PDU, que comprende una cabecera y un campo (425) de datos, y detectar un campo (405) de número secuencial, SN, y un campo (410) de un bit que indica si la PDU contiene íntegramente una unidad de datos de servicio, SDU, a partir de la cabecera;

si el campo de un bit indica que la PDU no contiene íntegramente la SDU en el campo de datos, detectar en la cabecera un campo de indicador de longitud, LI;

si el campo LI está configurado a un valor predeterminado que indica que la PDU contiene un segmento intermedio pero no un primer segmento ni un último segmento de la SDU, almacenar (820) la PDU hasta que el segmento intermedio puede ser ensamblado con un segmento previo y un segmento siguiente de la SDU, construir la SDU combinando el segmento intermedio del campo de datos de la PDU con, por lo menos, un segmento previo de la SDU, extraído de un campo de datos de, por lo menos, una PDU previa y, por lo menos, un segmento siguiente de la SDU, extraído de un campo de datos de, por lo menos, una PDU siguiente; y adquirir la SDU completa desde el campo de datos, si el campo de un bit indica que la PDU contiene íntegramente la SDU en el campo de datos.

6. El método acorde con la reivindicación 5, que comprende además la etapa de almacenar la PDU en una memoria tampón de recepción, en función del campo SN de la PDU.

7. El método acorde con la reivindicación 6, en el que la construcción comprende construir la SDU combinando segmentos extraídos de los campos de datos de un conjunto de PDUs almacenadas en la memoria tampón de recepción, si la primera de las PDU comprende un campo LI que indica la inclusión del primer segmento de la SDU,

si, por lo menos, una PDU intermedia entre las PDUs comprende un campo LI configurado al valor, y si el primer campo LI de la última de las PDU indica la posición del último octeto de la SDU.

8. Un aparato para transmitir datos para un sistema de comunicación móvil, que comprende:

una memoria tampón (905) de transmisión adaptada para recibir una unidad de datos de servicio, SDU, 5 desde una capa superior, y para determinar si la SDU puede contenerse en una unidad de datos de protocolo, PDU;

un generador de PDU adaptado para:

construir una PDU que comprende una cabecera y un campo (425) de datos, en el que la cabecera comprende un campo (405) de número de serie, SN, y un campo (410) de un bit, que indica que la PDU contiene íntegramente la SDU en el campo de datos, si la SDU puede ser contenida en una PDU;

segmentar la SDU en una serie de segmentos de acuerdo con un tamaño transmisible de PDU si la SDU no puede contenerse en una PDU, construir una serie de dichas PDU, comprendiendo el campo de datos de cada PDU un segmento de la serie de segmentos, en el que la cabecera de cada PDU comprende el campo SN, el campo de un bit, que indica que la PDU no comprende íntegramente la SDU en el campo de datos, y por lo menos un campo de indicador de longitud, LI, en el que, si el campo de datos de la PDU contiene un segmento intermedio de la SDU, el campo LI se pone a un valor predefinido que indica que la PDU contiene el segmento intermedio pero no un primer segmento ni un último segmento de la SDU; y un transmisor (920) adaptado para enviar las PDU, desde el generador de PDU a un receptor.

9. El aparato acorde con la reivindicación 8, en el que la memoria tampón de transmisión está adaptada para determinar que la SDU puede contenerse en una PDU, cuando el tamaño de la PDU excepto el campo SN y el campo de un bit para un siguiente intervalo de transmisión se corresponde con el tamaño de la SDU, determinándose el tamaño de la PDU de acuerdo con el tamaño de la SDU y con el estado del canal de radio.

10. El aparato acorde con la reivindicación 8, que comprende además un sistema de inserción de LI adaptado para configurar campos LI, de PDUs que comprenden el primer y último segmentos de la SDU en campos de datos, a valores que indican la inclusión del primer segmento de la SDU y la inclusión del último segmento de la SDU.

11. El aparato acorde con la reivindicación 8, en el que la SDU comprende un paquete de protocolo de internet, IP.

12. Un aparato para recibir datos para un sistema de comunicación móvil, que comprende:

una memoria tampón 1015 de recepción, adaptada para recibir desde un transmisor una unidad de datos de protocolo, PDU, que comprende una cabecera y un campo (425) de datos, y almacenar la PDU; y un reensamblador 1005 de unidad de datos de servicio, SDU, adaptado para:

detectar en la cabecera un campo (405) de número secuencial, SN, y un campo (410) de un bit que indica si la PDU contiene íntegramente una SDU;

si el campo de un bit indica que la PDU no contiene íntegramente la SDU en el campo de datos, detectar en la cabecera un campo de indicador de longitud, LI;

si el campo LI está configurado a un valor predeterminado que indica que la PDU contiene un segmento intermedio pero no un primer segmento ni un último segmento de la SDU, almacenar la PDU hasta que el segmento intermedio puede ser ensamblado con un segmento 40 previo y un segmento siguiente de la SDU, construir la SDU combinando el segmento intermedio del campo de datos de la PDU con, por lo menos, un segmento previo de la SDU, extraído de un campo de datos de, por lo menos, una PDU previa y, por lo menos, un segmento siguiente de la SDU, extraído de un campo de datos de, por lo menos, una PDU siguiente; y obtener la SDU completa desde el campo de datos, si el campo de un bit indica que la PDU contiene íntegramente la SDU en el campo de datos.

13. El aparato acorde con la reivindicación 12, en el que la memoria tampón de recepción está adaptada para almacenar la PDU en función del campo SN de la PDU.

14. El aparato acorde con la reivindicación 13, en el que el reensamblador de SDU está adaptado para construir la SDU combinando segmentos extraídos de los campos de datos de un conjunto de PDUs almacenadas en la memoria tampón de recepción, si la primera de las PDU comprende un campo LI que indica la inclusión del primer segmento de la SDU, si, por lo menos, una PDU intermedia entre las PDUs comprende un campo LI configurado al valor, y si el primer campo LI de la última de las PDU indica la posición del último octeto de la SDU.