Controlador de red radioeléctrica y método para optimizar decisiones relativas a estados operacionales para un equipo de usuario UMTS.

Un elemento de infraestructura en un sistema de comunicación inalámbrica (100,

200) del sistema universal detelecomunicaciones móviles UMTS, que asigna recursos de comunicación inalámbrica a una de una serie deunidades (112-116) de comunicación inalámbrica en función de un estado operacional de dicha unidad decomunicación inalámbrica, comprendiendo dicho elemento de infraestructura:

medios para utilizar un modelo de estados de control de los recursos radioeléctricos para determinar por lo menosuna transición de una unidad de comunicación inalámbrica entre una serie de estados operacionales; y

medios para hacer transitar dicha unidad de comunicación inalámbrica entre dicha serie de estados operacionales,en base a un umbral de temporizador variable;

estando el elemento de infraestructura caracterizado porque:

dichos medios para hacer transitar dicha unidad de comunicación inalámbrica entre dicha serie de estadosoperacionales están configurados para definir un umbral de temporizador para cada combinación de una clase decalidad de servicio, del servicio dentro de dicha clase de calidad de servicio accedido mediante dicha unidad decomunicación inalámbrica y de una indicación de la posición de dicha unidad de comunicación inalámbrica.

Controlador de red radioeléctrica y método para optimizar decisiones relativas a estados operacionales para un equipo de usuario UMTS

Campo de la Invención Esta invención se refiere a la reducción de la carga de señalización en un sistema de comunicación inalámbrica. La invención es aplicable, de forma no limitativa, a mantener un conjunto diferente de parámetros de algoritmo de conmutación de subestados de control de recursos radioeléctricos (RRC, Radio Resource Control) para cada clase de calidad de servicio (QoS, Quality of Service) en un controlador de red radioeléctrica (RNC, Radio Network controller) , y a adoptar el conjunto apropiado de parámetros en base al servicio o a la clase de QoS del servicio al que el usuario está accediendo actualmente.

Antecedentes de la Invención Los sistemas de comunicación inalámbrica, por ejemplo sistemas de comunicación de telefonía celular o de radio móvil privada, proporcionan habitualmente enlaces de telecomunicaciones a disponer entre una serie de estaciones transceptoras base y una serie de unidades de abonado.

En un sistema de comunicación inalámbrica, cada estación transceptora base tiene asociada con la misma un área (o celda) de cobertura geográfica concreta. Un rango de comunicaciones concreto define el área de cobertura en la que la estación transceptora base puede mantener comunicaciones aceptables con unidades de abonado que funcionan dentro de su celda de servicio. A menudo, estas celdas se combinan para producir un área de cobertura extensa. Habitualmente, las celdas están diferenciadas geográficamente con un área de cobertura que solapa con celdas vecinas.

Los sistemas de comunicación inalámbrica se distinguen de los sistemas de comunicación fija, tal como la red telefónica pública conmutada (PSTN, public switched telephone network) , principalmente en que las estaciones móviles se desplazan entre áreas de cobertura servidas mediante diferentes BTS (y/o diferentes proveedores de servicio) y, al hacerlo, encuentran entornos variables de propagación radioeléctrica. Por lo tanto, en un sistema de comunicación inalámbrica, las unidades de abonado llevan a cabo operaciones de traspaso, cuando se desplazan entre áreas/celdas geográficas diferentes, de manera que sus comunicaciones puedan ser soportadas mediante la estación transceptora base más próxima, que ofrece habitualmente el enlace de comunicación/señal de mayor calidad.

Una red fija interconecta todas las estaciones transceptoras base. Esta red fija comprende líneas de comunicación, conmutadores, interfaces con otras redes de comunicación y diversos controladores necesarios para el funcionamiento de la red. Una llamada procedente de una unidad de abonado es encaminada a través de la red fija hasta el nodo de destino o unidad de comunicación específica para esta llamada. Si la llamada se produce entre dos unidades de abonado del mismo sistema de comunicación, la llamada será encaminada a través de la red fija a la estación transceptora base de la celda en la que está situada actualmente la otra unidad de abonado. De este modo, se establece una conexión entre las dos celdas de servicio a través de la red fija.

Alternativamente, si la llamada es entre una unidad de abonado y un teléfono conectado a la red telefónica pública conmutada (PSTN) o una red de datos de paquete (PDN, Packet Data Network) , tal como internet, la llamada es encaminada desde el BTS de servicio a la interfaz entre el sistema de comunicación móvil celular y la PSTN o la PDN. A continuación, es encaminada desde la interfaz hasta el teléfono mediante la PSTN o la PDN.

El estándar del sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS, Universal Mobile Telecommunication System) ha definido un modelo de transición de estados de control de recursos radioeléctricos (RRC) , para la asignación del ancho de banda de la interfaz aérea. El modelo RRC estandarizado se mantiene en la unidad de abonado, denominada equipo de usuario (UE, user equipment) en la terminología UMTS, y su controlador de red radioeléctrica de servicio (SRNC, Serving Radio Network Controller) . El RNC es responsable de iniciar transiciones entre estados del modelo y se espera que gestione estas transiciones operacionales del UE en base a la actividad y la movilidad del UE.

Un ejemplo de una red de comunicación inalámbrica en la que un elemento de red, tal como un controlador de red radioeléctrica, puede liberar conexiones en la red de comunicación inalámbrica se da a conocer en la publicación de patente del tratado de cooperación en materia de patentes WO00/76243A.

El modelo RRC define una serie de estados, con diversas oportunidades de transiciones de estado para desplazarse entre los diversos estados. Los estados incluyen cuatro estados conectados (CELL_DCH, CELL_FACH, CELL_PCH y URA_PCH) , así como un estado de reposo. En Cell_DCH (un canal dedicado en una celda) , una gran cantidad de recursos radioeléctricos están disponibles y asignados para la utilización de un usuario. En Cell_FACH (un canal de acceso rápido en una celda) , los recursos radioeléctricos se comparten con una serie de diferentes usuarios. En Cell/URA_PCH (un canal de datos de paquete en una celda o en un modo de acceso radioeléctrico UMTS) , los usuarios no son asignados por sí mismos a ningún recurso radioeléctrico. Sin embargo, en este estado, es fácil desplazarse a uno de los dos primeros estados para obtener recursos radioeléctricos. En un estado de 'reposo', el proceso para adquirir recursos radioeléctricos es mucho más complicado, es decir se requiere señalización más compleja que incluye características de seguridad lentas.

Teniendo esto en cuenta, el RNC controla el progreso del UE a través de estos diversos estados en base a algoritmos específicos del proveedor concreto. Los algoritmos, y la selección de parámetros, utilizados para controlar los estados y las transiciones entre estados no están estandarizados. Sin embargo, dentro del estándar UMTS, están especificados algunos algoritmos de transición para utilizar temporizadores (tal como se describe en la especificación técnica TS 25.331) . Sin embargo, una serie de algoritmos de transición están indefinidos sobre cómo deben implementarse, tal como: Cell_DCH a Cell_FACH, Cell_DCH a Cell_cPCH, Cell_DCH a Cell_uPCH, Cell_FACH a Cell_DCH, Cell_FACH a Cell_cPCH y Cell_FACH a Cell_uPCH.

Todos los algoritmos tienden a estar basados en cómo de ocupado está un usuario concreto, es decir cuanto más ocupado está el usuario, más probable es que el usuario deba permanecer en su máxima asignación de recursos radioeléctricos apropiada. Si un UE permanece sin transmisión/sin recepción durante un periodo largo de tiempo, la red baja lentamente al usuario en la cadena de estados. Cada actividad contribuirá a un algoritmo.

En la práctica, para identificar un periodo de tiempo de actividad/inactividad de un usuario en uno o varios de los estados, generalmente se utilizan temporizadores. De este modo, cuando ha transcurrido un periodo de tiempo predeterminado para cualquier estado, un usuario puede transitar a otro estado bajo el control de su SRNC.

Para destacar un ejemplo práctico de la operación anterior, consideremos lo siguiente. Tal como es sabido, el modelo de estado RRC en el RNC se adopta siempre que el usuario establece una conexión de señalización con el RNC. La actividad del UE en el plano del usuario dicta las transiciones entre los diversos estados en el modelo RRC. Un usuario transmitiendo activamente datos en el plano de usuario se identifica como funcionando, por ejemplo, en alguno de un estado de Cell_FACH o Cell_DCH, dependiendo del tipo de portadoras radioeléctricas que hayan sido establecidas.

Asúmase, por ejemplo, que un usuario está en un estado Cell_FACH. Si el usuario permanece inactivo durante un periodo de tiempo que es lo suficientemente prolongado como para provocar la expiración del temporizador Cell_FACH, el RNC indica al UE que se desplace a un estado Cell_PCH. Si el periodo de inactividad del usuario sigue extendiéndose, a continuación el UE puede ser dirigido a un estado URA-PCH y después finalmente a un estado RRC-Idle, en el que la conexión RRC es liberada.

Cuando el UE reanuda la actividad en el plano de portadora, se requieren diferentes procedimientos de señalización dependiendo del 'subestado' en el que reside actualmente el UE.

Si la actividad de portadora es finalizada por móvil, es decir otra fuente inicia la conexión, debe realizarse una radiobúsqueda de UE. El número de células al que son enviados los mensajes de radiobúsqueda depende del subestado del UE. Además, el número de actualizaciones de movilidad de enviadas mediante el UE depende... [Seguir leyendo]

1. Un elemento de infraestructura en un sistema de comunicación inalámbrica (100, 200) del sistema universal de telecomunicaciones móviles UMTS, que asigna recursos de comunicación inalámbrica a una de una serie de unidades (112-116) de comunicación inalámbrica en función de un estado operacional de dicha unidad de comunicación inalámbrica, comprendiendo dicho elemento de infraestructura:

medios para utilizar un modelo de estados de control de los recursos radioeléctricos para determinar por lo menos una transición de una unidad de comunicación inalámbrica entre una serie de estados operacionales; y

medios para hacer transitar dicha unidad de comunicación inalámbrica entre dicha serie de estados operacionales, en base a un umbral de temporizador variable;

estando el elemento de infraestructura caracterizado porque:

dichos medios para hacer transitar dicha unidad de comunicación inalámbrica entre dicha serie de estados operacionales están configurados para definir un umbral de temporizador para cada combinación de una clase de calidad de servicio, del servicio dentro de dicha clase de calidad de servicio accedido mediante dicha unidad de comunicación inalámbrica y de una indicación de la posición de dicha unidad de comunicación inalámbrica.

2. El elemento de infraestructura según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de infraestructura es un controlador de red radioeléctrica (136, 138, 140) .

3. El elemento de infraestructura según la reivindicación 1, en el que dicha transición o transiciones entre dicha serie de estados operacionales se basan en uno de un conjunto de parámetros de algoritmo, de tal modo que se utiliza un conjunto diferente de parámetros de algoritmo para cada clase de calidad de servicio y servicio respectivos en el mismo.

4. El elemento de infraestructura según la reivindicación 3, en el que dichos parámetros de algoritmo incluyen por lo menos uno del grupo de actividad del usuario, movilidad del usuario y un perfil de tráfico.

5. El elemento de infraestructura según la reivindicación 1, en el que dicha transición o transiciones entre dicha serie de estados operacionales se basan en uno de un conjunto de temporizadores variables, de tal modo que se utiliza un temporizador diferente para cada clase de calidad de servicio y servicio respectivos en el mismo.

6. El elemento de infraestructura según la reivindicación 5, en el que dicho conjunto de temporizadores comprende un conjunto de umbrales de temporizador variables para cada clase de calidad de servicio y servicio respectivos en el mismo, de tal modo que se utiliza un umbral de temporizador diferente para cada clase de calidad de servicio y servicios respectivos en el mismo.

7. El elemento de infraestructura según la reivindicación 6, en el que los niveles de umbral de temporizador se basan en una duración del tiempo en el que una unidad de comunicación inalámbrica accede a un servicio en una clase de calidad de servicio.

8. El elemento de infraestructura según la reivindicación 2, en el que dicho controlador de red radioeléctrica (136, 138, 140) utiliza uno del grupo de mecanismo de configuración de dicho control de los recursos radioeléctricos y de parámetros de portadora de acceso radioeléctrico en una solicitud de asignación de portadora de acceso radioeléctrico RANAP, para determinar qué servicio es utilizado por la unidad de comunicación inalámbrica.

9. Un sistema de comunicación que comprende un elemento de infraestructura (136) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 8.

10. El elemento de infraestructura según la reivindicación 9, en el que el elemento de infraestructura es un controlador de red radioeléctrica (136, 138, 140) .

11. Un método de reducción de la carga de señalización en un sistema de comunicación inalámbrica (300) que comprende un elemento de infraestructura que asigna recursos inalámbricos a una de dicha serie de unidades de comunicación inalámbrica (112-116) en función de un estado operacional de una unidad de comunicación inalámbrica, comprendiendo el método las etapas de:

cuantificar (305) una función coste para un servicio concreto de una clase de calidad de servicio a la que accede dicha unidad de comunicación inalámbrica a efectos de transitar entre estados operacionales de la unidad de comunicación inalámbrica;

evaluar (320, 350) una derivada de la función coste para identificar un parámetro de algoritmo, en el que dicha función coste depende de un umbral de temporizador variable; y

realizar la transición de dicha unidad de comunicación inalámbrica entre una serie de estados operacionales, en base a dicha evaluación;

estando el método caracterizado porque la etapa de evaluar una función coste comprende definir un umbral de temporizador para cada combinación de una clase de calidad de servicio, del servicio dentro de dicha clase de calidad de servicio al que accede dicha unidad de comunicación inalámbrica y de una indicación de la posición de dicha unidad de comunicación inalámbrica.

12. El método de reducción de la carga de señalización en un sistema de comunicación inalámbrica (300) según la reivindicación 11, en el que dicha etapa de evaluación comprende evaluar uno de un conjunto de parámetros de algoritmo, de tal modo que se utiliza un conjunto diferente de parámetros de algoritmo para cada respectivo servicio en una clase de calidad de servicio.

13. Una unidad de comunicación adaptada para llevar a cabo las etapas del método de la reivindicación 11 o la reivindicación 12.

14. Un medido de almacenamiento que almacena instrucciones implementables por procesador para controlar un procesador a efectos de que lleve a cabo las etapas del método de la reivindicación 11.