Método y disposición para la codificación y la planificación en un sistema de comunicación de retransmisión.

Un método de codificar y planificar paquetes de datos en un sistema de comunicación,

comprendiendo elsistema de comunicación al menos un nodo emisor (405) y al menos dos nodos receptores (410 - 420), y en el queel al menos un nodo emisor está dispuesto para almacenar temporalmente, planificar, codificar y transmitir paquetesde datos regulares que comprenden información designada para al menos un nodo receptor previsto, estando elmétodo caracterizado por las etapas de:

- un nodo receptor (410 - 420) que almacena temporalmente de manera selectiva paquetes de datosrecibidos para los cuales no está previsto el nodo receptor como una información a priori y que retroalimentainformación acerca de la información a priori para el nodo emisor;

- identificar en el nodo emisor (405) qué paquetes han sido recibidos por qué usuarios;

- dividir los paquetes que no fueron recibidos por su receptor previsto en subconjuntos dependiendo de porqué usuario o usuarios han sido recibidos y para qué usuario estaban previstos;

- seleccionar un nivel j para ser considerado, donde 1< j< K y el nivel j denota un conjunto de todos lospaquetes que han sido recibidos por exactamente j usuarios;

- seleccionar al menos j+1 subconjuntos del conjunto, comprendiendo cada subconjunto paquetes recibidospor un primer grupo que comprende al menos un nodo receptor y previstos para un segundo grupo que comprendeal menos un nodo receptor;

- seleccionar un paquete de cada uno de los j+1 subconjuntos;

- si un paquete compuesto óptimo puede ser formado en el nivel j, es decir, un paquete que combina unpaquete de cada uno de los j+1 subconjuntos diferentes, formar y transmitir el paquete compuesto óptimo.

Método y disposición para la codificación y la planificación en un sistema de comunicación de retransmisión Campo de la Invención La presente invención se refiere a un sistema de comunicación con al menos un nodo de emisión en comunicación con una pluralidad de nodos de recepción, en el que los medios tienen características no fiables y potencialmente fluctuantes. En particular, el método y disposición de acuerdo con la presente invención se refiere al método y uso de la planificación en sistemas que utilizan solicitud de repetición automática (ARQ – Automatic Repeat Request, en inglés) .

Antecedentes de la Invención Los sistemas de comunicación inalámbricos están sufriendo actualmente un cambio de tecnología, de la tecnología de circuitos conmutados en sistemas de segunda generación como el GSM a sistemas de datos en paquetes conmutados en los sistemas de comunicación de tercera generación y futuros. El cambio de tecnología está provocado por las crecientes demandas de servicios distintos de la comunicación de voz, tales como servicios de multimedios y de navegación por la Red combinados con requisitos de uso eficiente de los escasos recursos de radio y mayor flexibilidad. La tecnología de comunicación basada en datos en paquetes muestra amplias mejoras posibles en comparación con la tecnología de circuitos conmutados en lo que respecta a la flexibilidad, al rendimiento posible (tasa de bits) y a la posibilidad de adaptación al cambio de entorno de radio.

Un problema en los sistemas basados en paquetes es que algunos paquetes pueden no ser recibidos por sus receptores previstos. Esto se resuelve generalmente mediante diferentes tipos de procedimientos de retransmisión. Para hacer eficientes los procedimientos de retransmisión, cada receptor informa normalmente a la unidad emisora acerca de los paquetes que ha recibido, por ejemplo, mediante mensajes de reconocimiento. Los paquetes que no son recibidos por el receptor previsto pueden ser retransmitidos. Tal procedimiento de reconocimiento se denomina a menudo Solicitud de Repetición Automática (ARQ – Automatic Repeat Request, en inglés) .

La ARQ puede resultar beneficiosa en cualquier sistema de comunicación, pero normalmente resulta vital para la comunicación de datos sobre la interfaz aérea en sistemas de comunicación inalámbricos celulares. Esto es también cierto para sistemas de multisalto, también conocidos como sistemas orientados a la red mallada, y en sistemas orientados ad hoc. Los datos son, antes de la transmisión, típicamente divididos en paquetes más pequeños, unidades de datos de protocolo (PDU – Protocol Data Units, en inglés) . Una transferencia fiable se posibilita codificando los paquetes con un código de detección de error, tal que el receptor pueda detectar paquetes erróneos o perdidos y solicitar por ello una retransmisión. La secuencia de integridad de datos se logra normalmente mediante la numeración secuencial de los paquetes y aplicando ciertas reglas de transmisión.

En la forma más simple de ARQ, denominada comúnmente ARQ de Detenerse y Esperar, el emisor de datos almacena cada paquete de datos enviado y espera un reconocimiento por parte del receptor de un paquete de datos recibido correctamente, por medio de un mensaje de reconocimiento (ACK – ACKnowledgement, en inglés) . Cuando se recibe el ACK, el emisor descarta el paquete almacenado y envía el siguiente paquete. El proceso es típicamente suplementado con temporizadores y con el uso de mensajes de reconocimiento negativos (NACK – Negative ACKnowledgement, en inglés) . La entidad de envío utiliza un temporizador, que es iniciado durante la transmisión de un paquete de datos, y si no se ha recibido ningún ACK (o NACK) antes de que el temporizador expire, el paquete de datos es retransmitido. Si el receptor detecta errores en el paquete, puede enviar un NACK al emisor. Cuando recibe el NACK, el emisor retransmite el paquete de datos sin esperar a que el temporizador expire. Si el mensaje de ACK o NACK se pierde, el temporizador eventualmente modulará y el emisor retransmitirá el paquete de datos.

Algunos paquetes son recibidos por otros receptores distintos del receptor previsto. Tradicionalmente estos paquetes acaban de ser descartados como información inútil.

La solicitud codependiente PCT/SE2005/001144 describe una planificación mejorada y un método de codificación y una disposición que aprovechan el hecho de que la información es recibida por otros nodos del sistema distintos del nodo receptor inicialmente designado. El método es adecuado en los sistemas de comunicación que utilizan solicitud de repetición automática (ARQ – Automatic Repeat Request, en inglés) o bien se necesita una planificación y un envío de multisalto, donde los medios son no fiables.

Esta solicitud codependiente propone un método y una disposición que facilita el uso de información escuchada accidentalmente, que habría sido descartada en sistemas convencionales, para mejorar la codificación y la planificación en un nodo emisor. De acuerdo con el método cada nodo receptor almacena selectivamente información como información a priori y devuelve información acerca de su respectiva información a priori a un nodo emisor, por ejemplo, en forma de mensajes de Reconocimientos. El nodo emisor forma paquetes, que se denominarán en este documento paquetes de datos compuestos. Un paquete de datos compuesto está formado codificando de manera conjuntas múltiples paquetes de datos para múltiples usuarios en un solo paquete, es decir,

el paquete compuesto. El paquete compuesto está formado y codificado al menos parcialmente basándose en la información acerca de los nodos receptores con respecto a información a priori. El nodo emisor transmite el paquete de datos compuesto a una pluralidad de nodos receptores. Cuando reciben un paquete de datos compuesto los receptores utilizan su información a priori almacenada en el proceso de extraer datos para sí mismos de paquetes de datos compuestos. Además, y en combinación con la recepción de información a priori, el nodo emisor puede utilizar retroalimentación convencional, es decir, Reconocimientos regulares, informando acerca de paquetes de datos recibidos que han sido recibidos por el receptor o los receptores designado o designados.

La solución descrita en la solicitud codependiente es aplicable en la ARQ de multiusuario (MU-ARQ – MultiUser – ARQ, en inglés) que se dirige a sesiones de ARQ de Unidifusión múltiple (por ejemplo, en sistemas celulares y de multisalto) desde un único emisor, así como en sistemas de multisalto en los que la información escuchada accidentalmente puede también derivar de otros emisores distintos del nodo emisor.

Con la solución de acuerdo con la solicitud codependiente menos paquetes de datos necesitan ser enviados desde el nodo emisor hasta la pluralidad de nodos receptores para alcanzar una correcta recepción de los paquetes de datos transmitidos. La solicitud codependiente propone un método para optimizar la selección de paquetes para combinar basándose en el producto Cartesiano.

En este caso, el emisor tiene información acerca de paquetes regulares, paquetes compuestos y paquetes compuestos parcialmente descodificados que han sido recibidos por los receptores, y basándose en esto, en cada instante de transmisión el emisor puede formar un paquete compuesto dada la situación de una información a priori en el receptor. También, el documento WO2006/071187 describe un método en un nodo repetidor.

Objeto de la Invención Un objeto de la presente invención es optimizar más la combinación de paquetes para unir paquetes de datos compuestos.

Compendio de la Invención Este objeto se logra de acuerdo con la invención mediante un método de codificación y de planificación de paquetes de datos en un sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1.

El objeto se logra también mediante un método en un nodo emisor en un sistema de comunicación de codificación y planificación conjuntas de múltiples paquetes de datos de acuerdo con la reivindicación 17.

El objeto se logra también por medio de un nodo emisor adaptado para su uso en un sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 27.

Por ello, la invención propone un método para seleccionar paquetes para generar paquetes compuestos buenos, en particular para generar paquetes compuestos buenos que tengan una complejidad reducida en comparación con la solicitud de patente codependiente mencionada anteriormente (PCT/SE2005/001144) .

De acuerdo con la invención se logra un método de planificación eficiente, que está particularmente desarrollado para MU-ARQ. Además,... [Seguir leyendo]

1. Un método de codificar y planificar paquetes de datos en un sistema de comunicación, comprendiendo el sistema de comunicación al menos un nodo emisor (405) y al menos dos nodos receptores (410 – 420) , y en el que el al menos un nodo emisor está dispuesto para almacenar temporalmente, planificar, codificar y transmitir paquetes de datos regulares que comprenden información designada para al menos un nodo receptor previsto, estando el método caracterizado por las etapas de:

-un nodo receptor (410 – 420) que almacena temporalmente de manera selectiva paquetes de datos recibidos para los cuales no está previsto el nodo receptor como una información a priori y que retroalimenta información acerca de la información a priori para el nodo emisor;

-identificar en el nodo emisor (405) qué paquetes han sido recibidos por qué usuarios;

-dividir los paquetes que no fueron recibidos por su receptor previsto en subconjuntos dependiendo de por qué usuario o usuarios han sido recibidos y para qué usuario estaban previstos;

-seleccionar un nivel j para ser considerado, donde 1 < j < K y el nivel j denota un conjunto de todos los paquetes que han sido recibidos por exactamente j usuarios;

-seleccionar al menos j+1 subconjuntos del conjunto, comprendiendo cada subconjunto paquetes recibidos por un primer grupo que comprende al menos un nodo receptor y previstos para un segundo grupo que comprende al menos un nodo receptor;

-seleccionar un paquete de cada uno de los j+1 subconjuntos;

-si un paquete compuesto óptimo puede ser formado en el nivel j, es decir, un paquete que combina un paquete de cada uno de los j+1 subconjuntos diferentes, formar y transmitir el paquete compuesto óptimo.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de

-transmitir cualquier paquete de datos como un paquete regular la primera vez que es transmitîdo;

-cuando un paquete va a ser retransmitido, determinar si puede ser utilizado en un paquete compuesto óptimo.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende también la etapa de, si un paquete compuesto óptimo no puede ser formado en el nivel j, seleccionar un nuevo valor para j.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende también la etapa de, si un paquete compuesto óptimo no puede ser formado en el nivel j, considerar si un paquete compuesto no óptimo puede ser formado en el nivel j.

5. Un método la reivindicación 1, que comprende la etapa de formar un paquete compuesto no óptimo si al menos un paquete en al menos un subconjunto se aproxima a una vida útil máxima.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también la etapa de, si un paquete óptimo no puede ser formado en el nivel j, y si un paquete regular se aproxima a la vida útil máxima, transmitir el paquete regular.

7. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende también la etapa de, en el nodo receptor:

-recibir el paquete de datos compuesto y descodificar el paquete de datos compuesto (450) utilizando una información a priori almacenada en el nodo receptor.

8. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que en la etapa de formación, el nodo emisor forma el paquete de datos compuesto mediante codificación y planificación conjuntas de al menos dos paquetes de datos.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que se utilizan operaciones de XOR en la codificación conjunta.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que se utilizan operaciones de módulo en la codificación conjunta.

11. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que en la codificación y planificación conjuntas se lleva a cabo una optimización considerando diferentes combinaciones de paquetes y diferentes combinaciones de receptores y el conocimiento de su información a priori almacenada.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en el que se utiliza información suplementaria de optimización además de una información conjunta.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la información suplementaria comprende uno de,

o una combinación de los parámetros: requisitos de Calidad de Servicio, Indicación de Calidad del Canal, costes de encaminamiento, y características de paquetes de datos.

14. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que le número de bits utilizados por el paquete de datos compuesto es menor que la suma del número de bits de los dos paquetes de datos individuales.

15. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de comunicación es un sistema celular y el primer nodo emisor es una estación de base (505) .

16. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de comunicación es un sistema de multisalto.

17. Un método en un nodo emisor en un sistema de comunicación de codificación y planificación conjuntas de múltiples paquetes de datos, en el que el nodo emisor (405) está adaptado para la comunicación con K nodos receptores (410 – 420) , donde K>1 y el nodo emisor está dispuesto para almacenar temporalmente, planificar, codificar y transmitir paquetes de datos regulares al menos a un nodo receptor previsto, comprendiendo el método las etapas de:

-recibir retroalimentación de al menos dos de los nodos receptores (410 – 420) , comprendiendo la citada retroalimentación información en paquetes recibidos por los al menos dos nodos receptores;

-identificar en el nodo emisor (405) qué paquetes han sido recibidos por qué usuarios;

-dividir los paquetes que no fueron recibidos por su receptor previsto en subconjuntos dependiendo de por qué usuario o usuarios han sido recibidos y para qué usuario estaban previstos;

-seleccionar un nivel j para ser considerado, donde 1<j<K y el nivel j denota un conjunto de todos los paquetes que han sido recibidos exactamente por j usuarios;

-definir al menos j+1 subconjuntos para el conjunto, comprendiendo cada subconjunto los paquetes recibidos por un primer grupo que comprende al menos un nodo receptor y previstos para un segundo grupo que comprende al menos un nodo receptor;

-identificar los paquetes que están almacenados en j subconjuntos;

-si un paquete compuesto óptimo puede ser formado en el nivel j, es decir, un paquete que combina j+1 paquetes, siendo cada uno de los cuales de j+1 subconjuntos diferentes, formar y transmitir el paquete compuesto óptimo.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende las etapas de

-transmitir cualquier paquete de datos como un paquete de datos regular la primera vez que es transmitîdo;

-cuando un paquete va a ser retransmitido, determinar si puede ser utilizado en un paquete compuesto óptimo.

19. El método en un nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 17 ó 18, que comprende también las etapas de:

-monitorización por parte del nodo emisor si se ha recibido algún mensaje de retroalimentación;

-determinación por parte del nodo emisor de si la retroalimentación es retroalimentación en una información a priori de un nodo receptor o si es retroalimentación en datos propios recibidos, y si es en datos propios, el nodo emisor procede con operaciones de ARQ regulares, y si es en información a priori el nodo emisor almacena información de la retroalimentación en una memoria temporal de información a priori, y vuelve a la etapa de monitorización.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que en las etapas de formación, el nodo emisor forma el paquete de datos compuesto mediante codificación y planificación conjuntas de al menos dos paquetes de datos.

21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que las operaciones de XOR son utilizadas en la codificación conjunta.

22. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que las operaciones de módulo son utilizadas en la codificación conjunta.

23. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en el que en la codificación y planificación conjuntas se lleva a cabo una optimización considerando diferentes combinaciones de paquetes y diferentes combinaciones de receptores y el conocimiento de su información a priori almacenada.

24. El método de acuerdo con la reivindicación 23, en el que se utiliza una información suplementaria para optimización además de la información a priori.

25. El método de acuerdo con la reivindicación 24, en el que la información suplementaria comprende uno de,

o una combinación de los parámetros: requisitos de Calidad de Servicio, Indicación de Calidad de Canal, costes de encaminamiento y características del paquete de datos.

26. El método de acuerdo con cualquiera de las realizaciones 17 a 25, en el que el número de bits utilizados para el paquete de datos compuesto es menor que la suma del número de bits de los paquetes de datos en los que se basa.

27. Un nodo emisor adaptado para su uso en un sistema de comunicación, en el que el nodo emisor (405) está adaptado para la comunicación con K nodos receptores (410, 420) , donde K > 1, transmitîendo información en forma de un paquete de datos regular al menos a uno de los nodos receptores previstos, comprendiendo el citado nodo emisor:

-un receptor de retroalimentación (930) adaptado para recibir e identificar una información a priori en la retroalimentación desde los nodos receptores (410, 420) ;

-un módulo de almacenamiento de información a priori (910) para almacenar una información a priori de una pluralidad de nodos receptores, estando el módulo de almacenamiento de información a priori (910) conectado al citado receptor de retroalimentación (930) ;

-un módulo de codificación y planificación conjuntas (905) para formar un paquete de datos compuesto de al menos dos paquetes de datos regulares, estando el módulo de codificación y planificación conjuntas (905) dispuesto para utilizar una información a priori del citado módulo de almacenamiento de información a priori (910) y para determinar qué paquetes de datos individuales múltiples obtener de un módulo de memoria temporal (920) para su uso en el paquete de datos compuesto, caracterizado porque el módulo de codificación y planificación conjuntas está dispuesto para formar el paquete de datos compuesto óptimo mediante:

-identificación de qué paquetes han sido recibidos por qué usuarios;

-división de los paquetes que no fueron recibidos por su receptor previsto en subconjuntos dependiendo de por qué usuario o usuarios han sido recibidos y para qué usuario estaban previstos;

-selección de un nivel j para ser considerado, donde 1<j<K y denotando el nivel j un conjunto de todos los paquetes que han sido recibidos exactamente por j usuarios;

-definición de al menos j+1 subconjuntos para el conjunto, comprendiendo cada subconjunto paquetes recibidos por un primer grupo de al menos un nodo receptor y previsto para un segundo grupo que comprende al menos un nodo receptor;

-identificación de los paquetes que están almacenados en j+1 subconjuntos;

-si un paquete compuesto óptimo puede ser formado en el nivel j, es decir, un paquete que combina un paquete de cada uno de los j+1 diferentes subconjuntos, formación y transmisión del paquete compuesto óptimo de tal manera que el nodo receptor previsto para cada uno de los al menos dos paquetes regulares puede descodificar el paquete compuesto para obtener información para la cual estaba previsto el nodo receptor.

28. Un nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 27, en el que el módulo de codificación y planificación conjuntas (905) está dispuesto para planificar cualquier paquete de datos para ser transmitido como un paquete de datos regular la primera vez que es transmitido y, cuando un paquete va a ser retransmitido, determinar si puede ser utilizado en un paquete compuesto óptimo.

29. El nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 27 ó 28, que comprende también un módulo de información suplementaria (915) en conexión con el módulo de codificación y planificación conjuntas (905) , estando

el citado módulo de información suplementaria (915) dispuesto para almacenar información de canal suplementaria y para proporcionar al módulo de codificación y planificación conjuntas (905) información de canal suplementaria.

30. El nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 29, en el que el módulo de información suplementaria (915) está dispuesto para almacenar uno de, o una combinación de los parámetros: requisitos de Calidad de 5 Servicio, Indicación de Calidad de Canal, costes de encaminamiento y características del paquete de datos.

31. El nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 30, en el que el módulo de codificación y planificación conjuntas (905) está dispuesto para llevar a cabo la codificación y la planificación basándose en información proporcionada tanto del módulo de almacenamiento de información a priori (910) como del módulo de información suplementaria (915) .

32. Un sistema de comunicación que comprende al menos un nodo emisor adaptado para la comunicación con al menos dos nodos receptores transmitiendo información en forma de múltiples paquetes de datos designados para nodos receptores individuales, caracterizado porque el sistema de comunicación comprende al menos un nodo emisor (405) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 27 – 31.