Método y disposición para la codificación y la planificación en sistemas de comunicación de datos en paquetes.

Un método en un nodo emisor en un sistema de comunicación de codificar y planificar conjuntamente múltiples paquetes de datos,

donde el nodo emisor (405) está adaptado para la comunicación con al menos dos nodos receptores (410-420), y el nodo emisor transmite información en forma de paquetes de datos individuales con al menos dos nodos receptores (410-420), y el nodo emisor transmite información en forma de paquetes de datos individuales designados para nodos receptores individuales, estando el método caracterizado por las etapas de:

- (805) recibir información de retorno desde al menos uno de los nodos receptores (410-420), comprendiendo la citada información de retorno información acerca de la información a priori de al menos un nodo receptor, comprendiendo la información acerca de la información a priori información acerca del nodo receptor (410) recibida accidentalmente prevista para otro nodo receptor;

- (825-840) formar y transmitir un paquete de datos compuesto de múltiples paquetes de datos designados para los al menos dos nodos receptores (410-420), estando el citado formar basado al menos parcialmente en la información de retorno acerca de la información a priori del al menos un nodo receptor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2005/001144.

Solicitante: TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (PUBL).

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: PATENT UNIT 164 83 STOCKHOLM SUECIA.

Inventor/es: LARSSON, PETER, JOHANSSON,NIKLAS, SUNELL,Kai-Erik.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04J99/00 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04J COMUNICACIONES MULTIPLEX (peculiar de la transmisión de información digital H04L 5/00; sistemas para transmitir las señales de televisión simultánea o secuencialmente H04N 7/08; en las centrales H04Q 11/00). › Materia no prevista en otros grupos de esta subclase.
  • H04L1/18 H04 […] › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 1/00 Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida. › Sistema de repetición automática, p. ej. sistema Van Duuren.

PDF original: ES-2410590_T3.pdf

 

Método y disposición para la codificación y la planificación en sistemas de comunicación de datos en paquetes.

Fragmento de la descripción:

Método y disposición para la codificación y la planificación en sistemas de comunicación de datos en paquetes Campo de la Invención La presente invención se refiere a un sistema de comunicación con al menos un nodo emisor en comunicación con una pluralidad de nodos receptores, 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 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 del entorno de radio. Una funcionalidad clave en cualquier sistema basado en datos en paquetes es la planificación de los paquetes de datos, o Unidades de Datos de Protocolo (PDU – Protocol Data Units, en inglés) . El mecanismo de planificación, o planificador, de una entidad emisora puede por ejemplo mantener una pluralidad de memorias temporales de datos, al menos una memoria temporal para cada una de las otras entidades con las cuales se comunica la entidad emisora. En la práctica, las múltiples memorias temporales (lógicas) pueden implementarse como una memoria temporal (física) junto con punteros o alternativamente buscando la memoria temporal física. Los paquetes de datos que están siendo proporcionados a la entidad emisora, por ejemplo, desde una red de núcleo, son almacenados en una memoria temporal respectiva y la función de planificación asegura que las otras entidades están provistas de sus respectivos paquetes de datos de una manera que por ejemplo tiene en cuenta la capacidad del portador, los requisitos de ancho de banda de diferentes aplicaciones, las demandas de QoS, etc. Puede observarse que en la planificación particular, las retransmisiones a través de la ARQ (que se describirán con más detalle en lo que sigue) están generalmente sólo débil e indirectamente conectadas a la funcionalidad de planificación. Por ejemplo, un planificador puede considerar el tiempo de vida restante para un paquete (si tal cosa está definida) como dato. Cuando una PDU es retransmitida una o más veces, el tiempo pasa, y el valor del tiempo de vida que resta para la PDU disminuye, afectando implícitamente por ello a su prioridad en el proceso de planificación.

En el desarrollo de los servicios basados en datos en paquetes para sistemas inalámbricos celulares, se ha prestado una atención considerable a proporcionar una funcionalidad de planificación flexible, si bien, optimizada. El nuevo canal de transporte, Canal Compartido de Enlace Descendente de Alta Velocidad (HS-DSCH – High Speed Downlink Shared CHannel, en inglés) en versión cinco de la especificación de UMTS (véase httm://www.umtsworld.com) introduce nuevas funcionalidades de interfaz de radio tales como la planificación rápida dependiente del canal, adaptación de enlace rápido y un protocolo de solicitud de repetición automática rápida (ARQ

– Automatic Repeat reQuest, en inglés) . El planificador en la segunda entidad, denominado en esta memoria a menudo como Nodo B, organiza la secuencia en la cual los datos de usuario (paquetes de datos) almacenados temporalmente en el Nodo B son transmitidos a las otras entidades diferentes, por ejemplo, Equipos de Usuario UEs (User Equipment, en inglés) . Los datos de usuario planificados para su transmisión a un UE individual se toman de la correspondiente memoria temporal del UE en el Nodo B y son insertados en bloques de para ser transmitido, el intervalo de tiempo (o código) para utilizar para la transmisión y el UE para el cual está previsto el bloque de transporte. Un bloque de transporte tendrá diferentes longitudes dependiendo de la cantidad de datos, pero son transmitidos en un intervalo de tiempo de duración fija, típicamente 2 ms. Los bloques de transporte son típicamente individuales para cada UE previsto; no obstante, pueden ser transmitidos a la vez si se utiliza multiplexación de código.

Las redes de Multisalto y Ad-Hoc representan un planteamiento diferente para proporcionar sistemas de comunicación y han despertado recientemente un considerable interés. En este tipo de redes, una pluralidad, y preferiblemente todos, los nodos de telefonía móvil, por ejemplo, un teléfono celular / terminal móvil, un PDA o un ordenador portátil, son capaces de operar como encaminador (anfitrión móvil) para otros nodos de telefonía móvil. La necesidad de una infraestructura fija es así eliminada, aunque el acceso a una red fija, tal como la Internet, es un buen complemento para una operación ad hoc completa. De acuerdo con esto, los paquetes de datos que están siendo enviados desde un móvil de fuente a un nodo de telefonía móvil de destino son típicamente encaminados a través de varios nodos de telefonía móvil intermedios (mediante multisalto) antes de alcanzar el nodo de telefonía móvil de destino. Una red Ad Hoc es de manera típica completamente auto-organizativa porque las rutas de encaminamiento (secuencia de salto) no están predeterminadas de ninguna manera, aunque puede utilizarse elaboradas rutinas de optimización para encontrar las mejores rutas. Se considera que las redes Ad Hoc futuras e investigadas usan multisalto. Las redes de multisalto por otro lado pueden tener algunos esquemas de multisalto preferidos predeterminados, es decir, una red de multisalto no es necesariamente una red ad hoc. No obstante, en lo que sigue se utiliza el término red de Multisalto, y debe ser interpretada, como cualquier red de que utiliza el multisalto en la comunicación, es decir, que incluye redes ad hoc. Una descripción exhaustiva de las redes de multisalto se proporciona en “Wireless ad hoc networking – The art of networking without a network”, por M. Frodigh

et al, Ericsson Review, pp 248-263 (4) 2000.

Los nodos de la red típicamente guardan una tabla de encaminamiento preferiblemente actualizada recientemente, que especifica los nodos de telefonía móvil a los que el presente nodo puede enviar un paquete de datos. En una red de multisalto, utilizando encaminamiento de paquetes de datos o similar, se lleva a cabo el siguiente procedimiento para cada paquete que se está encaminando: Cuando un nodo recibe un paquete, comprueba su tabla de encaminamiento para el siguiente nodo de salto que dirige el paquete de datos hacia su destino. Si el nodo receptor no tiene ningún nodo de salto siguiente, y no es el destino, entonces el estado de la tabla de encaminamiento es inconsistente en la red de multisalto. Para actualizar el estado, el nodo receptor puede, por ejemplo, iniciar una búsqueda de ruta hasta el destino, esperar hasta que el estado sea actualizado automáticamente (puede ser llevado a cabo de manera regular) , o simplemente responder a la estación previa que no tiene una ruta correctamente operativa, y que la citada estación previa puede intentar otra ruta. El último caso, no obstante, no resuelve realmente todo el problema, sino que lo alivia ligeramente. El proceso continúa hasta que el paquete de datos eventualmente alcanza el nodo de destino. Alternativamente, no se guarda ninguna lista de encaminamiento en los nodos de telefonía móvil y las rutas de encaminamiento son establecidas por sesión. El planificador de una entidad emisora en una red de multisalto organizan la transmisión de paquetes de datos, y haciendo esto considera al menos, qué paquetes residen en la cola, la información contenida en las listas de encaminamiento, cuándo transmitir y preferiblemente también por lo que respecta a otros factores de transmisión tales como la capacidad del portador en el entorno de radio actual.

Los procedimientos de encaminamiento y actualización de las listas de encaminamiento pueden ser llevados a cabo de una gran variedad de maneras, y se reportan muchas en el sector. Recientemente se han propuesto nuevos esquemas de transmisión de multisalto, que aprovechan las características inherentes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método en un nodo emisor en un sistema de comunicación de codificar y planificar conjuntamente múltiples paquetes de datos, donde el nodo emisor (405) está adaptado para la comunicación con al menos dos nodos receptores (410-420) , y el nodo emisor transmite información en forma de paquetes de datos individuales con al menos dos nodos receptores (410-420) , y el nodo emisor transmite información en forma de paquetes de datos individuales designados para nodos receptores individuales, estando el método caracterizado por las etapas de:

- (805) recibir información de retorno desde al menos uno de los nodos receptores (410-420) , comprendiendo la citada información de retorno información acerca de la información a priori de al menos un nodo receptor, comprendiendo la información acerca de la información a priori información acerca del nodo receptor (410) recibida accidentalmente prevista para otro nodo receptor;

- (825-840) formar y transmitir un paquete de datos compuesto de múltiples paquetes de datos designados para los al menos dos nodos receptores (410-420) , estando el citado formar basado al menos parcialmente en la información de retorno acerca de la información a priori del al menos un nodo receptor.

2. El método en un nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también las etapas de:

- monitorizando el nodo emisor (805) si algún mensaje de memoria temporal ha sido recibido;

- determinar el nodo emisor (810) si la información de retorno es información de retorno acerca de una información a priori a partir de un nodo receptor o si es devuelta en los propios datos recibidos, y si es en los propios datos, el nodo emisor continúa con las operaciones de ARQ, y si está en una información a priori el nodo emisor almacena

(820) información a partir de la información de retorno en una memoria temporal de información a priori, y vuelve a la etapa de monitorización (805) .

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que las etapas de formar (330, 340) , el nodo emisor forma el paquete de datos compuesto codificando y planificando conjuntamente al menos dos paquetes de datos.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las operaciones de XOR se utilizan en la codificación conjunta.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que se utilizan operaciones de módulo en la codificación conjunta.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que en la codificación y la 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.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que en la optimización se utiliza información suplementaria además de la información a priori.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, 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.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que el número de bits utilizados para el paquete de datos compuestos es menor que la suma del número de bits de los dos paquetes de datos individuales.

10. Un método de descodificación en un nodo receptor en un sistema de comunicación, en el que el nodo receptor está adaptado para la comunicación con al menos un nodo emisor (405) , estando el método caracterizado porque comprende las etapas de:

- almacenar (310) como una información a priori al menos un paquete de datos designado para al menos otro nodo receptor;

- proporcionar información de retorno (750) en la información a priori al menos a otro nodo en el sistema de comunicación; y

- a la recepción (340, 720) un paquete de datos compuesto formado a partir de múltiples paquetes de datos donde al menos un paquete de datos está previsto para otro nodo receptor, descodificando al menos parcialmente los citados paquetes de datos compuestos mediante el uso de la información a priori almacenada.

11. Método de descodificación en un nodo receptor de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende también las etapas de:

- determinar el nodo receptor (705) si el paquete de datos recibido es un paquete de datos compuesto o un paquete de datos regular;

- determinando el nodo receptor (710) si es posible hacer coincidir el paquete de datos compuesto con cualquier información a priori almacenada previamente, y si no es posible el paquete de datos compuesto es almacenado como una información a priori.

12. Método de descodificación en un nodo receptor de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, que comprende además la etapa de:

-almacenar (745) un paquete de datos compuesto residual, si la información a priori previamente almacenada sólo fuese suficiente para descodificar parcialmente el paquete de datos compuesto, comprendiendo el citado paquete de datos compuesto residual el paquete de datos compuesto parcialmente descodificado y estando almacenado como información a priori.

13. El método de acuerdo con las reivindicaciones 10 a 12, en el que en la etapa de recepción y de almacenamiento (310) los nodos receptores reciben paquetes de datos transmitidos desde un primer nodo emisor (405) , en la etapa de información de retorno (705) los nodos receptores devuelven información al menos al primer nodo emisor (405) .

14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que en la etapa de proporcionar información de retorno (705) el nodo receptor proporciona información de retorno al menos a un segundo nodo emisor (405) distinto del nodo emisor desde el cual el paquete de datos fue recibido en la etapa de recepción precedente.

15. Un nodo emisor adaptado para su uso en un sistema de comunicación, donde el nodo emisor (405) está adaptado para la comunicación con al menos dos nodos receptores (410, 420) transmitiendo información en forma de múltiples paquetes de datos individuales designados a nodos receptores individuales, caracterizado por:

- un receptor de información de retorno (930) adaptado para recibir e identificar una información a priori en la información de retorno de nodos de codificación (410, 420) , comprendiendo la información acerca de la información a priori información acerca de mensajes recibidos accidentalmente previstos para otros nodos receptores;

-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 información de retorno (930) ;

- un módulo de codificación y planificación conjuntas (905) para formar y transmitir un paquete de datos compuesto a partir de múltiples paquetes de datos individuales, estando el módulo de codificación y planificación conjuntas (905) dispuesto para utilizar una información a priori a partir del citado módulo de almacenamiento de información a priori

(910) y para determinar qué paquetes de datos individuales múltiples para obtener de un módulo de memoria temporal (920) para su uso en el paquete de datos compuesto.

16. El nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende también un módulo de información suplementaria (915) junto 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.

17. El nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 16, 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 Servicio, Indicación de Calidad de Canal, costes de encaminamiento y características de paquete de datos.

18. El nodo emisor de acuerdo con la reivindicación 17, donde el módulo de codificación y planificación conjuntas

(905) está dispuesto para llevar a cabo la planificación y codificación basándose en información proporcionada tanto a partir de un módulo de almacenamiento de información a priori (910) como del módulo de información suplementaria (915) .

19. Un nodo receptor adaptado para la comunicación con al menos un nodo emisor (405) en un sistema de comunicación, caracterizado por:

- una memoria temporal de información a priori (965) que almacena paquetes de datos recibidos accidentalmente seleccionados previstos para al menos un nodo receptor como información a priori;

- un módulo de identificación de PDU y de descodificación (960) dispuestos para obtener una información a priori de la citada memoria temporal de información a priori (965) para codificar paquetes de datos compuestos recibidos que están cada uno formados de múltiples paquetes de datos, donde al menos un paquete de datos está previsto para otro nodo receptor; y

- un emisor de información de retorno (950) en conexión con el módulo de identificación y descodificación de PDU

(960) y dispuesto para formar mensajes de información de retorno que comprenden información acerca de la información a priori almacenada.

20. Un sistema de comunicación que comprende al menos un nodo emisor adaptado para la comunicación con al menos dos nodos receptores que transmiten información en forma de múltiples paquetes de datos individuales designados a nodos receptores individuales, caracterizado porque el sistema de comunicación comprende al menos un nodo emisor (405) de acuerdo con la reivindicación 15.

21. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende también al menos un nodo receptor de acuerdo con la reivindicación 19.


 

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