Método y dispositivo para mejorar el rendimiento de la transmisión en un sistema de comunicación con una pila de protocolo en capas.

Método para mejorar el rendimiento de la transmisión en un sistema de comunicación móvil con una pila de protocolo en capas,

en el que paquetes de datos son tratados en una capa de protocolo superior y el citado tratamiento es controlado de acuerdo con al menos un temporizador de la capa de protocolo superior, en el que los paquetes de datos son enviados a una capa de protocolo inferior para su transmisión (74), en el que la citada transmisión (74) es controlada por la capa de protocolo inferior y llevada a cabo en una capa física bajo la citada capa inferior, caracterizado porque el método comprende las etapas de

- iniciar la transmisión (74) con un retardo de acceso al canal variable (64 - 66, 68), en el que el retardo de acceso al canal variable es provocado por un procedimiento de control de la capa de protocolo inferior adaptada para introducir un tiempo de espera variable antes de la transmisión (74),

- detectar, mediante la capa de protocolo inferior, un evento que inicia el comienzo de una transmisión (74),

- enviar una notificación de la capa de protocolo superior mediante la capa de protocolo inferior cuando la transmisión (74) es iniciada,

- sincronización del al menos un temporizador de la capa de protocolo superior de acuerdo con la notificación.

Método y dispositivo para mejorar el rendimiento de la transmisión en un sistema de comunicación con una pila de protocolo en capas.

Campo Técnico de la Invención La presente invención se refiere a un método para mejorar el rendimiento de la transmisión en un sistema de comunicación con una pila de protocolo en capas, en el que los paquetes de datos son procesados en una capa de protocolo superior y son enviados a una capa de protocolo inferior que controla la transmisión y en la que las transmisiones son llevadas a cabo con un retardo de acceso al canal. Se describen también dispositivos y programas de software que realizan la invención.

Antecedentes Un sistema de comunicación se especifica generalmente usando un planteamiento en capas. Una capa corresponde bien un protocolo o puede estar partida en dos o más subcapas correspondientes a un protocolo cada una. Cada protocolo tiene responsabilidades específicas para el manejo de información que es llevado a cabo por un conjunto de funciones y servicios específicos para el protocolo. Una idea central de fondo que divide la funcionalidad entre protocolos es alcanzar un modelo más comprensible del sistema y ocultar detalles en los diferentes protocolos a capas más altas de la pila del protocolo.

Un ejemplo de un sistema de comunicación móvil en el cual las capas están subdivididas en subcapas o en protocolos es un sistema de WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha) de acuerdo con las especificaciones de 3GPP (3rd Generation Partnership Project -Proyecto de Asociación de Tercera Generación) . En este sistema, la capa de enlace de datos está subdividida en los protocolos de PDCP (Packet Data Convergence Protocol - Protocolo de Convergencia de Datos en Paquetes) , BMC (Broadcast/Multicast Control - Control de Emision/Multicast) , RLC (Radio Link Control - Control de Enlace por Radio) y MAC (Medium Access Control - Control de Acceso a un Medio) como se describe en 3G TS 25.301 V 3.4.0 (3rd Generation Partnership Project - Proyecto de Asociación de Tercera Generación) .

Unidades de información llamadas primitivas son intercambiadas entre diferentes capas de protocolo para comunicarse entre sí. Las primitivas se usan en diagramas de secuencia de mensajes para ilustrar la división funcional entre las capas y cómo interactúan los protocolos entre sí cuando se ejecuta una función de nivel alto. Una descripción de las primitivas de servicio de intercapa común y de las interacciones de diferentes capas de protocolo puede encontrarse para los protocolos anteriores en 3G TS 25.303 V 3.3.0.

Un ejemplo de una función de nivel alto es transmitir datos entre aplicaciones que usan un canal de acceso aleatorio. Para llevar a cabo esta función varios protocolos están implicados. Un random access channel (RACH) (canal de acceso aleatorio) es un concepto conocido para los sistemas de comunicaciones. Varios usuarios pueden transmitir datos en un RACH independientemente unos de otros, lo que provoca un riesgo de colisión entre transmisiones desde o hacia diferentes usuarios. Con el fin de reducir la probabilidad de colisiones y aumentar la probabilidad de transmisiones con éxito en un RACH se especifican ciertas reglas de transmisión, especialmente tiempos de espera que retardan la transmisión de datos. Un ejemplo de un tiempo de espera se llama un "tiempo de retirada" puesto que el usuario se retira de transmitir cualquier información en el RACH durante un intervalo de tiempo. Los tiempos de espera pueden variar en su longitud dependiendo de los parámetros de control que son seleccionados por ejemplo de acuerdo con el número de usuarios que usan el RACH, es decir la carga del sistema,

o el nivel de interferencia para un canal de radio.

Generalmente, el protocolo que controla las transmisiones no indica la duración de un retardo de acceso al canal para otros protocolos que no saben de este modo cuánto retardo se ha introducido antes de que empiece la transmisión en las transmisiones de acceso aleatorio al RACH. En un sistema de comunicación de acuerdo con las especificaciones de 3GPP, el control de las transmisiones de acceso aleatorio se lleva a cabo en el protocolo de Medium Access Control (MAC) (Control de Acceso Aleatorio) como se describe en el documento 3G TS 25.321 V3.3.0.

El retardo de acceso al canal introducido antes de que se inicie una transmisión en un canal puede variar considerablemente. Esto es un problema si los datos transmitidos en un canal se originan a partir de un protocolo que comprende temporizadores, por ejemplo un protocolo de ARQ (Automatic Repeat Request) (Petición de Repetición Automática) que incluye temporizadores de retransmisión. Es difícil establecer valores de finalización en tales temporizadores debido a la enorme variancia del retardo introducido por la capa de protocolo que controla la transmisión. Un valor de temporizador puede ser ajustado por ejemplo demasiado alto de acuerdo con algunos retardos más desfavorables, lo que provoca un tiempo de retransmisión más lento de lo que sería necesario o de acuerdo con un valor que es demasiado pequeño con un riesgo de que el temporizador expire y de que se realice una retransmisión innecesaria.

Además, nuevos datos resultarán a menudo disponibles para su transmisión en el equipo de usuario o en una estación de base, por ejemplo, en el protocolo de RLC, mientras que el protocolo que controla las transmisiones, por ejemplo de MAC, está retardando una transmisión de datos previos. Los datos adicionales son a menudo críticos con el tiempo mientras que la transmisión de datos previos es menos urgente. Cuando nuevos datos están listos para su transmisión en una capa superior, por ejemplo en el protocolo de RLC durante un procedimiento de RACH, no son manejados por el protocolo inferior, por ejemplo de MAC, hasta que el procedimiento de transmisión para los datos previos ha terminado, es decir cuando los datos son transmitidos en la capa física. Por ejemplo si un mensaje de SMS (Short Message Service) (Servicio de Mensajes Cortos) es enviado en el RACH éste retardará los datos de mayor prioridad tales como un mensaje de establecimiento de llamada hasta que el procedimiento de RACH para que el mensaje de SMS se termine en el protocolo de MAC.

La patente US 5, 243, 595 describe una red de comunicación, especialmente por facilidad de gestión, en la cual una pluralidad de nodos es acoplada a un bus para transmisión de mensajes. La red de comunicación comprende diferentes capas de protocolo para tratar datos. Un gestor de temporizador es introducido como entidad común para diferentes capas de protocolo con el fin de hacer un seguimiento de la posición de mensajes en un almacén temporal común y para gestionar temporizadores asociados. Se hace que el gestor de temporizador inicie un temporizador cuando el mensaje correspondiente está situado en el bus. No obstante, el medio para evitar las colisiones de mensajes en el bus y una notificación de las capas de protocolo acerca del inicio de una transmisión no se describen.

R. Averbuch et al. ("Dynamic Adaptive Layer 2 Timer Adjustment", Motorola Technical Developments de Marzo de 1997, p. 21 - 22, Motorola Inc. Schaumburg, Illinois, US) ya proponen realizar un ajuste adaptativo de un temporizador de guarda en el protocolo de ARQ en un encaminador de acuerdo con un mensaje cuando se lleva a cabo una transmisión en un enlace de radio subsiguiente. No obstante, los problemas de temporizadores en diferentes capas de protocolo y de evitar colisiones de mensajes no se abordan.

Compendio y descripción de la Invención Un objeto de la presente invención es obviar las desventajas anteriores y proporcionar métodos que mejoren el control de los retardos de acceso al canal y el rendimiento de las transmisiones de datos en un sistema de comunicación.

De acuerdo con la invención, se lleva a cabo el método descrito en la reivindicación 1. Además, la invención está realizada en dispositivos y unidades de programa como las descritas en las reivindicaciones 14 y 17. Realizaciones ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

El método propuesto está realizado en un sistema de comunicación con una pila de protocolo en capas. Los paquetes de datos son tratados en una capa de protocolo superior y el citado tratamiento se lleva a cabo con al menos un temporizador de la capa de protocolo superior. Los paquetes de datos son enviados a una capa de protocolo inferior para su transmisión en un canal, en el que la citada transmisión está controlada por la capa de protocolo inferior. Adicionalmente, la pila de protocolo puede comprender una o más capas adicionales, por ejemplo una capa física bajo la capa... [Seguir leyendo]

1. Método para mejorar el rendimiento de la transmisión en un sistema de comunicación móvil con una pila de protocolo en capas, en el que paquetes de datos son tratados en una capa de protocolo superior y el citado tratamiento es controlado de acuerdo con al menos un temporizador de la capa de protocolo superior, en el que los paquetes de datos son enviados a una capa de protocolo inferior para su transmisión (74) , en el que la citada transmisión (74) es controlada por la capa de protocolo inferior y llevada a cabo en una capa física bajo la citada capa inferior, caracterizado porque el método comprende las etapas de

- iniciar la transmisión (74) con un retardo de acceso al canal variable (64 - 66, 68) , en el que el retardo de acceso al canal variable es provocado por un procedimiento de control de la capa de protocolo inferior adaptada para introducir un tiempo de espera variable antes de la transmisión (74) ,

- detectar, mediante la capa de protocolo inferior, un evento que inicia el comienzo de una transmisión (74) ,

- enviar una notificación de la capa de protocolo superior mediante la capa de protocolo inferior cuando la transmisión (74) es iniciada,

- sincronización del al menos un temporizador de la capa de protocolo superior de acuerdo con la notificación.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el temporizador modeliza un tiempo de ida y vuelta o un tiempo de retirada.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que al menos una de las citadas capas lleva a cabo una planificación (42) de paquetes de datos para la transmisión (74) , y en el que

- se lleva a cabo una planificación (42) de primeros paquetes de datos para su transmisión (74) ,

- un retardo de acceso al canal (64 - 66, 68) es detectado en la capa inferior,

- se lleva a cabo una comprobación (112) si paquetes de datos adicionales están listos para su envío a la capa inferior en o antes del final del retardo de acceso al canal (64 - 66, 68) ,

- se lleva a cabo otra planificación (69a - 69c, 114) de los paquetes de datos primeros y adicionales,

- los paquetes de datos son transmitidos de acuerdo con la otra planificación (69a - 69c, 114) .

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la planificación (42) se lleva a cabo en la capa superior y una notificación del retardo de acceso al canal (64 - 66, 68) por la capa inferior inicia la otra planificación (69a - 69c, 114) .

5. Método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que una planificación (42, 69a - 69c, 114) se lleva a cabo en la capa inferior.

6. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que una notificación es enviada al inicio de una transmisión (74) o al final de un retardo (64 - 66, 68) .

7. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que un retardo de acceso al canal (64 - 66, 68) total comprende al menos dos componentes separados y una notificación es enviada entre los componentes.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el retardo de acceso al canal (64 - 66, 68) incluye un componente de longitud arbitraria y una notificación y/o una planificación se lleva a cabo antes del componente de retardo arbitrario.

9. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que un proceso de planificación es terminado inmediatamente antes de que los paquetes de datos planificados sean transmitidos.

10. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que una notificación es una primitiva (100, 104) .

11. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la capa de protocolo inferior es una subcapa de control de acceso al medio de una capa de enlace de datos (L2) .

12. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la capa de protocolo superior es una subcapa de control del enlace por radio de una capa de enlace de datos (L2) .

13. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la transmisión (74) se lleva a cabo en un canal que puede ser compartido por varios usuarios y/o flujos de datos.

14. Dispositivo en un sistema de comunicación, en el que el dispositivo está adaptado para llevar a cabo una transmisión en un sistema de comunicación móvil con una pila de protocolo en capas, comprendiendo el dispositivo una capa de protocolo superior para tratar paquetes de datos con medios para controlar dicho tratamiento de acuerdo con al menos un temporizador de la capa de protocolo superior, una capa de protocolo inferior al que los paquetes de datos son enviados para su transmisión (74) , que comprende medios para controlar dicha transmisión

(74) , una capa física bajo la citada capa inferior para llevar a cabo la transmisión (74) , caracterizado por

- medios para iniciar la transmisión (74) con un retardo variable de acceso al canal (64 - 66, 68) , comprendiendo los medios un procedimiento de control de la capa inferior adaptada para introducir un tiempo

de espera variable antes de la transmisión (74) , el procedimiento de control originando el retardo variable de acceso al canal,

- medios de la capa de protocolo inferior para detectar el inicio de una transmisión (74) ,

- medios de la capa de protocolo inferior para enviar una notificación de la capa de protocolo superior cuando una transmisión (74) es iniciada,

- medios para la sincronización de al menos un temporizador de la capa de protocolo superior de acuerdo con la notificación.

15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el dispositivo está adaptado para llevar a cabo un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13. 15

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14 ó la reivindicación 15, en el que el dispositivo es un equipo de usuario (UE) o un nodo de red.

17. Unidad de programación en una portadora de datos o que se puede cargar en un dispositivo en un sistema de

comunicación comprendiendo un código para llevar a cabo las etapas de un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.