Planificación de retransmisión en redes de acceso.

Un procedimiento de planificación de paquetes de datos en un dispositivo de estación base (20,

22) de una red deacceso, comprendiendo el procedimiento:

recibir de un dispositivo controlador de red (30, 32) un paquete de datos de control de enlace de radio quecomprende una información que indica un estado de retransmisión; y

asignar una prioridad de planificación al paquete de datos de control de enlace de radio en base a la información delestado de retransmisión;

en el que dicha información del estado de retransmisión es recibida con cada paquete de datos de control de enlacede radio de una trama de datos;

en el que dicha asignación comprende colocar el paquete de datos de control de enlace de radio en una posiciondelantera en una cola de un disposifivo de red si la información proporcionada indica una retransmisión;

en el que dicha información es proporcionada como una información de indicador (RF) en una parte de contenido deuna trama de datos que comprende dicho paquete de datos; y

en el que dicha información de indicador (RE) este asignada a dicho paquete de datos.

PLANIFICACiÓN DE RETRANSMISiÓN EN REDES DE ACCESO

Dentro de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT -Intemational Telecommunications Union) , se definen diferentes interfaces aéreas para sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación, en base a cualquiera de las tecnologías de acceso múltiple por división de código (CDMA -Code Division Multiple Access) o de acceso múltiple por división en tiempo (TDMA -Time Division Multiple Access) . El CDMA de banda ancha (WCDMA -Wideband Code Division Multiple Access) es la interfaz aérea principal de tercera generación y será implementada en Europa y Asia, incluyendo Japón y Corea, en la misma banda de frecuencia, en torno a 2 GHz.

La interfaz aérea WCDMA ha sido definida para proporcionar, en la primera fase, unas velocidades de transferencia de datos de hasta 2 Mbps en el Proyecto Asociación de Tercera Generación (3GPP -Third Generation Parlnership Projecf) en las especificaciones de la versión 99 y la versión 4. En la especificación de la versión 5, son posibles unas velocidades máximas de transferencia de datos de hasta 10 Mbps con una característica de acceso a paquetes de datos en el enlace de bajada de alta velocidad (HSDPA -High Speed Downlink Packet Access) para, de este modo, soportar servicios multimedia basados en paquetes. En el HSDPA, se aumenta la inteligencia del dispositivo de estación base o Nodo-B (que es la tercera generación equivalente a la antigua estación base) para funciones de manejo y planificación de retransmisiones. De este modo, se introduce la retransmisión L 1 entre el equipo de usuario (UE -user equipment, que es la tercera generación equivalente a la antigua estación móvil) y el Nodo-B y el retardo de ida y vuelta de ésta es inferior a los retrasos de ida y vuelta de la retransmisión RLC (Radio Unk Contro "normal". Sin embargo todavía habrá (una pequefla fracción de) retransmisión RLC también para el HSDPA. Esto hace que la combinación de la retransmisión sea factible en el dispositivo móvil debido a los reducidos requisitos de memoria. En general, todos los usuarios HSDPA comparten el canal tanto en tiempo como en dominios de código. Se utiliza la modulación y codificación adaptativa para soportar transmisiones de múltiples velocidades para diferentes tipos de servicios multimedia.

Con el HSDPA, el Nodo-B es responsable de planificar diferentes usuarios en el canal compartido del enlace de bajada de alta velocidad (HS-DSCH -High Speed Downlink Shared Channe y como tal, los datos de usuario a planificar han de ser en alguna medida guardados (búfered) con antelación en el Nodo-B. Los datos de usuario se envían desde el controlador de red de radio (RNC -Radio Networl< Control/er) al Nodo-B por medio de una operación de mapeo entre una unidad de paquete de datos de la capa de protocolo de control de enlace de radio, es decir, RLC PDU (Radio Unk Control-Packet Data Unif) , y una unidad de paquete de datos de la capa de protocolo de control de acceso al medio dedicado, es decir, MAC-d PDU (Medium Access Control dedicated Packet Data Uníf) , que se transmite a través de la interfaz lub o lur, es decir, las interfaces entre el RNC y el Nodo-B y entre diferentes RNCs, respectivamente. Cuando los datos se han enviado al Nodo-B, el RNC no conoce su estado hasta que recibe una respuesta o confirmación (acknowledgmenf) . En particular, el lado del remitente interroga al receptor que a su vez responde con un informe de estado, que indica el estado de los bloques RLC en circulación, después de algún retardo de tiempo significativo. El algoritmo de respuesta de la capa RLC puede ser controlado usando el denominado bit de interrogación, pero algún retardo mínimo es inherente a la red.

Para proporcionar la máxima ganancia de capacidad del sistema, en la normalización 3GPP se supone que se usarán las denominadas estrategias de planificación rápida proporcionales. Este procedimiento de planificación elige el usuario a planificar, que tiene la mejor calidad de canal relativa en un momento dado, optimizando así el rendimiento de la célula al mismo tiempo que proporciona a los usuarios aproximadamente la misma probabilidad de acceso al canal. El concepto básico para este tipo de planificación es "la diversidad multi-usuario"; por ejemplo, la capacidad de elegir el mejor usuario de entre un gran conjunto de usuarios. Por lo tanto, para que este procedimiento funcione de manera óptima, es importante que el planificador pueda elegir el usuario más óptimo en cualquier instancia de tiempo dada, lo que significa que una cantidad excesiva de datos, en comparación con lo que realmente está planificado en el canal, tiene que residir en el búfer MAC de gran velocidad (MAC-hs: Medium Access Control-high speed) del Nodo-B.

Sin embargo, la provisión de dichos búferes grandes conduce a los siguientes problemas:

En algún momento, las PDU del RLC, que se encuentran en el Nodo-B pueden ser retransmitidas por una retransmisión RLC desde el RNC. La razón de esto es que en el informe de estado se indica que hay algunos bloques RLC faltantes. Debe tenerse en cuenta que el RNC no sabe si los datos todavia están esperando a ser planificados en el Nodo-B, si fueron enviados pero el UE no pudo detectarlos, o si la respuesta de enlace ascendente (uplink) o la confirmación se perdió durante la transmisión desde el UE. Si siempre se proporcionan por ejemplo 3-4 veces tantos datos como la capacidad media almacenada en el Nodo-B con el fin de facilitar la suficiente diversidad multi-usuario, los datos sustanciales enviados a través de la interfaz lubllur tienen que ser retransmitidos, lo cual conduce a una carga excesiva y altamente indeseable en este enlace. Se observa, sin embargo, que la capa RLC sólo retransmitirá bloques faltantes y no todos los bloques. Es, por lo tanto, un algoritmo de retransmisión selectiva.

Los servicios en tiempo no real (NRT -Non-real time) se están ejecutando a menudo sobre servicios que utilizan el Protocolo de Control de Transmisión (TCP -Transport Control Protocol) . El TCP tiene su propio algoritmo de evitación de congestión, que incluye funciones como retransmisiones rápidas, tiempos de espera (timeouts) , etc. El tiempo de espera TCP funciona de la siguiente manera: Cada vez que se envia un segmento TCP, se inicia un temporizador. Este temporizador se compara con el tiempo de espera de la retransmisión (RTO -retransmission timeouf) , que es igual al tiempo de ida y vuelta TCP (TCP RTT TCP round trip time) estimado filtrado más 4 veces

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la variancia estimada filtrada del TCP RTT. Si el temporizador está excediendo el valor RTO, se inician las acciones de congestión, ya que el TCP asume que se ha perdido o retrasado el segmento debido a la congestión. Estas acciones de congestión consisten en, entre otros, retransmitir todos los segmentos del segmento en cuestión e iniciar el algoritmo de inicio lento. Los inicios lentos TCP son indeseables ya que conducen a una baja utilización del medio de transmisión. De lo anterior se puede entender que retrasos repentinos muy grandes para algunos bloques pueden dar lugar a tiempos de espera TCP. El retraso causado por una retransmisión RLC es considerable, ya que la retransmisión se pone en la parte trasera de la cola del Nodo-B. Dado que las retransmisiones RLC sólo se '

producen en raras ocasiones, el algoritmo RTO no las puede ajustar. Por lo tanto, una retransm isión RLC crea un aumento repentino del retraso que puede ser interpretado por el TCP como una congestión, lo que lleva a acciones de congestión indeseables.

La transmisión RLC se basa en una ventana RLC. El funcionamiento de esto se puede explicar con un ejemplo, que se muestra en la figura 7. La cantidad de datos en circulación nunca puede ser mayor que el tamano de la ventana. Tan pronto como el último bloque (el de más a la derecha) es confirmado (acknowledged) la ventana se desplaza, de modo que pueden recibirse nuevos datos. En el ejemplo de la figura 7, el último bloque más antiguo (con una trama inclinada a la izquierda) es confirmado negativamente (negatively acknowtedged) en una ventana RLC 30, 32. Por lo tanto, este bloque es retransmitido. Todos los bloques con una trama horizontal han sido confirmados positivamente, mientras que los bloques con una trama indinada a la derecha están a la espera de confirmación.

stos pueden estar en el búfer de un Nodo-B 20, 22, en la interfaz aérea o su confirmación puede estar en camino. Sin las ideas presentadas en este documento, el bloque... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de planificación de paquetes de datos en un dispositivo de estación base (20, 22) de una red de acceso, comprendiendo el procedimiento:

recibir de un dispositivo controlador de red (30, 32) un paquete de datos de control de enlace de radio que comprende una información que indica un estado de retransmisión; y

asignar una prioridad de planificación al paquete de datos de control de enlace de radio en base a la información del estado de retransmisión;

en el que dicha información del estado de retransmisión es recibida con cada paquete de datos de control de enlace de radio de una trama de datos;

en el que dicha asignación comprende colocar el paquete de datos de control de enlace de radio en una posición delantera en una cola de un dispositivo de red si la información proporcionada indica una retransmisión;

en el que dicha información es proporcionada como una información de indicador (RF) en una parte de contenido de una trama de datos que comprende dicho paquete de datos; y

en el que dicha información de indicador (RF) está asignada a dicho paquete de datos.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha información de indicador indica si dicho paquete de datos está retransmitido o no.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha información es proporcionada como una información de indicador (RF) en una parte de cabecera de una trama de datos que comprende dicho paquete de datos.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 3, en el que dicha información de indicador indica si dicha trama de datos está retransmitida o no.

5. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha información es proporcionada en una señalización fuera de banda.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho paquete de datos es una unidad de paquete de datos de la capa de protocolo de control de acceso al medio, MAC-d PDU.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha trama de datos es una trama de datos de canal compartido del enlace de bajada de alta velocidad, HS-DSCH.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha información es configurada en base a una información correspondiente recibida de una capa de protocolo de control de enlace de radio, RLC.

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho paso de asignación comprende colocar dicho paquete de datos en una posición predeterminada en una cola de búfer de dicho dispositivo de estación base (20, 22) .

10. Un procedimiento según la reivindicación 9, en el que dicho paquete de datos es colocado en la posición delantera de dicha cola de búfer si dicha información proporcionada indica una retransmisión.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho paso de asignación comprende ajustar una reordenación de una cola de búfer de dicho dispositivo de estación base (20, 22) si dicha información indica un paquete de datos retransmitido.

12. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho paso de asignación comprende colocar dicho paquete de datos en base a dicha información proporcionada ya sea en un búfer de retransmisión o en un búfer de primera-transmisión.

13. Un procedimiento según la reivindicación 12, en el que se planifican paquetes de datos almacenados en dicho búfer de primera-trasmisión cuando dicho búfer de retransmisión está vacío.

14. Un dispOSitivo de estación base, configurado para:

recibir de un dispositivo controlador de red (30, 32) un paquete de datos de control de enlace de radio que comprende una información que indica un estado de retransmisión, en el que dicha información de estado de retransmisión es recibida con cada paquete de datos de control de enlace de radio de una trama de datos; y

asignar una prioridad de planificación al paquete de datos de control de enlace de radio en base a la información de estado de retransmisión, en el que dicha asignación comprende colocar el paquete de datos de control de enlace de radio en una posición delantera en la cola de dicho dispositivo si la información proporcionada indica una retransmisión;

en el que dicha información es proporcionada como una información de indicador (RF) en una parte de contenido de una trama de datos que comprende dicho paquete de datos; y

en el que dicha información de indicador (RF) está asignada a dicho paquete de datos.

15. Un dispositivo de estación base según la reivindicación 14, en el que dicho dispositivo es un nodo B. 25

16. Un sistema para planificar paquetes de datos en una red de acceso, comprendiendo dicho sistema: al menos un dispOSitivo controlador de red (30, 32) para proporcionar una información que indica un estado de retransmisión de un paquete de datos; y al menos un dispositivo de estación base (20, 22) según la reivindicación 14 ó 15.

17. Un sistema según la reivindicación 16, en el que dicho dispositivo de estación base es un dispositivo Nodo-B (20, 22) , dicho dispositivo controlador de red es un dispositivo controlador de red de radio (10) , y dicha red de acceso es una red de acceso por radio.

18. Un sistema según la reivindicación 16 ó 17, en el que dicho al menos un dispositivo controlador de red (30, 32) está adaptado para proporcionar dicha información en una sei'lalización fuera de banda.

19. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que dicho dispositivo de estación base (20, 22) está adaptado para asignar dicha prioridad de asignación colocando dicho paquete de datos ya sea en un búfer de retransmisión o en un búfer de primera-transmisión, en base a dicha información proporcionada.

20. Un sistema según la reivindicación 19, en el que dicho dispositivo de estación base (20, 22) está dispuesto para planificar paquetes de datos de dicho búfer de primera-transmisión después de que todos los paquetes de datos de dicho búfer de retransmisión hayan sido planificados.

21. Un producto de programa informático, que comprende rutinas de software, que cuando son ejecutadas por un ordenador asociado con un dispositivo de estación base, proveen el dispositivo de estación base con medios de programa informático para:

recibir de un dispositivo controlador de red (30, 32) un paquete de datos de control de enlace de radio que comprende una información que indica un estado de retransmisión, en el que dicha información de estado de retransmisión es recibida con cada paquete de datos de control de enlace de radio de una trama de datos; y

asignar una prioridad de planificación al paquete de datos de control de enlace de radio en base a la información de 55 estado de retransmisión, en el que dichos medios de programa informático para la asignación comprenden medios de programa informático para colocar el paquete de datos de control de enlace de radio en una posición delantera en una cola de dicho dispositivo si la información proporcionada indica una retransmisión;

en el que dicha información es proporcionada como una información de indicador (RF) en una parte de contenido de 5 una trama de datos que comprende dicho paquete de datos; y

en el que dicha información de indicador (RF) está asignada a dicho paquete de datos.