Método de transmisión multicast en la interfaz radio LTE para soporte de comunicaciones de grupo.

Método de transmisión multicast en la interfaz radio LTE para soporte de comunicaciones de grupo,

mediante el cual se permite que todos los equipos de usuario (UE) de un grupo de dispositivos móviles situados en una celda puedan recibir flujos de información de la estación base (eNB) utilizando los mismos recursos físicos, de forma que la estación base (eNB) asigna a todos los miembros del grupo un diferente valor de identificador de scheduling dinámico (C-RNTI), y el mismo valor de identificador scheduling semipersistente (SPS C-RNTI) para todos los equipos de usuarios (UEs) del grupo.

Método de transmisión multicast en la interfaz radio LTE para soporte de comunicaciones de grupo.

OBJETO DE LA INVENCIÓN.

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un método de transmisión multicast en la interfaz radio LTE (Long Term Evolution) para soporte de comunicaciones de grupo, teniendo por objeto que dicho método provea de los mecanismos necesarios a nivel radio para la implementación de servicios de comunicación simultánea con un grupo de usuarios, constituido por dispositivos móviles Release 8, o superiores, utilizando el mismo recurso radioeléctrico en la interfaz radio para todos ellos.

CAMPO DE APLICACIÓN.

En la presente memoria se describe un método de transmisión multicast en la interfaz radio LTE para soporte de comunicaciones de grupo, el cual es de especial aplicación en la industria de las radiocomunicaciones para ofrecer servicios de comunicaciones móviles que requieran alta velocidad de transmisión, como es el caso del vídeo en tiempo real, a grupos de usuarios sin necesidad de asignar recursos radioeléctricos específicos y diferenciados para cada uno de ellos, lo que permite la provisión de tales servicios con un máximo aprovechamiento de los recursos radioeléctricos y minimizando los riesgos de congestión de la red.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

Los sistemas de comunicaciones móviles han evolucionado para proporcionar nuevos servicios de voz, vídeo y datos a un gran número de usuarios mediante el uso eficiente del espectro radioeléctrico de forma que, el ejemplo más característico es el estándar internacional LTE/LTE-Advanced, definido por el 3GPP (3rd Generation Partnership Project) en el conjunto de especificaciones de la serie 36: "LTE (Evolved UTRA) and LTE-Advanced radio technology".

Esta tecnología se definió inicialmente en la Release 8 del 3GPP, aprobada en diciembre de

2008, y es una de las dos tecnologías que en diciembre de 2010 fueron incluidas en la primera versión de la familia IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications- Advanced) por la ITU-R (International Telecommunications Union - Radiocommunication Sector).

La tecnología LTE/LTE-Advanced ha sido aceptada en todo el mundo para llevar a cabo los despliegues de redes de comunicaciones móviles de cuarta generación (4G) sobre las que proporcionar servicios multimedia de alta calidad en un amplio rango de escenarios.

Los servicios orientados a grupos de usuarios presentan un gran interés económico y social en las redes de comunicaciones móviles públicas y resultan imprescindibles para llevar a cabo comunicaciones profesionales de diferentes cuerpos de seguridad y emergencias, así como en sectores de transporte y utilities.

Así, en el sector de las radiocomunicaciones profesionales existe un amplio consenso acerca de la idoneidad de la tecnología LTE/LTE-Advanced, como tecnología base para disponer de servicios de alta velocidad y alta capacidad de transmisión de datos.

Las especificaciones LTE definen un servicio multimedia broadcast/multicast (MBMS: Multimedia Broadcast/Multicast Service) en los documentos 3GPP TS 22.146, 3GPP TS 22.246, 3GPP TS 22.346, 3GPP TS 36.440, 3GPP TS 36.442.

En la interfaz radio, el transporte de información (datos y señalización) entre la estación base (eNB: evolved Node B en terminología LTE) y los equipos de usuario (UE: User Equipment) asociado al servicio MBMS se puede proporcionar en modo punto a punto (PTP) o punto multipunto (PTM).

La comunicación punto a punto (PTP), similar a una comunicación convencional unicast entre la estación base (eNB) y el equipo de usuario (UE), puede permitir comunicación de alta calidad, utilizando mejoras como HARQ y adaptación al enlace, pero cuando el número de usuarios es elevado supone una sobrecarga sustancial en la red.

Así, las soluciones punto multipunto (PTM) implican el uso de recursos físicos comunes para transmitir datos a múltiples usuarios, reduciendo la sobrecarga en la red,

particularmente cuando el número de usuarios involucrados en el servicio es elevado, de forma que la transmisión punto multipunto (PTM) puede ser independiente para cada celda (transmisión monocelda) o las múltiples celdas involucradas pueden sincronizar sus transmisiones sobre los mismos recursos físicos (transmisión multicelda).

La transmisión punto multipunto (PTM) monocelda sobre canales de transporte y físicos comunes (DL-SCH y PDSCH, respectivamente) se ha descartado en las especificaciones de LTE, contemplándose únicamente la transmisión unicast punto a punto (PTP) o alternativamente la transmisión punto multipunto (PTM) multicelda.

Sin embargo, en su primera versión (Release 8), LTE únicamente define un canal de transporte multicast (MCH) y su correspondiente mapeado en un canal físico multicast (PMCH), para el soporte de transporte multicast multicelda, pero no especifica los procedimientos de nivel físico para la recepción del PMCH.

Asimismo, tampoco se especifican los canales lógicos multicast de datos y de control (MTCH y MCCH) ni los aspectos relativos al soporte del servicio MBMS en el nivel de enlace y capas superiores, de forma que estas especificaciones no aparecen hasta la Release 9 del estándar.

Así, los procedimientos de transmisión multicast definidos en la Release 9 de LTE y que no aparecen en la Release 8 son los que permitirán transmitir un determinado flujo de información desde la estación base (eNB) a varios usuarios que se encuentren en la misma celda utilizando los mismos recursos radioeléctricos.

De este modo, los dispositivos móviles LTE, diseñados según las especificaciones de la Release 8, no pueden soportar las funcionalidades del servicio multimedia broadcast/multicast (MBMS). De hecho, el servicio evolved MBMS (eMBMS) tampoco se soporta en el Evolved Packet Core en la Release 8.

Por este motivo, cualquier flujo de información destinado a varios usuarios de una misma celda se tratará como transmisiones unicast independientes tanto en el core de la red como en la interfaz radio. En consecuencia se transmitirá como flujos independientes que utilizarán recursos radioeléctricos diferentes en el enlace descendente (desde la estación base (eNB) a los dispositivos móviles) y consumirán, por tanto, un porcentaje de la capacidad

disponible en la celda proporcional al número de usuarios del grupo.

En este sentido, si bien es cierto que la escasez de ancho de banda requiere la optimización del uso de los recursos radioeléctricos en todo tipo de redes de comunicaciones móviles, en el sector de las comunicaciones profesionales esta escasez es incluso más acusada, por lo que la provisión de servicios de grupo mediante el multiplexado de flujos unicast, es decir, mediante el uso de recursos radioeléctricos distintos para cada usuario en el enlace descendente, es completamente inasumible.

Cabe esperar que la disponibilidad masiva de dispositivos móviles que cumplan la Release 9 y posteriores e implementen todas las funcionalidades del servicio multimedia broacast/multicast (MBMS) no sea efectiva hasta dentro de varios años, lo que supone un grave inconveniente para la implantación de la tecnología LTE en el sector de las comunicaciones profesionales.

Así, con el objeto de la presente invención se resuelve la provisión de servicios de comunicaciones de grupo a dispositivos móviles LTE Release 8, o superiores, transmitiendo en los mismos recursos radioeléctricos en el enlace descendente para todos los usuarios del grupo situados en una misma celda y haciendo uso únicamente de las especificaciones desarrolladas para comunicaciones unicast.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

En la presente memoria se describe un método de transmisión multícast en la interfaz radio LTE para soporte de comunicaciones de grupo, mediante el cual se permite que todos los equipos de usuario (UE) de un grupo de dispositivos móviles situados en una celda puedan recibir flujos de información de la estación base (eNB) utilizando los mismos recursos físicos, de forma que la estación base (eNB) asigna a todos los miembros del grupo un diferente valor de identificador de scheduling dinámico C-RNTI, y el mismo valor de identificador scheduling semipersistente SPS C-RNTI para todos los equipos de usuario (UEs) del grupo.

Así, la estación base (eNB) mantiene información sobre el grupo al que pertenece cada equipo de usuario (UE) para asignarle los identificadores adecuados cuando se registra y se adhiera a un servicio portador EPS asociado al servicio multicast.

Por otra parte, un equipo de usuario (UE) puede mantener simultáneamente comunicaciones dedicadas y de grupo de forma...

1ª. MÉTODO DE TRANSMISIÓN MULTICAST EN LA INTERFAZ RADIO LTE PARA SOPORTE DE COMUNICACIONES DE GRUPO, mediante el cual se permite que todos los equipos de usuario (UE) de un grupo de dispositivos móviles situados en una celda puedan recibir flujos 5 de información de la estación base (eNB) utilizando los mismos recursos físicos, caracterizado por que la estación base (eNB) (1) asigna a todos los miembros del grupo un diferente valor de identificador de scheduling dinámico C-RNTI (4, 4â?, 4â?â?, 4â?â?â?..) , y el mismo valor de identificador semipersistente SPS C-RNTI (5) para todos los equipos de usuario (UEs) (3, 3â?, 3â?â?, 3â?â?â?..) del grupo. 10

2ª. MÉTODO DE TRANSMISIÓN MULTICAST EN LA INTERFAZ RADIO LTE PARA SOPORTE DE COMUNICACIONES DE GRUPO, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que la estación base (eNB) (1) mantiene información sobre el grupo al que pertenece cada equipo de usuario (UE) (3, 3â?, 3â?â?, 3â?â?â?..) para asignarle los identificadores adecuados cuando se registra y se adhiera a un servicio portador EPS asociado al servicio multicast. 15

3ª. MÉTODO DE TRANSMISIÓN MULTICAST EN LA INTERFAZ RADIO LTE PARA SOPORTE DE COMUNICACIONES DE GRUPO, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que un equipo de usuario (UE) (1) puede mantener simultáneamente comunicaciones dedicadas y de grupo de forma que las transmisiones en el enlace ascendente siempre 20 recibirán recursos mediante el identificador de scheduling dinámico C-RNTI (4, 4â?, 4â?â?, 4â?â?â?..) , mientras que en el enlace descendente las comunicaciones dedicadas estarán identificadas mediante el identificador dinámico C-RNTI (4, 4â?, 4â?â?, 4â?â?â?â?) del equipo de usuario (UE) (3, 3â?, 3â?â?, 3â?â?â?â?) y las comunicaciones de grupo, mediante el identificador semipersistente SPS C-RNTI que comparten todos los miembros del grupo. 25

4ª. MÉTODO DE TRANSMISIÓN MULTICAST EN LA INTERFAZ RADIO LTE PARA SOPORTE DE COMUNICACIONES DE GRUPO, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que la estación base (eNB) (1) determina los parámetros de transmisión más apropiados (modulación, codificación de canal, entrelazado, potencia) coordinando los 30 informes sobre la calidad del enlace obtenidos de todos los miembros del grupo.