Método y dispositivo para la transmisión y recepción de datos entre un controlador de red de radio y un nodo de estación.

Un método para transmitir datos entre un Controlador de Red de Radio,

RNC y un Nodo B, caracterizado porque elmétodo comprende:

la selección (610) de al menos dos entre el Protocolo de Trama, FP, las Unidades de Datos de Protocolos, PDUs, quesatisfacen las condiciones de multiplexación entre las FP PDUs que se van a transmitir;la multiplexación (620) de las FP PDUs seleccionadas y la encapsulación de las FP PDUs multiplexadas como carga útilen un paquete de protocolo de datagramas de usuario, UDP, soportando el paquete UDP un indicador de multiplexaciónyla transmisión (630) del paquete UDP que soporta el indicador de multiplexación;

en donde las condiciones de multiplexación comprenden una o cualquier combinación de:

las FP PDUs para multiplexación tienen una misma prioridad;

la longitud de las FP PDUs para multiplexación es menor que un umbral preestablecido y las FP PDUs paramultiplexación pertenecen a un mismo tipo de servicio;

en donde el paquete UDP soporta el indicador de multiplexación estableciendo el indicador de multiplexación para elpaquete UDP y el establecimiento del indicador de multiplexación para el paquete UDP comprende:

establecer un número de puerto UDP origen y/o un número de puerto UDP de destino del paquete UDP a un valorpredeterminado.

Método y dispositivo para la transmisión y recepción de datos entre un controlador de red de radio y un nodo de estación Campo de la invención La presente invención se refiere al campo de las radiocomunicaciones, y en particular, a una tecnología para transmitir datos en el plano de usuarios entre un Controlador de Red de Radio (RNC) y un Nodo B.

Antecedentes de la invención El Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) es un sistema de comunicaciones móviles de la tercera generación (3G) basado en la tecnología de interfaz de aire de Acceso Múltiple por División en Códigos de Banda Ancha (WCDMA) y se conoce también como un sistema de comunicación WCDMA. El sistema UMTS tiene una estructura similar a la de un sistema de comunicaciones móviles de la segunda generación (2G) e incluye una Red de Acceso a Radio (RAN) y una Red Central (CN) . La red RAN proporciona funciones relacionadas con las comunicaciones por radio y la CN gestiona todas las llamadas de voz y conexiones de datos en el sistema UMTS y realiza las funciones de conmutación y encaminamiento para una red externa. La CN está lógicamente dividida en un dominio de Circuitos Conmutados (CS) y un dominio de Paquetes Conmutados (PS) . Una Red de Acceso a Radio Territorial de UMTS (UTRAN) se combina con una red CN y un equipo de usuario (UE) en un sistema UMTS.

Según se ilustra en la Figura 1, una red UTRAN incluye uno o más Subsistemas de Redes de Radio (RNSs) . Un subsistema RNS incluye un controlador RNC y una o más estaciones base (Nodo Bs) . El RNC está conectado a la CN a través de una interfaz Iu y el Nodo B está conectado al RNC a través de una interfaz Iub. Dentro de la red UTRAN, los controladores RNCs están interconectados a través de una interfaz Iur. La interfaz Iur se puede conectar directamente a través de una línea física o conectarse a través de una red de transporte. El RNC asigna y controla los recursos de radio del Nodo B conectados o relacionados con el RNC y el Nodo B convierte los flujos de datos entre una interfaz Iub y una interfaz Uu y participa en la gestión de recursos de radio.

El RNC controla los recursos de radio de la red UTRAN y es responsable del establecimiento de la conexión del Control de Recursos de Radio (RRC) y su desconexión, transferencia, combinación de macrodiversidad y gestión de recursos de radio, según se detalla a continuación:

(1) Funciones de control de acceso al sistema y difusión de información del sistema; 35

(2) Funciones de gestión de la movilidad tal como transferencia y migración de RNC de Servicio (SRNC) y

(3) Funciones de gestión y control de recursos de radio, tales como combinación de macrodiversidad, control de la potencia y asignación de soporte de radio.

El Nodo B es una estación base (esto es, un radiotransceptor) de un sistema WCDMA e incluye un radiotransceptor y componentes de procesamiento de banda de base. El Nodo B está interconectado con el RNC a través de una interfaz Iub estándar y realiza el procesamiento de protocolos de capas físicas de la interfaz Uu. Las funciones del Nodo B son: dispersión espectral, modulación, codificación de canales y des-dispersión, demodulación, decodificación de canales y

conversión entre una señal de banda de base y una señal de radiofrecuencias (RF) .

Según se ilustra en la Figura 2, una pila de protocolos de interfaz Iub incluye: un plano de control de red de radio, un plano de control de red de transporte y un plano de usuarios. La capa de soporte implica dos modos de transmisión: transmisión por el Modo de Transferencia Asíncrona (ATM) y transmisión por el Protocolo de Internet (IP) .

En el modo de transmisión de ATM, la capa de transporte del plano de control de red de radio utiliza la Función de Coordinación Específica del Servicio – Interfaz de Red de Usuario (SSCF-UNI) /Protocolo Orientado a la Conexión Específica del Servicio (SSCOP) /Capa de Adaptación de ATM tipo 5 (AAL5) /ATM; el plano de control de red de transporte utiliza la Parte de Aplicación de Control de Enlace de Acceso (ALCAP) /SSCF-UNI/SSCOP/AAL5/ATM y la 55 capa de transporte del plano de usuario utiliza la Capa de Adaptación de ATM tipo 2 (AAL2) /ATM.

En el modo de transmisión de IP, la capa de transporte del plano de control de red de radio utiliza el Protocolo de Transmisión de Control de Flujos (SCTP) /IP/Capa de Enlace de Datos; la capa de transporte del plano de usuarios utiliza el Protocolo de Datagramas de Usuarios (UDP) /IP/Capa de Enlace de Datos y no existe ningún plano de control de red de transporte.

Cada canal diferente del plano de usuarios utiliza un formato de protocolo de tramas (FP) diferente, incluyendo: FP de Canal de Acceso Aleatorio (RACH) , FP de Canal Paging (PCH) , FP de Canal de Acceso en Sentido Directo (FACH) , FP de Canal Dedicado (DCH) , FP de Canal Compartido de Enlace Descendente de Alta Velocidad (HS-DSCH) y otros 65 canales tales como FP de Canal Compartido de Enlace Descendente (DSCH) . La señal de voz y datos del equipo UE

están encapsuladas en varias tramas de FP y se transmiten en la interfaz Iub a través de las funciones de la capa de transporte (ATM o IP) .

El servicio de voz de WCDMA incluye la Multitasa Adaptativa (AMR) de banda estrecha y AMR de banda ancha. La AMR de banda estrecha incluye las tasas de transmisión tales como 12, 2 Kbps, 10, 2 Kbps, 7, 95 Kbps, 7, 4 Kbps, 6, 7 Kbps, 5, 9 Kbps y 4, 75 Kbps; la AMR de banda ancha está basada en la tasa de muestreo de 16 kHz e incluye nueve tasas de transmisión entre 6, 6 Kbps y 23, 85 Kbps. La tasa de transmisión de más frecuente uso actualmente, es la AMR de banda estrecha de 12, 2 Kbps. Las tasas de servicio de datos incluyen 8 Kbps, 16 Kbps, 32 Kbps, 64 Kbps, 128 Kbps, 144 Kbps, 256 Kbps, 384 Kbps y 2048 Kbps. La tasa de servicio de datos soportada por WCDMA es más alta que la tasa del servicio de voz. Por lo tanto, el ancho de banda de capa de soporte requerido por los servicios de datos es bastante mayor que el que se requiere por los servicios de voz.

Los recursos de transmisión de red de retorno, backhaul, desde el Nodo B al controlador RNC son siempre los más valiosos recursos de los operadores. Según la estadística, el coste de transmisión de red de retorno representa más del 30 % del coste de explotación de los operadores de redes de radio. Por lo tanto, la mejora de la eficiencia de transmisión de la interfaz Iub y el modo de hacer máximo el recurso de transmisión han sido siempre preocupaciones operativas para los operadores.

Actualmente, para los escenarios operativos de aplicación tales como transmisión de E1/T1 y transmisión de microondas, en el modo de transmisión de ATM, los operadores realizan la multiplexación estadística de los servicios de interfaz Iub a través de la conmutación de Ruta Virtual (VP) /Canal Virtual (VC) utilizando un Nodo B concentrador o en función de los recursos de redes de transporte de ATM existentes, con lo que se mejora la eficiencia de transmisión y se ahorra ancho de banda de transmisión. En el modo de transmisión de IP, la carga de tráfico se puede reducir mediante las tecnologías tales como compresión de cabeceras de IP y compresión de cabeceras del protocolo Punto a Punto (PPP) o tecnologías de multiplexación tales como Multiplexación de PPP (PPPmux) se utilizan para distribuir la carga a cada flujo de servicio de usuario, con lo que se mejora la eficiencia de transmisión y se ahorra el ancho de banda de transmisión. Sin embargo, para que la interfaz Iub proporcione las características para mejorar la eficiencia de transmisión, no solamente el RNC y el Nodo B necesitan soportar las características, sino también los nodos de transmisión intermedios necesitan soportar las características. En la práctica, los nodos de transmisión intermedios no soportan las características, lo que hace inaplicable las tecnologías o los nodos de transmisión intermedios son demasiado costosos, lo que aumenta el coste de la transmisión, extremo a extremo, de forma masiva y restringe la aplicación de la tecnología para mejorar la eficiencia de transmisión.

Las dos soluciones para mejorar la eficiencia de transmisión en la técnica convencional se describen a continuación.

(1) Solución de IP compuesto: La solución de IP compuesto (CIP) es aplicable a la transmisión de datos del plano de usuarios de la interfaz Iub, Iur o Iu. La solución de CIP realiza la multiplexación de los paquetes de CIP de diferentes longitudes en un contenedor de CIP, en donde la longitud del contenedor de CIP es variable, según se ilustra en la Figura 3. De este modo, se puede utilizar eficientemente el ancho de banda del enlace y la carga del UDP/IP se distribuye entre múltiples paquetes... [Seguir leyendo]

1. Un método para transmitir datos entre un Controlador de Red de Radio, RNC y un Nodo B, caracterizado porque el método comprende:

la selección (610) de al menos dos entre el Protocolo de Trama, FP, las Unidades de Datos de Protocolos, PDUs, que satisfacen las condiciones de multiplexación entre las FP PDUs que se van a transmitir;

la multiplexación (620) de las FP PDUs seleccionadas y la encapsulación de las FP PDUs multiplexadas como carga útil en un paquete de protocolo de datagramas de usuario, UDP, soportando el paquete UDP un indicador de multiplexación y

la transmisión (630) del paquete UDP que soporta el indicador de multiplexación;

en donde las condiciones de multiplexación comprenden una o cualquier combinación de:

las FP PDUs para multiplexación tienen una misma prioridad;

la longitud de las FP PDUs para multiplexación es menor que un umbral preestablecido y las FP PDUs para multiplexación pertenecen a un mismo tipo de servicio;

en donde el paquete UDP soporta el indicador de multiplexación estableciendo el indicador de multiplexación para el paquete UDP y el establecimiento del indicador de multiplexación para el paquete UDP comprende:

establecer un número de puerto UDP origen y/o un número de puerto UDP de destino del paquete UDP a un valor predeterminado.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la multiplexación de las FP PDUs seleccionadas comprende:

establecer una cabecera de multiplexación para cada FP PDU seleccionada, soportando la cabecera de multiplexación un identificador de usuario, UID, indicativo de un flujo de servicios de datos de usuarios al que pertenece la FP PDU y un campo de longitud indicativo de una longitud de la FP PDU y

la concatenación de cada FP PDU seleccionada y su cabecera de multiplexación. 35

3. El método según la reivindicación 2, en donde el UID es un número de puerto UDP de destino del flujo de servicios de datos de usuarios al que pertenece la FP PDU.

4. El método según la reivindicación 2, en donde:

la cabecera de multiplexación comprende, además, un indicador de extensión y

cuando un valor del indicador de extensión indica la existencia de un campo de extensión, la cabecera de multiplexación comprende, además, el campo de extensión de una longitud preestablecida. 45

5. El método según la reivindicación 4, en donde parte o la totalidad de los bits del campo de extensión y el campo de longitud indican conjuntamente la longitud de la FP PDU correspondiente.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las condiciones de multiplexación comprenden, además:

la longitud de la carga útil del paquete UDP generado después de la multiplexación o la longitud del paquete UDP generado después de la multiplexación es menor que un umbral preestablecido.

7. Un aparato para transmitir datos entre un controlador de red de radio, RNC y un Nodo B, caracterizado porque el aparato comprende:

una unidad de selección (101) , adaptada para seleccionar al menos dos unidades de datos de protocolo de tramas, FP, Unidades de Datos de Protocolos, PDUs, que satisfacen las condiciones de multiplexación entre las FP PDUs a transmitirse;

una unidad de multiplexación (103) , adaptada para la multiplexación de las FP PDUs seleccionadas y para encapsular las FP PDUs multiplexadas como carga útil en un paquete de protocolo de datagramas de usuario, UDP;

una unidad de establecimiento de indicador (104) , adaptada para establecer un indicador de multiplexación para el paquete UDP que utiliza las FP PDUs multiplexadas como carga útil y

una unidad de transmisión (102) , adaptada para transmitir el paquete UDP que soporta el indicador de multiplexación; en donde la unidad de establecimiento de indicador (104) está adaptada para establecer un número de puerto UDP

origen y/o un número de puerto UDP destino del paquete UDP a un valor predeterminado, que es un indicador de multiplexación y en donde las condiciones de multiplexación comprenden una o cualquier combinación de:

las FP PDUs para la multiplexación tienen una misma prioridad; la longitud de las FP PDUs para multiplexación es menor que un umbral preestablecido y las FP PDUs para multiplexación pertenecen a un mismo tipo de servicio.

8. El aparato según la reivindicación 7, en donde la unidad de multiplexación (103) comprende:

una sub-unidad que establece una cabecera de multiplexación para cada FP PDU seleccionada por la unidad de selección, en donde la cabecera de multiplexación soporta un identificador de usuario, UID, indicativo de un flujo de 20 servicios de datos de usuarios al que pertenece FP PDU y un campo de longitud indicativo de una longitud de la FP PDU y

una sub-unidad que realiza la concatenación de cada FP PDU y cada cabecera de multiplexación de FP PDU.

9. El aparato según la reivindicación 8, en donde el UID es un número de puerto UDP de destino del flujo de servicios de datos de usuarios al que pertenece la FP PDU.

Nodo B Nodo B

Figura 1

Plano control red Plano de usuarios

Plano control red radio transporteCapa red radio

Capa de transporte

Capa enlace Capa enlace datos datos Capa física Figura 2

CabeceraCabecera

Cabecera IP Carga útil CabeceraCarga útil

UDP paquete CIP paquete CIP paquete CIP paquete CIP Contenedor CIP

Figura 3

Segmento FP PDUSegmento FP PDUSegmento FP PDU

Carga útil paquete CIP Carga útil paquete CIP Carga útil paquete CIP Carga útil paquete CIP

FP PDU no está segmentada FP PDU está segmentada en tres paquetesFigura 4

Inicio Seleccionar FP PDUs cumpliendo las condiciones de multiplexación entre las FP PDUs a transmitirse Multiplexar las FP DPUs seleccionadas y encapsular las FP PDUs multiplexadas como carga útil en un paquete UDP

Establecer un indicador de multiplexación para el paquete UDP y enviar el paquete UDP

Fin

Figura 6

Flujo de bits Dirección IP origen, dirección IP destino…

Número puerto UDP origen, número puerto UDP destino (2007) …

Cabecera FP-Mux (incluyendo UID y campo longitud)

Cabecera FP-Mux (incluyendo UID y campo longitud) Número de bytes Descripción Cabecera IP

Cabecera UDP

Cabecera FPmux

Carga útil FPmux

Cabecera FPmux

Carga útil FPmux

Flujo servicio usuario Cabecera FP-Mux (incluyendo UID y campo Cabecera FPmux longitud)

Carga útil FPmux

Figura 7

Cabecera FP-Mux

Campo UID (2 bytes) Campo longitud (2 bytes) Figura 8

Inicio Recibir paquetes UDP

Determinar si el paquete UDP soporta un indicador de multiplexación

Demultiplexar el UDP para obtener FP Efectuar lectura de una FP PDU PDUs Fin Figura 9

Aparato de transmisión Figura 10

Aparato de recepción Unida de recepción

Unidad demultiplexación Sub-unidad determinación conclusión

Sub-unidad determinación pertenencia Aparato de recepción

Unidad determinación multiplexación

Sub-unidad lectura cabecera multiplexación

Sub-unidad lectura FP PDU

Figura 11