ES2228596T3 - Procedimiento de radiocomunicacion entre una estacion de base y terminales moviles, y estaciones de base y terminales moviles para la puesta en practica de dicho procedimiento. - Google Patents
Procedimiento de radiocomunicacion entre una estacion de base y terminales moviles, y estaciones de base y terminales moviles para la puesta en practica de dicho procedimiento.Info
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Abstract
Procedimiento de radiocomunicación entre una estación de base y terminales móviles, en el que como mínimo una frecuencia portadora (fCD, fCU) es compartida en intervalos de tiempo, y se forman canales lógicos entre la estación de base y terminales móviles para soportar servicios en relación con dichos terminales móviles, estando formado cada uno de dichos canales lógicos por intervalos de tiempo recurrentes asignados como mínimo a un terminal móvil sobre dicha frecuencia portadora, caracterizado porque los intervalos de tiempo de por lo menos algunos de dichos canales lógicos tienen una frecuencia de recurrencia seleccionada entre varios valores posibles, y porque, para poner en práctica uno de dichos servicios que implica una transmisión de informaciones puestas al día periódicamente, se selecciona entre dichos valores una frecuencia de recurrencia sensiblemente igual al inverso del periodo de puesta en práctica de dichas informaciones, y se forma un canal lógico entre la estación de basey un terminal móvil asignando intervalos de tiempo que tienen la frecuencia de recurrencia seleccionada sobre la frecuencia portadora.
Description
Procedimiento de radiocomunicación entre una
estación de base y terminales móviles, y estaciones de base y
terminales móviles para la puesta en práctica de dicho
procedimiento.
La presente invención se refiere al sector de las
radiocomunicaciones entre estaciones de base y terminales móviles,
utilizando un multiplexado temporal de canales lógicos en una
frecuencia portadora.
Los sistemas de radiocomunicaciones con móviles
utilizan dos métodos principales para la transferencia de la
señalización entre el terminal móvil y la infraestructura de
radio.
En el primer método, las transmisiones de
señalización de la infraestructura de radio hacia el terminal móvil
son no deterministas y el terminal móvil debe permanecer a la
escucha del canal de control, demodular el conjunto de los mensajes
transmitidos por la infraestructura a los diferentes terminales
móviles y escoger los que le conciernen gracias a un mecanismo de
direccionado.
Otro método consiste en asignar, desde el inicio
de la transacción, un canal lógico de señalización enteramente
reservado a dicha transacción entre la infraestructura de radio y
el terminal móvil. Es el método utilizado en particular por el
sistema de radiotelefonía GSM. El canal lógico definido como una la
secuencia regular de intervalos de tiempo ascendentes y descendentes
en los cuales se transmite las informaciones de la infraestructura
hacia un móvil particular y las informaciones de dicho móvil hacia
la infraestructura de radio.
En los sistemas de radiotelefonías que utilizan
este mecanismo, todos los canales lógicos dedicados a las
transacciones con los terminales móviles tienen la misma salida, es
decir, la misma frecuencia de aparición de los intervalos de tiempo
que corresponden al canal de señalización dedicado.
Esta situación está bien adaptada al caso de los
sistemas de radiotelefonía públicos cuya principal función consiste
en establecer llamadas entre los terminales móviles y la
infraestructura de la red pública conmutada. La periodicidad de los
intervalos de tiempo se escoge entonces de manera que permita
tiempos de establecimiento de comunicación lo más cortos posible
ofreciendo simultáneamente un intervalo suficiente entre la
transmisión descendente de la infraestructura de radio hacia el
móvil y la transmisión ascendente del terminal móvil hacia la
infraestructura de radio para que una respuesta de la aplicación
sea disponible y, por lo tanto, que el intervalo de tiempo sea
utilizado de la manera más eficaz posible.
Esta configuración del canal de señalización
dedicado está mucho menos adaptado al caso de las redes de
radiocomunicaciones de utilización profesional, en las que se
ofrece una variedad más grande de servicios y, para los cuales, una
elección única de periodicidad de los intervalos de tiempo en los
canales de señalización dedicados puede conducir a una ineficacia de
la utilización del canal de control.
La presente invención tiene como objetivo
solucionar este inconveniente con la finalidad de ofrecer una
calidad de servicio adaptada siempre al servicio de
telecomunicación utilizado.
De acuerdo con la invención, se propone un
procedimiento de radiocomunicación tal como se indica en la
reivindicación 1.
El procedimiento permite responder a las
necesidades de transmisión variadas entre terminales móviles y una
infraestructura de radio en el caso de redes de radiocomunicación
profesionales, de manera eficaz en términos de utilización de la
banda pasante y de frecuencia de actualización de las
informaciones. Para cada servicio, se puede escoger la frecuencia de
recurrencia de los intervalos de tiempo, que determina la cadencia
de puesta al día de las informaciones y/o el tiempo de respuesta al
servicio.
De esta manera, se pueden gestionar necesidades
de transacciones entre los terminales móviles y la infraestructura
de radio como, por ejemplo, el establecimiento de telecomunicación
con la red telefónica conmutada, o la localización automática de un
terminal móvil, con periodicidades variables que dependen de las
condiciones operativas en las que se encuentra el vehículo que
contiene el terminal móvil o el peatón que es portador de este
terminal. El procedimiento puede ser utilizado además para ofrecer
un servicio de mensajería eficaz a terminales simplificados (del
tipo ""pager"") dispuestos en condiciones habituales para
este tipo de terminales, sin que los otros terminales móviles
queden alterados por la disposición de este tipo de mensajería.
En un modo de realización preferente del
procedimiento, la frecuencia de recurrencia de los intervalos de
tiempo asignados a un terminal móvil en el establecimiento de uno
de dichos canales lógicos es seleccionada entre un conjunto de
valores de la forma 1/T_{k} (k= 1, 2, 3, ...) tales que
T_{k+1}/T_{k} sea un número entero para cualquier valor de k,
siendo T_{1} una periodicidad de base de los intervalos de tiempo
sobre la frecuencia portadora.
La invención se refiere igualmente a una estación
de base de radiocomunicación según la reivindicación 7 y al
terminal móvil de radiocomunicación según la reivindicación 13.
Otras peculiaridades y ventajas de la presente
invención aparecerán en la descripción siguiente de ejemplos de
realización no limitativos, haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es un esquema sinóptico de un
ejemplo de estación de base según la invención;
- la figura 2 es un esquema sinóptico de un
ejemplo de terminal móvil según la invención;
- la figura 3 es un diagrama ilustrativo de la
estructura de tramas transmitidas sobre canales físicos de control
formados en un ejemplo de realización de la invención;
- las figuras 4 y 5 son diagramas ilustrativos,
respectivamente, de dos estructuras de tramas transmitidas en
canales de tráfico formados en un ejemplo de realización de la
invención;
- la figura 6 es un esquema sinóptico más
detallado de la parte de una estación de base según la figura 1 que
trata canales de control dedicados;
- las figuras 7 y 8 son organigramas de
procedimientos de designación y de liberación de canales dedicados
de periodicidad variable.
En la realización que se describe a título de
ejemplo, la estación de base y el terminal móvil representados en
las figuras 1 y 2 permanecen en un sistema de radiocomunicación
profesional que funciona en acceso múltiple con reparto de
frecuencia (FDMA). Se supone, a título ilustrativo, que este sistema
pone en práctica el método de definición de canales que se describe
en la solicitud de patente EP-A-0
896 443, que utiliza para un mismo servicio un canal completo con
una modulación codificada por un código de rendimiento 1/K
(modalidad 2), o bien un canal fraccional de tránsito K veces más
reducido con una modulación no codificada (modalidad 1), con K= 2.
Se toman entonces en consideración intervalos de tiempos
elementales, cuya duración d_{1} es, por ejemplo, de 20 ms,
utilizados en la modalidad 1, e intervalos de tiempo compuestos,
cuya duración d_{2}= K.d_{1} es en este ejemplo de 40 ms,
utilizados en la modalidad 2.
Para cada estación de base se define, en una
frecuencia particular f_{CD}, un canal físico descendente
dedicado a la emisión de informaciones de control. De forma
simétrica, se define un canal físico ascendente en una frecuencia
f_{CU} para la transmisión de informaciones de control de los
terminales móviles hacia la estación de base. Estos canales físicos
de control están subdivididos en canales lógicos de control por
multiplexado temporal. Algunos de estos canales lógicos son canales
comunes, compartidos por los terminales móviles al alcance de la
estación de base. Otros son canales dedicados, que la estación de
base utiliza para comunicar con móviles específicos.
La señal transmitida en cada uno de los canales
físicos de control se presenta en forma de tramas sucesivas
subdivididas en K.M intervalos de tiempo elementales que pertenecen
a canales lógicos distintos. En el ejemplo mostrado en la figura 3,
en el que M= 13, los intervalos elementales indicados F, S0 y P se
refieren a canales comunes descendentes, y los indicados Si (con
1\leqi\leq11) se refieren a canales dedicados
bidireccionales.
Los intervalos F tienen una duración d_{1}' y
se repiten para cada K'.M intervalos de tiempo elementales, con
d_{1}'= d_{1} y K'= K= 2 en el ejemplo de la figura 3. Contiene
un motivo de sincronización formado por una secuencia
predeterminada de bits que permite realizar la sincronización de
frecuencia y temporal de los terminales móviles.
Los intervalos S0 tienen una duración d_{1}' y
se repiten para todos los K'.M intervalos de tiempo elementales.
Contienen informaciones de sistema necesarias para la coordinación
entre los móviles y la estación de base, comprendiendo, por
ejemplo: (i) un campo H de 5 bits que referencia la posición del
intervalo de tiempo S0 en la supertrama corriente (una supertrama
representa el múltiplo común más pequeño entre la periodicidad de
los canales de tráfico y el de los canales de control, es decir,
13x27 intervalos de tiempo compuestos en el ejemplo considerado, es
decir, 14,04 s); (ii) un campo X de 3 bits que referencia la
posición del intervalo de tiempo S0 en un período más largo
(hipertrama), tal como un período de cifrado del interfaz de aire
(de forma típica del orden de una hora); y (iii) un campo R de 3
bits que indica el nivel mínimo de campos recibido para el acceso a
la célula (por ejemplo, cuantificado por soportes de 5 dB).
Los intervalos P sirven en la estación de base
para dirigir mensajes a terminales móviles con los que no se
encuentran en situación de comunicar (paging). En el sentido
ascendente, los intervalos de tiempo elementales que quedan
vírgenes en la figura 3, o los indicados Si (1\leqi\leq11) que
no han sido asignados como canales dedicados, pueden ser utilizados
por los terminales móviles para efectuar accesos aleatorios (canal
común ascendente).
Los intervalos Si (1\leqi\leq11) de los
canales dedicados son utilizados después de un procedimiento de
atribución. Tienen lugar cada uno de ellos dos veces por trama en
el ejemplo considerado. Al ser la trama de control de 520 ms, un
intervalo de tiempo Si, para un valor de i determinado, interviene
como promedio cada 260 ms, con una duración de 100 ms entre la
emisión de un mensaje por la estación de base en un intervalo Si
descendente y la emisión de la respuesta por el terminal móvil en
el siguiente intervalo ascendente Si, y una duración de 140 ms o de
180 ms entre la emisión de un mensaje por el terminal móvil sobre
un intervalo ascendente Si y la emisión de la respuesta por la
estación de base sobre el intervalo siguiente descendente Si.
La estación de base puede establecer además
cámaras de tráfico con uno o varios terminales móviles situados en
su alcance, después de un procedimiento de establecimiento
efectuado por medio de un canal de control dedicado Si. El canal de
tráfico establecido con un terminal es descendente (frecuencia
f_{TD}) y/o ascendente (frecuencia f_{TU}). El canal de tráfico
es multiplexado sobre la frecuencia f_{TD} y/o f_{TU} con
canales de señalización asociados que sirven para intercambiar la
señalización en el curso de comunicación (por ejemplo, mediciones o
mandos para el control de la potencia de radio emitida por los
móviles, señalización de llamada, peticiones y órdenes de cambio de
célula, de agotamiento de alternación, etc.).
Los canales de tráfico ascendente y descendente
pueden tener la estructura de trama representada en la figura 4 que
corresponde en la modalidad 1, o la representada en la figura 5 que
corresponde a la modalidad 2. Cada trama del canal de tráfico tiene
una duración correspondiente a K.Q = 54 intervalos de tiempo
elementales (Q = 27), y está dividida en tres partes de 18
intervalos elementales. En cada una de estas tres partes, los ocho
primeros intervalos de tiempo compuestos son ocupados por el canal
lógico de tráfico. El noveno intervalo de tiempo compuesto está
ocupado por canales de control asociados para las dos primeras
partes, y está desocupado para la tercera parte. Este intervalo
desocupado, rayado en las figuras 4 y 5, constituye una ventana de
exploración durante la cual el terminal móvil cambia de frecuencia
para observar los canales físicos de control de las estaciones de
base de las células adyacentes, con la finalidad de poder efectuar
un cambio de célula, en caso necesario.
En la modalidad 1 mostrada en la figura 4, cada
uno de ocho primeros intervalos de tiempo compuestos de cada tercio
de la trama presenta un intervalo elemental impar para el sentido
descendente y un intervalo elemental par para el sentido
ascendente, referenciados por la letra (T) en la figura. Como
consecuencia, sobre la misma portadora descendente f_{TD}, la
estación de base puede multiplexar un canal lógico de tráfico
establecido con otro terminal móvil. Además, si el terminal es
capaz de pasar de la frecuencia f_{TD} a la frecuencia f_{TU} y
viceversa en el corto lapso de tiempo que separa dos intervalos
elementales, la modalidad 1 permite establecer la comunicación en
dúplex temporal.
En la modalidad 2 mostrada en la figura 5, los
intervalos de tiempo compuestos de las tramas transmitidas sobre
los canales de tráfico no están subdivididas en dos intervalos
elementales. La señal, transmitida con la misma cantidad de
información, el objeto de una modulación codificada con un
rendimiento 1/K = 1/2 tal como se ha indicado en la solicitud de
Patente EP-A-0 896 443, lo que
procura una mejor sensibilidad al receptor. Con esta forma de
funcionamiento, el dúplex temporal anteriormente descrito no puede
ser utilizado. En el caso general en el que los terminales móviles
no son capaces de modular y demodular simultáneamente alrededor de
dos frecuencias portadoras distintas, esta forma de funcionamiento
impone una disciplina de comunicación de tipo alternado.
En la ventana de exploración de una trama de
tráfico, el terminal móvil intenta detectar el motivo de
sincronización emitido en el intervalo de tiempo F de la trama de
control por la estación de base de una célula inmediata. Demodula,
por lo tanto, la señal recibida según la frecuencia f_{CD}
utilizada en esta célula inmediata o vecina. Si se detecta el
motivo de sincronización, el terminal utiliza la misma frecuencia
f_{CD} en la ventana de exploración de una trama siguiente, e
intenta extraer las informaciones del sistema emitidas por la misma
estación de base en su intervalo S0. Si estas informaciones se
reciben bien, el terminal móvil está en condiciones de cambiar de
célula, si ello es necesario.
La ventana de exploración tiene una duración
d_{2} que corresponde a un intervalo de tiempo compuesto, es
decir, k = 2 intervalos elementales. Para asegurar que en el curso
de una supertrama estas ventanas cubren los intervalos de tiempo F
y S0 de las tramas de control descendentes de las células
inmediatas, es aconsejable que la periodicidad de estas ventanas
temporales, y la de los intervalos de tiempo F y S0 sobre el canal
físico de control, expresadas en número de intervalos de tiempo
compuestos, sean las primeras entre ellas. En otros términos, al
ser la periodicidad de las ventanas de exploración Q intervalos
compuestos, y la de los intervalos de tiempos F y S0 siendo M
intervalos compuestos, se escogen los números M y Q primeros entre
sí, lo que es el caso en la realización descrita en la que M = 13 y
Q = 27. El terminal móvil explora entonces las diferentes
frecuencias posibles f_{CD} al ritmo de las supertramas, hasta
detectar el motivo de sincronización emitido en una célula
inmediata.
Además, al intervenir el intervalo de tiempo S0,
p intervalos compuestos después del intervalo de tiempo F sobre la
portadora f_{CD} con p < M (p = 1 en el ejemplo de la figura
3), es aconsejable escoger el entero Q de la forma q.M+p, con un
valor entero de q. Esta condición se cumple en el ejemplo descrito
en el que p = 1, q = 2, M = 13 y q = 27. Por este hecho, cuando el
terminal móvil capta el motivo de sincronización emitido por una
célula en una ventana de exploración, puede captar las
informaciones del sistema emitidas por esta misma célula desde la
ventana de exploración siguiente, lo que minimiza la duración del
proceso de captación.
En la figura 1, el bloque (30) indica la fuente
del motivo de sincronización emitido en los intervalos F, y el
bloque (31) la fuente de las informaciones del sistema emitidas en
los intervalos S0. El bloque (32) muestra esquemáticamente los
circuitos que sirven para tratar las informaciones intercambiadas
en los otros canales de control comunes, en especial de selección y
de acceso aleatorio. El bloque (33) esquematiza los circuitos
consagrados a los tratamientos e intercambios de informaciones en
los canales de control dedicados S1-S11
establecidos con diferentes terminales móviles en la célula. Un
multiplexador (35) recibe las señales suministradas por los bloques
(30) a (33) y construye las tramas descendentes representadas en la
parte superior de la figura 3, bajo el control de un módulo (36) de
sincronización y de gestión de las tramas. El flujo de salida del
multiplexador (35) es facilitado a un modulador (37) que procede a
la modulación alrededor de la frecuencia portadora f_{CD}
facilitada por el módulo de síntesis de frecuencia (38).
Para la recepción sobre el canal de control, la
estación de base presenta un demodulador (49) que demodula la señal
recibida con respecto a la frecuencia portadora f_{CU} facilitada
por el módulo (38), y suministra al demultiplexador (51) las tramas
binarias descendentes que tienen la estructura representada en la
parte inferior de la figura 3. Bajo el control del módulo (36) de
sincronización y de gestión de las tramas, el demultiplexador (51)
extrae las informaciones pertinentes para los canales de control
comunes (32) y los canales de control dedicados (33).
Además del canal físico de control, la estación
de base puede establecer un cierto número de canales de tráfico
con terminales móviles situados a su alcance. En el ejemplo
simplificado que está representado en la figura 1, se considera que
la estación de base utiliza un única frecuencia de tráfico f_{TD}
en sentido descendente y una sola frecuencia de tráfico f_{TU} en
sentido ascendente, designando el bloque (40) los circuitos
supervisados por un módulo (36), que sirven para los tratamientos e
intercambios en estos canales de tráfico y sobre los canales de
control asociados.
Un modulador (41) modula la señal numérica
producida por el bloque (40), que tiene la estructura representada
en la parte superior de la figura 4 ó 5, alrededor de la frecuencia
portadora f_{TD} suministrada por el módulo (38) de síntesis de
frecuencia. Un demodulador (50) recibe del módulo de síntesis (38)
la frecuencia f_{TU} del canal de tráfico ascendente. La señal
numérica resultante, cuya estructura se ha representado en la parte
inferior de la figura 4 ó 5, es dirigida a los circuitos (40) de
tratamiento del canal de tráfico.
Cuando un canal de tráfico ha sido asignado, el
módulo (36) de sincronización y de gestión de las tramas controla
el modulador (41) y el demodulador (50) con la finalidad de activar
la codificación de la modulación y la consideración del esquema de
demodulación correspondiente solamente si se requiere la modalidad
2 (figura 5).
En la práctica, para asegurar el acceso múltiple,
la estación de base comportará varios moduladores (41) y varios
demoduladores (50) que funcionan según las diferentes frecuencias
de tráfico.
Las señales de radio suministradas por los
moduladores (37) y (41) se combinan con el dispositivo sumador
(42). La señal que resulta de ello es convertida en analógica en
(43), y después es amplificada en (44) antes de ser emitida por la
antena (45) de la estación de base. Un duplexador (46) extrae la
señal de radio captada por la antena (45) de la estación de base, y
la facilita a un amplificador (47). Después de numeración (48), la
señal recibida y amplificada es facilitada a los demoduladores (49)
y (50).
Un terminal móvil que comunica con la estación de
base anteriormente indicada puede adaptarse al esquema sinóptico de
la figura 2. La antena (55) está conectada a un duplexador (56)
para separar las señales emitidas y recibidas. La señal recibida es
amplificada en (57), a continuación numerada en (58) antes de ser
dirigida al demodulador (59). El terminal móvil comprende un módulo
(60) de sincronización y de gestión de las tramas, que controla el
módulo (61) de síntesis de frecuencia para que facilite al
demodulador (59) la frecuencia f_{CD} de un canal físico de
control, o bien la frecuencia f_{TD} de un canal de tráfico
descendente asignado al terminal.
Cuando el demodulador (59) funciona a la
frecuencia f_{CD},las tramas de señal numérica, que puede tener
la estructura representada en la parte superior de la figura 3 son
dirigidas a un demultiplexador (64) controlado por el módulo de
sincronización (60) para distribuir las señales salientes de los
diferentes canales lógicos a los bloques (65), (66), (67), (68) que
designan los circuitos, respectivamente, utilizados para detectar
los motivos de sincronización en el canal lógico F, para extraer
las informaciones de sistema del canal lógico S0, para tratar los
canales de control comunes y para tratar el canal de control
dedicado Si eventualmente asignado al terminal. El módulo (60) de
sincronización y de gestión de las tramas controla igualmente un
multiplexador (70) que forma la contribución del terminal a las
tramas ascendentes a la frecuencia f_{CU} (parte inferior de la
figura 3).
Cuando un canal de tráfico ha sido asignado, el
demodulador (59) funciona a la frecuencia f_{TD} (salvo en las
ventanas de exploración), y su señal de salida es dirigida a los
circuitos (71) que tratan el canal de tráfico y los canales de
control asociados (recepción de los canales DT, DL de las figuras 4
y 5). Estos circuitos (71) suministran además el flujo a transmitir
a la frecuencia f_{TU}, representada en la figura 4 ó 5 (canal de
tráfico y canales asociados UL, UT).
El modulador (72) del terminal móvil, controlado
por el módulo (60), recibe o bien el flujo suministrado por el
multiplexador (70) y la frecuencia f_{CU} para la emisión en el
canal físico de control, o bien el flujo suministrado por los
circuitos (71) y la frecuencia f_{TU} para la emisión en el canal
de tráfico. La señal de radio de salida del modulador (72) es
convertida en analógica en (73), y amplificada en (74) antes de ser
emitida por la antena (55).
Cuando un canal de tráfico ha sido asignado, el
módulo (60) de sincronización y de gestión de las tramas controla
el modulador (72) y el demodulador (59) con la finalidad de activar
la codificación de la modulación y la consideración del esquema de
demodulación correspondiente sólo si se requiere la modalidad 2
(figura 5).
En las ventanas de exploración, el módulo (60) de
sincronización y de gestión de las tramas del terminal indica al
módulo de síntesis de frecuencia (61) la frecuencia f_{CD} a
facilitar al demodulador (59), distinto de la frecuencia f_{CD}
de la estación de base. Controla, además, el demultiplexador (64)
para que la señal demodulada sea dirigida al bloque (65) de
detección del motivo de sincronización. Si el motivo de
sincronización no ha sido detectado, el módulo (60) repite el mismo
proceso en el curso de la siguiente ventana de exploración, hasta
que la misma frecuencia f_{CD} ha sido explorada M veces. Cuando
el motivo de sincronización ha sido detectado en una ventana de
exploración (datos (A) en la figura 2), el módulo (60) hace mantener
la misma frecuencia f_{CD} en el curso de la siguiente ventana, y
controla el demultiplexador (64) para que la señal demodulada sea
dirigida al bloque (66) de extracción de las informaciones del
sistema.
En la representación de la figura 6, el bloque
(33) de la figura 1 ha sido dividido en dos partes (33a) y (33b). A
continuación, se comprende por "canal de referencia" un canal
formado, para un índice i determinado, por el conjunto de los
intervalos de tiempo Si sobre una portadora de control f_{CD} y/o
f_{CU}. Se ha observado que la periodicidad media de estos
intervalos de tiempo Si es de T_{1} = 260 ms en cada sentido.
La referencia (33a) indica un módulo destinado a
los tratamientos e intercambios de información en los canales de
control dedicados S1-S11 que constituyen canales de
señalización utilizados para el establecimiento de recursos
dedicados (conexiones) como respuesta a la señalización
intercambiada sobre los canales de control comunes. Un canal de
señalización de este tipo, utilizado en una fase transitoria de
establecimiento de conexión, está constituido de manera típica por
un canal de referencia. El módulo (33a) realiza las operaciones
requeridas por los protocolos de establecimiento de llamada
utilizados en la red.
La referencia (33b) indica un módulo dedicado a
los tratamientos de intercambios de informaciones en canales de
control dedicados que son utilizados a soportar servicios que
implican intercambios periódicos entre infraestructura y terminales
móviles. Un servicio de este tipo utiliza la totalidad o una
fracción solamente de un canal de referencia, en función de la
periodicidad de los intercambios que requiere entre la
infraestructura y el terminal o terminales móviles de
referencia.
Se designa T_{k} las diferentes periodicidades
posibles para los servicios soportados de este modo (1 \leq k
\leq N), con T_{N} > T_{N-1} > ... >
T_{2} > T_{1} = 260 ms. Se escogen preferentemente estas
periodicidades de manera tal que, para 1 < k \leq N, se tenga
T_{k} =
Q_{k}\cdotT_{k-1}=P_{k}\cdotT_{1} siendo
Q_{k} entero y
Para realizar la periodicidad T_{k} (k \geq
1) en el seno de un canal de referencia Si, se utiliza un intervalo
de tiempo Si para cada P_{k} (con P_{1} = 1). Se designa por
C(i) un canal lógico entero, o de rango 1, que corresponde
al canal de referencia Si, y por C(i, q_{2}, ..., q_{k})
un canal lógico fraccionario de rango k > 1 formado por un
intervalo de tiempo Si para cada P_{k}, en el que i indexa el
canal de referencia Si y los enteros q_{n} (1 < n \leq k)
son tales que 0 \leq q_{n}< Q_{n} y que el número
referencia la posición del módulo
P_{k} de los intervalos de tiempo Si asignados al canal en una
multitrama de duración T_{N} que puede corresponder a una o
varias supertramas. Cada uno de los canales C(i, q_{2},
..., q_{k}) de rango k < N puede a su vez estar divido en
Q_{k+1} canales fraccionarios de rango k+1, es decir, C(i,
q_{2}, ..., q_{k}, q_{k-1}) para 0 \leq
q_{k+1} < Q_{k+1}. Cada periodicidad T_{k}(1 \leq
k \leq N) es, por lo tanto, un múltiplo entero o un divisor del
período de las supertramas, lo que permite a las estaciones en
comunicación referenciar los canales fraccionarios con respecto a
la sincronización del
sistema.
\newpage
A título de ejemplo, la red puede soportar un
servicio de localización de ciertos terminales móviles, con una
periodicidad regulable por el usuario. El terminal móvil puede ser
asociado a un receptor de localización de tipo GPS o análogo, que
facilita una estimación de su posición geográfica sobre la base de
señales captadas procedentes de un conjunto de satélites. Al enviar
periódicamente estas estimaciones a la infraestructura, se puede
realizar un seguimiento del portador del terminal móvil. Según las
necesidades del usuario, la puesta al día de las informaciones
transmitidas puede tener lugar con una periodicidad más o menos
grande, por ejemplo, tal como se ha indicado en la Tabla I, en la
que la multitrama corresponde a dos supertramas de 14,04 s.
Cuando se ha escogido un período T_{k}
relativamente largo, un terminal móvil en curso de comunicación es
poco perturbado por el servicio de localización. El corte de la
transmisión de palabra debido al envío del mensaje de localización
en un intervalo de tiempo Si sobre la frecuencia f_{CU} es de 40
ms para cada período T_{k}, lo que es imperceptible si T_{k} es
del orden de una o varias decenas de segundos, sobre todo si se
tiene en cuenta las capacidades de interpolación de la mayor parte
de los codificadores modernos. Eventualmente se puede prever, en el
protocolo de establecimiento de llamada, que la periodicidad
T_{k} del servicio de localización aumente durante el desarrollo
de una comunicación de telefonía.
La figura 6 muestra además dos módulos (77), (78)
que gestionan la asignación de recursos dedicados. El módulo (77)
gestiona de manera clásica la asignación de las frecuencias de
tráfico f_{TD}, f_{TU} en función de las disponibilidades a
medida de las demandas y de las liberaciones de los canales.
El módulo (78) gestiona por su parte la
asignación de los intervalos de tiempo Si sobre las frecuencias de
control f_{CD}, f_{CU} (canales enteros y fraccionarios).
Cuando se recibe una petición de establecimiento de conexión o se
envía a un terminal móvil por el módulo (32), un canal dedicado de
rango 1 es solicitado de inmediato para la continuación del diálogo
de señalización. El módulo de gestión (78) asigna este canal
C(i) y lo indica al módulo (33a) para que lo utilice, y al
módulo (32) para que lo señalice al terminal móvil. Si la petición
se refiere a un canal de tráfico, es tratada por el módulo (77). De
lo contrario, es transmitida al módulo (78) con la periodicidad
deseada T_{k} que ha sido especificada, por la infraestructura o
por el terminal móvil, en el marco de protocolo de establecimiento
de llamada. Después de asignación de un canal lógico C(i,
q_{2}, ..., q_{k}) de rango k por el módulo (78), el
establecimiento de la conexión se termina por el envío de un
identificativo de este canal al terminal móvil así como al terminal
al móvil (33b) para que sea utilizado para las transmisiones
requeridas por el servicio considerado.
La figura 7 muestra un organigrama de un
procedimiento de asignación de los canales dedicados a periodicidad
variable que puede aplicar el módulo (78) como respuesta a un
demanda de canal de rango k \geq 1.
Este procedimiento utiliza para cada rango n
\leq N, una lista L_{n} de canales libres de rango n,
designados por los índices i, q_{1}, ...,q_{n}. Inicialmente,
la lista L_{1} contiene todos los índices i de los intervalos de
tiempo Si, y cada una de las listas L_{n} con n > 1 está
vacía. Como respuesta a la solicitud de canal de rango k \geq 1,
los valores del índice de iteración n son recorridos en sentido
decreciente a partir de n = k (inicialización (80)) hasta encontrar
un canal libre de rango n, después de lo cual se actualizan las
listas L_{n} a L_{k}. Para cada iteración n, se examina si la
lista L_{n} se encuentra vacía (prueba (81)). Si L_{n} se
encuentra vacía y si n = 1 (prueba (82)), el procedimiento de
asignación termina por la no disponibilidad del recurso solicitado.
Si L_{n} se encuentra vacía y si n > 1, el índice n disminuye
en la etapa (83) antes de llegar a la prueba (81) para la iteración
siguiente. Cuando la prueba (81) muestra que la lista L_{n}
contiene uno o varios canales lógicos libres de rango n, uno de
estos canales C(i, q_{2}, ..., q_{n}) es seleccionado y
retirado de la lista L_{n} en la etapa (84), y a continuación el
índice de iteración n es comparado al rango k del canal solicitado
(prueba (85)). Si n = k, el procedimiento se termina por la
asignación del canal lógico C(i, q_{2}, ..., q_{k}) en la
etapa (86). Si n < k, todos los canales hermanos de rango n+1
que se pueden obtener por subdivisión del canal C(i,
q_{2}, ..., q_{n}) (a saber C(i, q_{2}, ..., q_{n},
p) para 0 \leq p < Q_{n+1}) son colocados en la lista
L_{n+1} en la etapa (87), y a continuación el índice n es
incrementado en la etapa (88) antes de volver a la prueba (81) para
la iteración siguiente.
La figura 8 muestra un organigrama de un
procedimiento de liberación de un canal C(i, q_{2}, ...,
q_{k}) de rango k \geq 1 anteriormente asignado. Este
procedimiento puede completar el procedimiento de asignación de la
figura 7.
Como respuesta a la solicitud de liberación del
canal C(i, q_{2}, ..., q_{k}), los valores del índice de
iteración n son recorridos en el sentido decreciente a partir de n
= k (inicialización (90)) hasta n = 1 con la finalidad de
actualizar las listas L_{k} en L_{1}, si ello es necesario.
Para cada iteración n, el canal lógico C(i, q_{2}, ...,
q_{n}) es sustituido en la lista L_{n} en la etapa (91), y
después el índice n es comparado con 1 (prueba (92)). Si n > 1,
se verifica en la prueba (93) si la lista L_{n} contiene todos
los canales lógicos hermanos del canal que ha sido sustituido en
esta lista L_{n}, es decir, todos los canales C(i, q_{2},
..., q_{n-1}, p) para 0 \leq p \leq Q_{n}.
En caso afirmativo, todos estos canales C(i, q_{2}, ...,
q_{n-1}, p) son suprimidos de la lista L_{n} en
la etapa (94), y después el índice n es disminuido en la etapa (95)
antes de volver a la etapa (91) para la iteración siguiente. El
procedimiento de liberación termina cuando la prueba (92) muestra n
= 1 o cuando la prueba (92) muestra que una lista L_{n}
actualizada L_{n} no contiene todos los canales hermanos de
aquellos que han sido reintegrados en esta lista.
Según el orden en el que se han liberado canales
fraccionarios anteriormente asignados, se puede llegar a
situaciones en las que la ocupación de algunos canales de rango
relativamente elevado (con periodicidad prolongada) mal
distribuidos hace indisponible un número excesivo de canales de un
rango más bajo. Para evitarlo, se puede prever que una parte
solamente de los intervalos Si facilite canales fraccionarios y sea
sometido al algoritmo de asignación y deliberación de las figuras 7
y 8. En caso necesario, se puede además prever el recurso a
transferencias de canales ("handovers") en la portadora de
control para reorganizar las listas L_{n} reagrupando los canales
de rango relativamente elevado en las mismas ramas del árbol de
ocupación con la finalidad de liberar los canales de rangos
inferiores.
Se puede utilizar el mismo procedimiento para
poner en práctica un servicio de mensajería ("paging") en
modalidad conectada en destino de terminales o receptores de
mensajería simplificados. Estos terminales de mensajería pueden ser
terminales específicos, cuyas características principales son las
pequeñas dimensiones, el consumo reducido relacionado con un estado
de vigilancia frecuente que limita el consumo medio gracias a la
extinción de la mayor parte de los circuitos a excepción del reloj
de baja frecuencia que controla la actualización periódica y la
presencia de una antena integrada a la caja del terminal cuyo
rendimiento es en general mediocre, con una ganancia generalmente
inferior de 7 a 8 dB con respecto a la ganancia de las antenas de
los terminales móviles. Para ofrecer una cobertura similar a la de
los otros terminales móviles, el sistema de radiocomunicación
utiliza una codificación de canal específico para la transmisión de
datos a destino de los terminales de mensajería. Esta codificación
de elevada ganancia, que ofrece por lo tanto un caudal de datos
reducido, es distinta de la utilizada para los otros terminales
móviles. Además, teniendo en cuenta la reducción de los caudales
necesarios en este tipo de aplicación, en la que el mensaje es
generalmente un mensaje de alerta de las personas en situación
crítica, de naturaleza casi binaria, se escogerá una reducida
periodicidad de los intervalos de tiempo reservados a este
servicio. A título de ejemplo, cada uno de los intervalos contiene
40 bits de información obtenidos a partir de 280 bits, gracias a una
codificación de rendimiento 1/7 que facilita la ganancia de
codificación necesaria para compensar la ganancia reducida de la
antena del terminal de mensajería.
Uno de los canales dedicados fraccionarios
C(ip, qp_{2}, ..., qp_{k}) puede ser reservado a este
servicio de mensajería. Se podrá escoger, según los tiempos de
alerta deseados, una periodicidad T_{k} que va de 2,34 a 28,08
segundos, por ejemplo (T_{3} a T_{6} de la Tabla I). Con la
forma anteriormente descrita de asignar los canales dedicados, es
suficiente excluir el canal fraccional en cuestión en el
procedimiento de asignación de la figura 7 para que los terminales
móviles normales no intenten decodificar los intervalos de tiempo
correspondientes. Para ello, se extraen los canales C(ip,
qp_{2}, ..., qp_{n}) de las listas L_{n} para 1 \leq n
\leq k. En estas condiciones, el funcionamiento de los terminales
móviles normales no está perturbado por la presencia de una
codificación de canal distinta en el canal fraccionario
C(ip, qp_{2}, ..., qp_{k}).
Es suficiente que, de un tiempo a otro, se
transmita una secuencia de bits específica en un intervalo de
tiempo reservado al servicio de clasificación ("paging") para
que los terminales de mensajería reconozcan la presencia de este
canal y se sincronicen para la recepción posterior de las
informaciones.
Las aplicaciones de los canales fraccionales
dedicados descritos anteriormente no son limitativas. Se podrá
igualmente utilizar el procedimiento según la invención para la
realización de sistemas de radiocomunicación profesional en los que
se utilizan algunos terminales para funciones de telecomando o de
telemedición con periodicidades de mando o de transmisión de
informaciones variables, de un terminal a otro o para un mismo
terminal, en función de las circunstancias.
Claims (18)
1. Procedimiento de radiocomunicación entre una
estación de base y terminales móviles, en el que como mínimo una
frecuencia portadora (f_{CD}, f_{CU}) es compartida en
intervalos de tiempo, y se forman canales lógicos entre la estación
de base y terminales móviles para soportar servicios en relación con
dichos terminales móviles, estando formado cada uno de dichos
canales lógicos por intervalos de tiempo recurrentes asignados como
mínimo a un terminal móvil sobre dicha frecuencia portadora,
caracterizado porque los intervalos de tiempo de por lo
menos algunos de dichos canales lógicos tienen una frecuencia de
recurrencia seleccionada entre varios valores posibles, y porque,
para poner en práctica uno de dichos servicios que implica una
transmisión de informaciones puestas al día periódicamente, se
selecciona entre dichos valores una frecuencia de recurrencia
sensiblemente igual al inverso del periodo de puesta en práctica de
dichas informaciones, y se forma un canal lógico entre la estación
de base y un terminal móvil asignando intervalos de tiempo que
tienen la frecuencia de recurrencia seleccionada sobre la
frecuencia portadora.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que la frecuencia de recurrencia de los intervalos de tiempo
asignados al establecimiento de un canal lógico que soporta un
servicio que requiere una transmisión de informaciones puestas al
día periódicamente y seleccionadas entre un conjunto de valores de
la forma 1/T_{k} (k = 1, 2, 3, ...) tales como T_{k+1}/T_{k}
son un número entero para cualquier valor de k, siendo T_{1} una
periodicidad de base de los intervalos de tiempo sobre la frecuencia
portadora.
3. Procedimiento, según la reivindicación 2, en
el que los canales de referencia cuyos intervalos de tiempo tienen
la periodicidad T_{1} son definidos sobre la frecuencia
portadora, y en el que, a medida de la asignación de intervalos de
tiempo que tienen frecuencias de recurrencia de la forma 1/T_{k}
siendo k > 1, se subdividen algunos como mínimo de dichos
canales de referencia para formar los canales lógicos
correspondientes.
4. Procedimiento, según la reivindicación 2 ó 3,
en el que cada periodicidad T_{k} (k \geq 1) es un múltiple
entero o un divisor de un periodo de supertrama igual al menor
común múltiplo de un primer periodo de trama definido para la
partición temporal de dicha frecuencia portadora y de un segundo
periodo de trama definido para la partición temporal de otra
frecuencia portadora que soporta canales de tráfico, especialmente
fónicos.
5. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que uno de dichos servicios es un
servicio de localización de terminal móvil, según el cual un
terminal móvil transmite automáticamente informaciones sobre su
localización geográfica con una periodicidad regulable.
6. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que uno de dichos servicios es un
servicio de mensajería para suministrar periódicamente mensajes a
una categoría particular de terminales móviles.
7. Estación de base de radiocomunicación, que
comprende medios (35, 51) de multiplexado, como mínimo en una
frecuencia portadora (f_{CD}, f_{CU}) de canales lógicos para
soportar servicios en relación con terminales móviles, estando
constituido cada uno de dichos canales lógicos por intervalos de
tiempo recurrentes asignados como mínimo a un terminal móvil sobre
dicha frecuencia portadora, caracterizada porque los
intervalos de tiempo de algunos de dichos canales lógicos tienen
una frecuencia de recurrencia seleccionada entre varios valores
posibles, y porque comprende medios (33a, 78) de establecimiento de
canales, dispuestos para establecer como mínimo uno de dichos
canales lógicos que soporta un servicio que implica una transmisión
de informaciones puestas al día periódicamente, asignando a
intervalos de tiempo cuya frecuencia de recurrencia con respecto a
la frecuencia portadora es seleccionada entre dichos valores, como
sensiblemente el inverso del periodo de puesta al día de dichas
informaciones.
8. Estación de base, según la reivindicación 7,
en la que los medios para el establecimiento de los canales (78)
están dispuestos para asignar intervalos de tiempo cuya frecuencia
de recurrencia es seleccionada entre el conjunto de valores que
adoptan la forma 1/T (k = 1, 2, 3, ...) tales que T_{k+1}/T_{k}
sea un número entero para cualquier valor de k, siendo T_{1} una
periodicidad de base de los intervalos de tiempo sobre la
frecuencia portadora.
9. Estación de base, según la reivindicación 8,
en la que canales de referencia cuyos intervalos de tiempo tienen
la periodicidad T_{1} están definidos sobre la frecuencia
portadora, y en la que los medios de establecimiento de canales
(78) subdividen algunos, como mínimo, de dichos canales de
referencia para formar canales lógicos a medida de la asignación de
intervalos de tiempo que tienen frecuencias de recurrencia de forma
1/T_{k} con k > 1.
10. Estación de base, según una de las
reivindicaciones 8 ó 9, en la que cada periodicidad T_{k} (k
\geq 1) es un múltiplo entero o un divisor de un periodo de
supertrama igual al menor común múltiple de un primer periodo de
trama definido para la partición temporal de dicha frecuencia
portadora y de un segundo periodo de trama definido para la
división temporal de otra frecuencia portadora que soporta canales
de tráfico, en especial fónicos.
11. Estación de base, según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, en la que uno de dichos servicios es un
servicio de localización de terminal móvil, según el cual un
terminal móvil transmite automáticamente informaciones sobre su
localización geográfica, con una periodicidad regulable.
12. Estación de base, según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 11, en la que uno de dichos servicios es un
servicio de mensajería para subministrar periódicamente mensajes a
una categoría específica de terminales móviles.
13. Terminal móvil de radiocomunicación, que
comprende (68) para comunicar mediante, como mínimo, una frecuencia
portadora (f_{CD}, f_{CU}) compartida en intervalos de tiempo,
según, como mínimo, un canal lógico formado con una estación de
base de una infraestructura de radio para soportar un servicio en
relación con el terminal móvil, estando formado dicho canal lógico
por intervalos de tiempo recurrentes asignados al terminal móvil
sobre dicha frecuencia portadora, caracterizado porque los
intervalos de tiempo de dicho canal lógico tienen una frecuencia de
recurrencia seleccionada entre varios valores posibles, y porque
dichos medios están dispuestos para comunicar según dicho canal
lógico, soportando un servicio que implica una transmisión de
informaciones puestas al día periódicamente, en intervalos de tiempo
cuya frecuencia de recurrencia sobre la frecuencia portadora es
seleccionada, entre dichos valores, como sensiblemente inversa del
periodo de puesta al día de dichas informaciones.
14. Terminal móvil, según la reivindicación 13,
en el que la frecuencia de recurrencia de los intervalos de tiempo
que forman dicho canal lógico pertenece a un conjunto de valores
que adopta la forma 1/T_{k} (k = 1, 2, 3, ...) tales que
T_{k+1}/T_{k} sea un número entero para cualquier valor de k,
siendo T_{1} una periodicidad de base de los intervalos de tiempo
sobre la frecuencia portadora.
15. Terminal móvil, según la reivindicación 14,
en el que los canales de referencia, cuyos intervalos de tiempo
tienen la periodicidad T_{1}, están definidos sobre la frecuencia
portadora, y en el que, a medida de la asignación de intervalos de
tiempo que tienen frecuencias de recurrencia de forma 1/T_{k} con
k > 1, por lo menos algunos de dichos canales de referencia están
subdivididos para formar los canales lógicos correspondientes.
16. Terminal móvil, según la reivindicación 14 ó
15, en el que cada periodicidad T_{k} (k \geq 1) es un múltiplo
entero o un divisor de un periodo de supertrama igual al menor
común múltiplo de un primer periodo de trama definido para la
partición temporal de dicha frecuencia portadora y de un segundo
periodo de trama definido para la partición temporal de otra
frecuencia portadora que soporta canales de tráfico, en especial
fónicos.
17. Terminal móvil, según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 16, en el que uno de dichos servicios es un
servicio de localización, según el cual el terminal móvil transmite
automáticamente informaciones sobre su localización geográfica, con
periodicidad regulable.
18. Terminal móvil, según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 16, que forma un receptor de mensajería que
recibe periódicamente mensajes desde la infraestructura de radio
según dicho canal lógico.
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| EP1198906A1 (fr) | 2002-04-24 |
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