ES2244822T3 - Señalizacion de la combinacion del formato de transporte mediante un indicador. - Google Patents

Abstract

Método para transmitir una señal de radio, comprendiendo dicho método llevar a cabo una pila de protocolos que tiene, al menos, con una capa física (403) y una capa de control de acceso al medio (402) que incluye una pluralidad de canales de transporte (405, 406, 407) que son multiplexados para generar un flujo de datos transportados mediante una señal de la capa física, procesándose cada canal de transporte (405, 406, 407) de una forma respectivamente seleccionada, caracterizado por que en dicho flujo de datos se incluye un código que identifica dicha forma seleccionada.

Description

Señalización de la combinación del formato de transporte mediante un indicador.

Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de comunicaciones móviles.

Antecedentes de la invención

El concepto de canales de transporte se conoce a partir de la norma UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System Radio Access Network [Sistema de telecomunicaciones universal de red de acceso radio]). Cada una de estos canales de transporte puede transportar una clase de bits que contenga un diferente requisito de calidad del servicio (QoS). Una pluralidad de canales de transporte puede ser multiplexados y enviarse en el mismo canal
físico.

El documento EP 1009174 describe el preámbulo de las reivindicaciones independientes 1 y 4.

Resumen de la invención

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un sistema en el cual pueden utilizarse conjuntos variables de configuración del canal de transporte.

De acuerdo con la presente invención, se facilita un método de transmisión de una señal de radio de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con la presente invención también se facilita un transmisor de radio de acuerdo con la reivindicación 4.

Preferiblemente, dicha señal de capa física incluye una señal TDMA y dicho código se transmite en emplazamientos predeterminados. Más preferiblemente, dicho código se distribuye sobre una pluralidad de ráfagas, por ejemplo las ráfagas que incluyen un bloque de radio.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra un sistema de comunicaciones móviles de acuerdo con la presente invención.

La figura 2 es un diagrama de bloques de una estación móvil.

La figura 3 es un diagrama de bloques de una estación base transmisora / receptora.

La figura 4 muestra la estructura de tramas utilizada en una realización de la presente invención.

La figura 5 muestra un canal de datos por paquetes en una realización de la presente invención.

La figura 6 muestra la forma de compartir un canal de radio entre dos canales por paquetes en modo de codificación half-rate en una realización de la presente invención.

La figura 7 muestra los niveles inferiores de una capa de protocolo utilizada en una realización de la presente invención.

La figura 8 muestra la generación de una señal de radio mediante una primera realización de la presente invención.

La figura 9 muestra una ráfaga de datos generada por una primera realización de la presente invención.

La figura 10 muestra la generación de una señal de radio mediante una segunda realización de la presente invención.

La figura 11 muestra parte de un proceso de recepción adaptado a la recepción de las señales generadas mediante la segunda realización de la presente invención.

Descripción detallada de la realización preferida

A continuación se describirá, a modo de ejemplo, una realización preferida de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

Haciendo referencia a la Figura 1, una red de telefonía móvil 1 incorpora una pluralidad de centros de conmutación incluyendo un primer y un segundo centros de conmutación 2a, 2b. El primer centro de conmutación 2a se encuentra conectado a una pluralidad de controladores de estación base, incluyendo un primer y un segundo controlador de estación base 3a, 3b. El segundo centro de conmutación 2b se encuentra también conectado a una pluralidad de controladores de estación base (no mostrados).

El primer controlador de estación base 3a se encuentra conectado y controla una estación base transmisora / receptora 4 y una pluralidad de otras estaciones base transmisoras / receptoras. El segundo controlador de estación base 3b se encuentra igualmente conectado y controla una pluralidad de estaciones base transmisoras / receptoras (no mostradas).

En el ejemplo actual, cada una de las estaciones base transmisoras / receptoras presta servicio a una célula respectiva. De este modo, la estación base transmisora / receptora 4 presta servicio a una célula 5. No obstante, una estación base transmisora / receptora puede prestar servicio a una pluralidad de células mediante antenas direccionales. Una pluralidad de estaciones móviles 6a, 6b se encuentran situadas en la célula 5. Se observará que el número y las identidades de las estaciones móviles situadas en cualquier célula dada variará a lo largo del tiempo.

La red de telefonía móvil 1 se conecta a una red telefónica pública conmutada 7 mediante un centro de conmutación de puerta de enlace 8.

Un aspecto del servicio de paquetes de la red incluye una pluralidad de nodos de soporte del servicio de paquetes (de los cuales se muestra solo uno) 9 que se encuentran conectados a las respectivas pluralidades de controladores de estación base 3a, 3b. Al menos un nodo de puerta de enlace de soporte del servicio de paquetes 10 conectada el nodo de soporte del servicio de paquetes 10 o cada uno de ellos a Internet 11.

Los centros de conmutación 3a, 3b y los nodos de soporte del servicio de paquetes tienen acceso al registro de localización de abonados 12.

La comunicación entre las estaciones móviles 6a, 6b y la estación base transmisora / receptora 4 utiliza el método de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).

Haciendo referencia a la figura 2, la primera estación móvil 6a incluye una antena 101, un subsistema de RF 102, un subsistema de DSP (procesamiento de señales digitales) de banda base 103, un subsistema de audio analógico 104, un altavoz 105, un micrófono 106, un controlador 107, un pantalla de cristal líquido 108, un techado 109, una memoria 110, una batería 111 y un circuito de alimentación eléctrica 112.

El subsistema de RF 102 contiene los circuitos de FI y RF del transmisor y del receptor de teléfono móvil, y un sintetizador de frecuencias para sintonizar el transmisor y el receptor de la estación móvil. La antena 101 se encuentra acoplada al sistema de RF 102 para recepción y transmisión de ondas de radio.

El subsistema DSP de banda base 103 se encuentra acoplado al subsistema de RF 102 para recibir de este señales de banda base y para enviar al mismo señales de modulación de banda base. Los subsistemas DSP de banda base 103 incluyen funciones de codificador-decodificador (codec) que son bien conocidas por la técnica.

El subsistema de audio analógico 104 se encuentra acoplado al subsistema DSP de banda base 103 y recibe de este, señales de audio demoduladas. El subsistema de audio analógico 104 amplifica las señales de audio demoduladas y las aplica al altavoz 105. Las señales acústicas detectadas por el micrófono 106 se pre-amplifican en el subsistema de audio analógico 104 y se envían al subsistema DSP de banda base para su codificación.

El controlador 107 controla el funcionamiento del teléfono móvil. Se encuentra acoplado al subsistema de RF 102 para suministrar las instrucciones de sintonización al sintetizador de frecuencias y al subsistema DSP de banda base 103 para facilitar los datos de control y los datos de gestión para la transmisión. El controlador 107 funciona de acuerdo con un programa almacenado en la memoria 110. La memoria 110 se muestra separadamente del controlador 107. No obstante, puede integrarse en dicho controlador 107.

La pantalla 108 se encuentra conectada al controlador 107 para recibir los datos de control y el teclado 109 se encuentra conectado al controlador 107 para facilitar al mismo las señales de datos introducidas por el usuario.

La batería 111 está conectada al circuito de alimentación eléctrica 112 que proporciona una alimentación regulada a los diferentes voltajes utilizados por los componentes del teléfono móvil.

El controlador 107 está programado para controlar la estación móvil en comunicaciones de voz y datos e incluye aplicaciones como, por ejemplo, un navegador WAP que utiliza la capacidad de comunicación de datos de la estación móvil.

La segunda estación móvil 6b está configurada de forma similar.

Haciendo referencia a la figura 3, y de una forma muy simplificada, la estación base transmisora / receptora 4 incluye una antena 201, un subsistema de RF 202, un subsistema de DSP (procesamiento de señales digitales) de banda base 203, un interfaz controlador de la estación base 204 y un controlador 207.

El subsistema de RF 202 incorpora los circuitos de FI y RF del transmisor y del receptor de la estación base transmisora / receptora, así como un sintetizador de frecuencias para sintonizar el transmisor y el receptor de las estaciones base transmisoras / receptoras. La antena 201 está acoplada al subsistema de RF 202 para recepción y transmisión de ondas de radio.

El subsistema DSP de banda base 203 se encuentra acoplado al subsistema de RF 202 para recibir de este señales de banda base y para enviar al mismo señales de modulación de banda base. Los subsistemas DSP de banda base 203 incluyen funciones codificador-decodificador (codec) que son bien conocidas por la técnica.

El interfaz del controlador de la estación base 204 pone en contacto la estación base transmisora / receptora 4 con el controlador de estación base 3a que la controla.

El controlador 207 controla el funcionamiento de la estación base transmisora / receptora 4 y se encuentra acoplado al subsistema de RF 202 para suministrar instrucciones de sintonización al sintetizador de frecuencias y al subsistema DSP de banda base para suministrar datos de control y datos de gestión para su transmisión. El controlador 207 funciona de acuerdo con un programa almacenado en la memoria 210.

Haciendo referencia a la figura 4, cada una de las tramas TDMA utilizadas para la comunicación entre las estaciones móviles 6a, 6b y las estaciones base transmisoras / receptoras 4 incluye 8 divisiones de tiempo de 0,577 ms. Una "multitrama 26" incluye 26 tramas y una "multitrama 51" incluye 51 tramas. Una supertrama consta de 51 "multitramas 26" o de 26 "multitramas 51". Por último, una hipertrama consta de 2048 supertramas.

El formato de los datos incluidos en las divisiones de tiempo varía de acuerdo con la función de la división de tiempo. Una ráfaga normal, es decir una división de tiempo, incluye tres bits de cola, seguidos de 58 bits de datos cifrados, una secuencia de entrenamiento de 26 bits, otra secuencia de 58 bits de datos cifrados y tres bits de cola adicionales. Al final de la ráfaga se incluye un período de protección con una duración de ocho bits y cuarto. Una ráfaga de corrección de frecuencia tiene los mismos bits de cola y el mismo período de protección. No obstante, su cantidad de datos útiles incluye una secuencia fija de 142 bits. Una ráfaga de sincronización es similar a una ráfaga normal a excepción que los datos cifrados se reducen a dos relojes de 39 bits y la secuencia de entrenamiento se sustituye por una secuencia de sincronización de 64 bits. Por último, una ráfaga de acceso incluye 8 bits de cola iniciales, seguidos de una secuencia de sincronización de 41 bits, 36 bits de datos cifrados y otros 3 bits de cola adicionales. En este caso, el período de protección tiene una longitud de 68,25 bits.

Cuando se utiliza para tráfico de voz conmutado por circuitos, el modelo de canalización es como el utilizado en el sistema GSM.

Haciendo referencia a la figura 5, los canales conmutados por paquetes en modo de codificación full-rate utilizan bloques de radio de 124 divisiones distribuidas a través de una "multitrama 51". Las divisiones inactivas siguen a los bloques de radio tercero, sexto, noveno y duodécimo.

Haciendo referencia a la figura 6, en el caso de los canales conmutados por paquetes en modo de conmutación half-rate, tanto dedicados como compartidos, las divisiones se asignan alternativamente a dos subcanales.

Los subsistemas DSP de banda base 103, 203 y los controladores 107 y 207 de las estaciones móviles 6a, 6b y las estaciones base transmisoras / receptoras 4 están configurados para llevar a cabo dos pilas de protocolo. La primera pila de protocolo está destinada al tráfico conmutado por circuito y es sustancialmente la misma que la utilizada en sistemas GSM convencionales. La segunda pila de protocolo está destinada al tráfico conmutado por paquetes.

Haciendo referencia a la figura 7, las capas que interesan al enlace radio entre una estación móvil 6a, 6b y un controlador de estación base 4 son la capa de control de enlace de radio 401, la capa de control de acceso al medio 402 y la capa física 403.

La capa de control de enlace de radio 401 tiene dos modos: transparente y no transparente. En el modo transparente los datos se limitan a pasar hacia arriba o hacia abajo a través de la capa de control de enlace de radio, sin sufrir ninguna modificación.

En el modo no transparente, la capa de control de enlace de radio 401 se encarga de la adaptación del enlace y construye bloques de datos a partir de las unidades de datos recibidas desde niveles superiores, segmentando o concatenando las unidades de datos en la medida necesaria y realiza el proceso recíproco para los datos que se pasan hacia un nivel superior de la pila. También es responsable de la detección de bloques de datos perdidos o de la reordenación de los bloques de datos para la transferencia de sus contenidos a niveles superiores dependiendo de sí se utiliza un modo con acuse de recibo. Esta capa también puede proporcionar un método de corrección de error en modos con acuse de recibo.

La capa de control de acceso al medio 402 es la responsable de asignar los bloques de datos procedentes de la capa de control de enlace de radio 401 a los canales de transporte adecuados y de la transferencia de los bloques de radio recibidos desde los canales de transporte hacia la capa de control de enlace radio 403.

La capa física 403 es responsable de la creación de las señales de radio transmitidas a partir de los datos que pasan hacia los canales de transporte, y del paso de los datos recibidos a través del canal de transporte correcto hasta la capa de control de acceso al medio 402.

Haciendo referencia a la figura 8, los datos generados por las aplicaciones 404a, 404b, 404c se propagan a través de la pila de protocolos hasta la capa de control de acceso al medio 402. Los datos procedentes de las aplicaciones 404a, 404b, 404c pueden pertenecer a cualquier clase perteneciente a una pluralidad de estas y para la cual se requieran diferentes calidades de servicio. Los datos pertenecientes a una pluralidad de clases pueden ser generados por una sola aplicación. La capa de control de acceso al medio 402 dirige los datos procedentes de las aplicaciones 404a, 404b, 404c a los distintos canales de transporte 405, 406, 407 en función de la clase a la que pertenecen.

Cada canal de transporte 405, 406, 407 puede configurarse para el procesamiento de señales de acuerdo con una pluralidad de esquemas de procesamiento 405a, 405b, 405c, 406a, 406b, 406c, 407a, 407b, 407c. La configuración de los canales de transporte 405, 406, 407 se establece durante el establecimiento de la llamada a partir de las funciones de la estación móvil 6a, 6b y de la red y de la naturaleza de la aplicación o aplicaciones 404a, 404b, 404c que se están ejecutando.

Los esquemas de procesamiento 405a, 405b, 405c, 406a, 406b, 406c, 407a, 407b, 407c son combinaciones únicas de comprobaciones de redundancia cíclica 405a, 406a, 407a, de codificación de canales 405b, 406b, 407b y de comparación de frecuencias 405c, 406c, 407c. Estos esquemas únicos de procesamiento se denominarán "formatos de transporte". Puede seleccionarse un esquema de intercalado 405d, 406d, 407d para cada canal de transporte 405, 406, 407. De este modo, los distintos canales de transporte pueden utilizar diferentes esquemas de intercalado y, en realizaciones alternativas, los diferentes esquemas de intercalado pueden ser utilizados en diferentes ocasiones por el mismo canal de transporte.

La frecuencia de datos combinada producida para los canales de transporte 405, 406, 407 no debe ser superior a la del canal o canales físicos asignados a la estación móvil 6a, 6b. Esto establece un límite a las combinaciones de formatos de transporte que pueden permitirse. Por ejemplo, si existen tres formatos de transporte TF1, TF2, TF3 para cada canal de transporte, podrían ser válidas las tres combinaciones siguientes:

TF1 TF1 TF2

TF1 TF3 TF3

Pero no

TF1 TF2 TF2

TF1 TF1 TF3

Los datos generados mediante los procesos de intercalado de canales de transporte son multiplexados mediante un proceso de multiplexado 410 y, a continuación, se someten a un intercalado adicional 411.

Un indicador de combinación de formato de transporte se genera mediante un proceso de generación de indicador de combinación de formato de transporte 412 a partir de la información procedente de la capa de control de acceso al medio y codificada mediante un proceso de codificación 413. El indicador de combinación de formato de transporte se inserta en la cadena de datos mediante un proceso de inserción del indicador de combinación de formato de transporte con posterioridad al intercalado adicional 411. El indicador de combinación de formato de transporte se distribuye a través de un bloque de radio con unas porciones situadas en posiciones fijas en cada ráfaga en cualquiera de los lados de los símbolos de entrenamiento (figura 9) en este ejemplo. Por lo tanto, el indicador de combinación de formato de transporte completo tiene lugar a intervalos fijos, es decir en la longitud del bloque correspondiente a 20 ms. Esto hace posible garantizar la detección del indicador de combinación de formato de transporte cuando se utilizan diferentes tipos de intercalado, como por ejemplo intercalado en diagonal de 8 ráfagas y intercalado rectangular de 4 ráfagas. Teniendo en cuenta que el indicador de combinación de formato de transporte no está sujeto a un intercalado variable, puede ser fácilmente localizado por la estación receptora y utilizarse para controlar el procesamiento de los datos recibidos.

La ubicación de los datos correspondientes a cada canal de transporte dentro del flujo de bits multiplexado puede ser determinada por una estación receptora a partir del indicador de combinación de formato de transporte y del conocimiento del proceso de multiplexado, que es determinístico.

En los párrafos que anteceden, el canal o subcanal físico está destinado a una estación móvil específica para una llamada específica. Cuando se comparten canales y subcanales físicos, es necesario que las estaciones móviles sepan cuándo pueden acceder al enlace ascendente. A estos efectos, durante el funcionamiento con canales compartidos, se incluyen banderas de estado de enlace ascendente para cada bloque de radio descendente. Este indicador señala a la estación móvil receptora sí puede comenzar a enviar datos en el siguiente bloque de radio enlace ascendente. Con fines de compatibilidad con las estaciones móviles GPRS y EGPRS, los indicadores de estado de enlace ascendente ocupan preferiblemente las mismas posiciones de bits que las especificadas para EGPRS, es decir los bits de datos 150, 151, 168, 169, 171, 172, 174, 175, 177, 178 y 195 de cada ráfaga de 348 bits de datos cuando se utiliza la modulación 8PSK. Cuando se utiliza la modulación GMSK, la situación resulta más complicada debido a que se utilizan diferentes ubicaciones de bits para las diferentes ráfagas, si bien en una forma cíclica general. Más específicamente, en un ciclo de 4 ráfagas los bits 0, 51, 56. 57, 58 y 100 se utilizan en la primera ráfaga, los bits 35, 56, 57, 58, 84 y 98 se utilizan en la segunda ráfaga, los bits 19, 56, 57, 58, 68 y 82 se utilizan en la tercera ráfaga, y los bits 3, 52, 56, 57, 58 y 66 se utilizan en la cuarta ráfaga.

Igualmente se incluyen indicadores de estado de enlace descendente en las ráfagas de radio enlace descendente para indicar a qué estación móvil está destinada una ráfaga. Estos indicadores siempre tienen la misma ubicación en las ráfagas, de forma que una estación móvil receptora pueda localizarlos fácilmente. En la realización preferida, los indicadores de enlace ascendente y de enlace descendente tienen la misma correlación en las estaciones móviles 6a, 6b.

Una estación móvil 6a, 6b que utiliza un subcanal compartido incluye su identificador que se utiliza para el control del acceso al enlace ascendente y al enlace descendente descritos anteriormente, en su propia transmisión. Nuevamente, este identificador está ubicado en una posición predeterminada dentro de cada ráfaga. Aunque por lo general la red conocerá la identidad de la estación móvil transmisora 6a, 6b debido a que ha programado la transmisión, la corrupción de las transmisiones procedentes de la estación base transmisora / receptora podría tener como resultado la transmisión de una estación móvil equivocada. La inclusión del identificador permite de esta forma que la estación base transmisora / receptora identifique la estación móvil transmisora a partir de la señal recibida, y que posteriormente decodifique el bloque actual, comenzando por la lectura del indicador de combinación de formato de transporte y seleccionando posteriormente los procesos de decodificación del canal de transporte correctos dependiendo de la identidad del estación móvil transmisora 6a, 6b y del indicador de combinación de formato de transporte decodificado.

Haciendo referencia a la figura 10, en otra realización, la capa de control de acceso al medio 402 puede soportar una pluralidad de conjuntos de combinaciones de formatos de transporte activas 501, 502. Cada conjunto de combinaciones de formato de transporte 501, 502 es aplicable para transmitir acuerdo con una técnica de modulación diferente, por ejemplo GMSK y 8PSK. Todas las combinaciones de formato de transporte activas 501, 502 se establecen durante la configuración de la llamada.

Las señales que se encuentran en un canal de control procedentes de la red y destinadas a una estación móvil 6a, 6b hacen que la estación móvil 6a, 6b cambie las técnicas de modulación y, en consecuencia, los conjuntos de combinaciones de formato de transporte 501, 502. Las señales de control pueden ser generadas en respuesta a la calidad de la transmisión o los niveles de congestión. La estación móvil 6a, 6b también puede decidir unilateralmente qué técnica de modulación va a utilizar.

Haciendo referencia a la figura 11, en una estación receptora que puede ser una estación móvil 6a, 6b o una estación base transmisora / receptora 4 se aplica una señal recibida a los procesos de demodulación 601, 602 para cada tipo de modulación. Los resultados de los procesos de demodulación 601, 602 se analizan 603, 604 para determinar qué técnica de modulación se ha utilizado y, a continuación, se extrae el indicador de combinación de formato de transporte 605 de los datos de salida de las señal demodulada correspondiente utilizándose para el control del procesamiento adicional de la señal.

Claims (7)

1. Método para transmitir una señal de radio, comprendiendo dicho método llevar a cabo una pila de protocolos que tiene, al menos, con una capa física (403) y una capa de control de acceso al medio (402) que incluye una pluralidad de canales de transporte (405, 406, 407) que son multiplexados para generar un flujo de datos transportados mediante una señal de la capa física, procesándose cada canal de transporte (405, 406, 407) de una forma respectivamente seleccionada, caracterizado porque en dicho flujo de datos se incluye un código que identifica dicha forma seleccionada.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dicha capa física incluye una señal TDMA y dicho código se transmite en emplazamientos predeterminados del flujo de datos.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2 en el que dicho código se distribuye sobre una pluralidad de ráfagas.

4. Transmisor de radio que comprende circuitos de transmisión de radio (101, 202) y medios de procesamiento (103, 107, 203, 207), estando configurados los medios de procesamiento (103, 107, 203, 207) para llevar a cabo una capa de protocolo que tiene, al menos, una capa física (403) y una capa de control de acceso al medio (402) incluyendo una pluralidad de canales de transporte (405, 406, 407) que son multiplexados para obtener un flujo de datos que se transporta mediante una señal de la capa física, procesándose cada canal de transporte (405, 406, 407) de una forma seleccionada respectiva, caracterizado porque los medios de procesamiento (103, 107, 203, 207) están configurados para incluir en dicho flujo de datos un código que identifica dichas formas seleccionadas.

5. Transmisor de radio de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha señal de capa física incluye una señal TDMA y dicho código, siendo transmitido dicho código en emplazamientos predeterminados del flujo de datos.

6. Transmisor de radio de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicho código se distribuye sobre una pluralidad de ráfagas.

7. Sistema que comprende un receptor de radio y un transmisor de radio, siendo el transmisor de radio como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6.