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DESCRIPCION
Equipo de usuario y metodo para recuperacion eficiente de datos almacenados temporalmente en un Nodo B despues de atender un cambio de celda de un canal compartido de enlace descendente de alta velocidad
Campo de la invencion
La presente invencion esta relacionada con el campo de las comunicaciones inalambricas. Mas espedficamente, la presente invencion esta relacionada con una recuperacion eficiente de los datos almacenados temporalmente despues de un traspaso en un sistema inalambrico que distribuye datos desde un punto intermedio. Un ejemplo de este tipo de sistema son los sistemas de tercera generacion (3G) con un controlador de red remoto (RNC) acoplado a uno o mas Nodos B, los cuales se encuentran a su vez acoplados de forma inalambrica a una pluralidad de Equipos de Usuario (UE), utilizan tecnicas de modulacion y codificacion adaptativa (AMC) y peticion de repeticion automatica tnbrida (H-ARQ).
Antecedentes
Una Red de Acceso Radio Terrestre Universal 3G (UTRAN) comprende varios RNC, cada uno de los cuales puede estar acoplado a varios Nodos B. Un Nodo B es una entidad que comprende una o mas estaciones base, cada una de las cuales gestiona trafico para una o mas celdas.
Los sistemas FDD y TDD de 3G utilizan tfpicamente el RNC para almacenar temporalmente y planificar transmisiones de datos hacia el UE. Sin embargo, para los canales de alta velocidad de los sistemas moviles 3G, el Nodo B almacena temporalmente y planifica los datos para su transmision. Uno de estos canales de alta velocidad es, por ejemplo, el Canal Compartido del Enlace Descendente de Alta Velocidad (HS-DSCH). Como los datos son distribuidos por el Nodo B, es necesario almacenar temporalmente en el Nodo B los datos para su transmision. Una consecuencia de esta arquitectura es que el RNC no dispone de un estado actualizado de las transmisiones de Unidades de Paquetes de Datos (PDU) controladas por el Nodo B. Por lo tanto, cuando se produce un traspaso entre celdas, es necesario coordinar la planificacion de transmisiones de datos con el cambio de celda. En otro caso, despues del cambio de celda sena necesario volver a sincronizar la transmision de datos para evitar perdida o duplicacion de los datos transmitidos. En las redes 3G, el RNC controla el traspaso entre celdas. Como el RNC que controla la celda en la que se encuentra el UE puede cambiar, existe la posibilidad de que se puedan perder o duplicar datos como resultado del traspaso. El problema se complica debido a la arquitectura por la cual existen varios Nodos B asociados con cada RNC. Como resultado de traspasos de celda del UE existe una probabilidad mucho mayor de que un UE movil necesite un cambio de Nodo B en lugar de un cambio de RNC.
El HS-DSCH utiliza AMC para permitir una transmision de datos de alta velocidad y H-ARQ para aumentar la probabilidad de exito en la entrega de datos. La ejecucion de un cambio de celda del HS-DSCH se produce cuando el UE tiene que cambiar la celda asociada con el punto de acceso UTRAN que esta llevando a cabo la transmision y recepcion del enlace de radio HS-DSCH de servicio. La ejecucion de un cambio de celda del HS- DSCH se invoca cuando en una celda alternativa se pueden obtener unas condiciones del canal ffsico mejoradas y/o una capacidad ffsica mejorada. A diferencia de otros canales de las redes 3G que terminan en el RNC dentro de UTRAN, el HS-DSCH termina en el Nodo B.
Existen dos tipos de cambios de celda del HS-DSCH. La ejecucion de un cambio de celda del HS-DSCH Intra Nodo B se produce cuando el UE cambia entre dos celdas que se encuentran asociadas al mismo Nodo B. La ejecucion de un cambio de celda del HS-DSCH Inter Nodo B se produce cuando el UE cambia entre dos celdas que se encuentran asociadas a Nodos B diferentes. En un cambio de celda Inter Nodo B, el Nodo B antes de la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH se denomina Nodo B origen, y el Nodo B despues de la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH se denomina Nodo B destino.
Existen entidades de Control de Enlace Radio (RLC) equivalentes en ambos RNC y UE que proporcionan una funcion de peticion de repeticion automatica (ARQ) para la transmision de datos. La entidad RLC de envfo incluye un numero de secuencia (SN) en la cabecera PDU, el cual es utilizado por la entidad RLC de recepcion para asegurar que no se pierde ninguna PDU en la transmision. Si se pierde alguna PDU durante la transmision, detectado por recibir PDU fuera de secuencia, la entidad RLC de recepcion envfa una PDU de informe de estado para informar a la entidad RLC de envfo que se han perdido varias pDu. La PDU de informe de estado se utiliza para describir el estado de la transmision de datos. Identifica los SN de las PDU que se han perdido o recibido. Si se ha perdido una PDU, la entidad RLC de envfo retransmitira a la RLC de recepcion un duplicado de la PDU perdida.
Tambien es posible que la entidad RLC de envfo solicite una PDU de informe de estado a la entidad RLC de recepcion, o que se generen periodicamente informes de estado. La funcion de peticion le proporciona un mecanismo a la entidad RLC de envfo para solicitar el estado de las transmisiones de PDU.
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La funcion H-ARQ en el Nodo B tambien proporciona retransmision de transmisiones fallidas. Aunque la operacion H-ARQ elimina algunas transmisiones fallidas y aumenta la probabilidad de entrega satisfactoria de datos, es la capa del protocolo RLC la que en ultima instancia asegura una entrega satisfactoria.
Debido a los cambios dinamicos en las condiciones de propagacion, el cambio de celda de HS-DSCH se debe realizar de forma rapida con el fin de mantener la calidad del servicio. Durante la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH, es posible que el UE detenga la transmision y recepcion en la celda origen antes de que se hayan transmitido satisfactoriamente todas las PDU almacenadas hasta ese momento en el Nodo B origen. Como el Nodo B origen realiza una planificacion y un almacenamiento temporal de los datos, y como las tasas de datos son muy altas (por ejemplo, 10 Mb/s o mayores), cuando el UE lleva a cabo la ejecucion de un cambio de celda del HS-DSCH (especialmente para un traspaso Inter Nodo B), existe la posibilidad de que se pierda una cantidad considerable de datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen. Una razon para esta perdida de datos es que dentro de la arquitectura UTRAN no existe ningun mecanismo para transferir al Nodo B destino los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen. Al realizar un cambio de celda del HS-DSCH, el RNC no tiene informacion de cuantos, si existen, datos se han perdido debido a que el RNC no tiene informacion sobre la planificacion de transmision de datos del Nodo B ni si el UE ha confirmado satisfactoriamente la transmision. Por lo tanto, cuando se almacenan temporalmente datos en el Nodo B origen al realizar un cambio de celda del HS- DSCH para mantener una transmision sin perder datos, el RLC del RNC debe recuperar estos datos.
Actualmente existen dos formas preferidas en las que los sistemas de la tecnica anterior gestionan la recuperacion de los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen. Despues del cambio de celda del HS-DsCH: 1) el RNC puede solicitar de forma explfcita una PDU de estado al UE; o 2) el RNC puede simplemente comenzar a transmitir donde lo dejo en la celda origen y una entrega fuera de secuencia detectada por el UE generara la PDU de estado.
En el primer caso, en el que el RNC solicita explfcitamente una PDU de estado consultando al UE, el RNC debe esperar en primer lugar hasta que el canal ffsico se haya establecido en la nueva celda. A continuacion, se envfa la peticion de PDU de estado y el UE la recibe y procesa. El UE genera la PDU de estado y la devuelve al RNC, el cual procesa la PDU de estado y determina que PDU es necesario retransmitir.
En el segundo caso, en el que el RNC simplemente comienza a transmitir PDU donde lo dejo en la celda origen, el UE reconoce la entrega de datos fuera de secuencia y genera una PDU de estado que envfa al RNC. El RNC procesa la PDU de estado y determina que PDU es necesario retransmitir.
En cualquiera de los dos casos, si es necesario recuperar los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen, entonces se procesara una PDU de estado, pero la recepcion correcta por parte del UE de los datos retransmitidos se retrasara de forma considerable. Esto es debido al retardo en la generacion de la PDU de estado por parte del UE y en la recepcion de la PDU de estado en el RNC.
Si la transmision se esta realizando en el modo confirmado del RLC, los datos no pasan a las capas superiores hasta que se puede realizar una entrega de datos en secuencia. En consecuencia, sera necesario que el UE almacene temporalmente los datos fuera de secuencia hasta que se puedan retransmitir las PDU que faltan. Esto no provoca unicamente un retardo de la transmision, sino que requiere que el UE disponga de una memoria que sea lo suficientemente grande como para almacenar temporalmente datos hasta que se puedan entregar de forma satisfactoria los datos almacenados en el Nodo B origen. En caso contrario, se reduce la tasa de transmision de datos efectiva, afectando de este modo a la calidad de servicio. Como la memoria es muy cara, esta es una restriccion de diseno no deseable.
El documento del 3GPP TS 25.308 V5.2.0 (2002-03), de 31 de marzo de 2002 (2002-03-31), paginas 1-30, XP002375677, divulga la realizacion de mecanismos de cambios de celda del HS-DSCH utilizando una funcion de consulta para obtener el estado de la transmision de datos al UE en el nivel RLC.
En consecuencia, los metodos de la tecnica anterior para recuperar datos que estan almacenados temporalmente en un Nodo B origen antes de la transferencia a un Nodo B destino tienen consecuencias muy indeseadas. Es deseable disponer de un sistema y un metodo en el que se puedan recuperar de forma mas eficiente los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen con un menor retardo para mantener de forma apropiada los requisitos de calidad de servicio del usuario.
Resumen
La presente invencion es un metodo y un equipo de usuario (UE) de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Implementa una serie de acciones con el fin de reducir la latencia y prevenir potencialmente la perdida de transmisiones de PDU durante la realizacion de un procedimiento de cambio de celda del HS-DSCH. Se introduce un nuevo criterio para la generacion por parte del UE del informe de estado de las PDU de RLC. El UE genera por sf mismo informes de estado de las pDu tan pronto como sea posible despues de la notificacion de cambio de celda del HS-DSCH indicada por el procedimiento de traspaso RRC con el fin de recuperar de
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forma mas eficiente los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen. El estado de las PDU se puede emitir para cada instancia RLC de modo de confirmacion (AM) asociada con el canal de transporte HS-DSCH.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento eficiente de acuerdo con la presente invencion para recuperar de forma eficiente los datos almacenados temporalmente del Nodo B despues de un cambio de celda del HS-DSCH.
La Figura 2 es un diagrama de flujo de un metodo alternativo en el que el RNC espera una PDU de estado antes de iniciar la transmision de datos nuevos en la celda de destino.
Descripcion detallada del/de los modo(s) de realizacion preferido(s)
El modo de realizacion preferido de la presente invencion se describira haciendo referencia a las figuras en las que siempre los mismos numeros representan los mismos elementos.
De acuerdo con la presente invencion, con el fin de reducir la latencia para que el RNC obtenga el estado de las PDU y recupere los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen, despues de la ejecucion de un cambio de celda del HS-DSCH, el UE le envfa por sf mismo al RNC el estado de las PDU despues de la notificacion del cambio de celda del HS-DSCH indicada por el procedimiento del RRC. La generacion del estado de las PDU se puede aplicar para cada instancia RLC AM asociada con el canal de transporte HS-DSCH.
Haciendo referencia al diagrama de flujo de la Figura 1, se muestra un metodo 10 para recuperar de forma eficiente los datos almacenados temporalmente del Nodo B de acuerdo con la presente invencion. El RNC detecta la necesidad de ejecutar un cambio de celda del HS-DSCH (paso 12). A continuacion, el Nodo B es informado sobre la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH (paso 14). El UE es informado de la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH, tal como se indica a traves del mensaje de Peticion RRC (paso 16). Se debe observar que tambien es posible invocar el paso 16 antes del paso 14 sin consecuencias adversas.
Despues de que el UE haya recibido el mensaje de peticion RRC en el paso 18, con el fin de reducir el retardo para recuperar los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen, el UE genera por sf mismo un informe de estado (paso 20) indicando el estado de las PDU RLC tan pronto como sea posible despues de la notificacion del cambio de celda del HS-DSCH indicada por el procedimiento RRC. El UE no espera ninguno de los activadores de la tecnica anterior para generar una PDU de estado, (por ejemplo, una peticion por parte del RNC para generar una PDU de estado o la deteccion por parte del UE de la entrega de datos fuera de secuencia).
En el UE existen muchos metodos alternativos diferentes que puede implementar el UE para iniciar la generacion de un informe de estado de PDU despues de la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH. No obstante, en la presente solicitud se presentan varios ejemplos. Preferiblemente, como una primera opcion, el MAC-hs informa al RLC una vez que ha vaciado sus memorias temporales de reordenacion. Una segunda opcion es que el RRC informe al RLC del procedimiento RRC de Nivel 3 (L3) indicando la ejecucion del cambio de celda del HS-DSCH. En tercer lugar, la capa ffsica puede informar al RLC de la recepcion de los canales de control HS-DSCH en la celda de destino, o la capa ffsica puede informar al RLC al cambiar el control HS-DSCH a la celda de destino.
Alguien experimentado en la tecnica debena comprender sin lugar a dudas que pueden existir otros metodos para iniciar el mensaje de estado de las PDU RLC a enviar del UE al RNC. Como resultado de este procedimiento, se genera el estado de las PDU y se envfa al RNC (paso 22) con menor retardo, lo que da como resultado una recuperacion mas eficiente de los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen.
De acuerdo con el paso 22, existen varias alternativas para que el UE le envfe al RNC el informe de estado de las PDU. Estos metodos de envfo de la PDU de estado son ejemplos de como se puede enviar la PDU de estado del UE al RNC y no son primordiales en la invencion, la cual esta relacionada con la generacion de una PDU de estado con un nuevo criterio. Preferiblemente el UE genera un informe de estado RLC para cada instancia RLC AM asociada al canal de transporte HS-DSCH.
En una segunda alternativa, el UE envfa un informe de estado de PDU mediante el primer mensaje del enlace ascendente existente desde el UE al RNC tan pronto como se obtenga un informe de estado. Para los cambios de celda de servicio Intra Nodo B, (y asumiendo que no han cambiado los parametros de canal de transporte y de portadora de radio del HS-DSCH), el mensaje en el DCCH es "PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE (reconfiguracion de canal ffsico completa)". Si han cambiado los parametros de canal de transporte y de portadora de radio del HS-DSCH y/o cambia la celda de servicio Inter Nodo B, el mensaje en el DCCH es "TRANSPORT CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE (reconfiguracion de canal de transporte completa)". El estado de las PDU se puede identificar en cualquiera de los mensajes de senalizacion RRC. La entidad RRC RNC informa a continuacion al RLC del estado de las PDU con el fin de continuar la transmision al Nodo B destino.
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En una tercera alternativa, el UE envfa el informe de estado sobre un nuevo mensaje de senalizacion L3 sobre el DCCH desde el UE al RNC. Este nuevo mensaje es enviado desde la capa de Control de Recursos Radio (RRC) del UE a la capa RRC del RNC. El RNC informa a continuacion del estado de las PDU a la capa RLC para continuar la transmision al Nodo B destino. En este caso, el mensaje de estado de las PDU que se muestra en la Figura 1 puede comprender dos mensajes independientes "RRC Complete (RRC Completo)" y "RLC Status (Estado de RLC)".
Se debe observar que el formato espedfico del informe de estado de las PDU puede variar. Por ejemplo, el formato de los informes de estado de las PDU puede incluir: 1) el numero de secuencia (SN) de las ultimas PDU entregadas correctamente en secuencia; 2) el SN mas alto de las PDU recibidas correctamente; 3) los SN de las PDU que no se han recibido correctamente, (esto es, PDU perdidas) hasta el SN mas alto de la PDU que se ha recibido correctamente; 4) o una lista de listas de SN de las PDU que se han recibido correctamente.
Una vez que el RNC ha recibido el mensaje que incluye el estado de las PDU, el RLC RNC procesa el mensaje de estado de las PDU (paso 24) para determinar las PDU perdidas. En este momento el RNC comprueba los datos que se han perdido como resultado del cambio de celda y se los puede retransmitir al UE (paso 26). Se debe observar que el mensaje puede ser de muchas formas y no esta limitado unicamente a incluir el informe de estado de PDU.
Tambien se debe observar que, en este modo de realizacion de la presente invencion, el RNC, entre los pasos 16 y 24, puede continuar reenviando datos en la celda de destino para la transmision al UE. Como los datos se encontraran fuera de secuencia si no se han transmitido correctamente todos los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen, el RLC del UE estara forzado a almacenar temporalmente los datos con el fin de mantener la entrega en secuencia a las capas superiores. Esto requiere que el UE disponga de suficiente memoria para almacenar las PDU fuera de secuencia. Despues de cualquier perdida de datos secuenciales, la transmision esta limitada a la capacidad de la memoria del Ue hasta que se hayan transmitido correctamente los datos secuenciales perdidos.
Haciendo referencia al diagrama de flujo de la Figura 2, se muestra un metodo 40 de recuperacion eficiente de datos almacenados temporalmente en un Nodo B de acuerdo con un modo de realizacion alternativo de la presente invencion. Este metodo 40 es parecido al metodo 10 que se muestra en la Figura 1, y son identicos los pasos de la Figura 2 que se etiquetan iguales que en la Figura 1. Sin embargo, de acuerdo con este modo de realizacion de la presente invencion, el metodo 40 incluye un nuevo paso 17 en el que el RNC suspende todas las transmisiones del HS-DSCH del enlace descendente al UE hasta que en el paso 24 se haya procesado el mensaje de estado de las PDU. Este modo de realizacion minimiza el retardo para la retransmision de los datos almacenados temporalmente del Nodo B origen y limita la cantidad de datos que se deben almacenar temporalmente en el UE.
Con respecto a la minimizacion del retardo, el Nodo B desconoce los numeros de secuencia de la transmision RLC y la planificacion de la transmision dentro del Nodo B esta basada en FIFO. Por lo tanto, si los datos son reenviados por el RNC en la celda destino antes de haber procesado el estado de las PDU, se enviaran primero. Este encolamiento de los datos en el Nodo B provoca un posible retardo adicional de la retransmision de los datos almacenados temporalmente en el Nodo B origen.
La presente invencion puede ser aplicable a cambios de celda HS-DSCH tanto en cambios de celda Inter Nodo B como en cambios de celda Intra Nodo B. Como en el caso de Intra Nodo B puede no ser posible para el Nodo B redirigir a la celda de destino los datos del HS-DSCH almacenados temporalmente debido a problemas de diseno internos, el RNC puede indicar la necesidad de generacion de estado de las PDU para ambos casos. Tambien es posible que el UE no sea capaz de diferenciar entre un cambio de celda Inter Nodo B y un cambio de celda Intra Nodo B, lo cual tambien provocana la generacion de un estado de las PDU para ambos casos Inter e Intra. La PDU de estado enviada en dicho modo sera util en el cambio de celda Inter Nodo B o en el caso de Intra Nodo B en el que los datos almacenados temporalmente no se puedan cambiar a la celda de destino.
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Lista detallada de
1. Un sistema para facilitar un cambio de celda de un canal compartido del enlace descendente de alta velocidad (HS-DSCH), incluyendo el sistema un controlador de red remoto (RNC) acoplado a al menos un Nodo B, estando dicho Nodo B acoplado, ademas, a al menos un equipo de usuario (UE), comprendiendo el sistema:
una unidad de control de recursos radio (RRC), situada en el RNC, para determinar cuando es necesario un cambio de celda del HS-DSCH y para generar una notificacion de dicho cambio de celda;
una unidad de control situada dentro de dicho UE para recibir dicha notificacion y generar un mensaje de estado que indica el estado de cada PDU, y para enviar dicho mensaje de estado a dicho RNC; y
una unidad de control en dicho RNC para leer dicho mensaje de estado y retransmitir las PDU al UE en funcion de dicho mensaje de estado.
2. Un metodo para un cambio de celda de un canal compartido del enlace descendente de alta velocidad (HS-DSCH) en un sistema con un controlador de red remoto (RNC) acoplado a al menos un Nodo B, el cual se encuentra acoplado, ademas, a al menos un equipo de usuario, comprendiendo el metodo:
detectar en el RNC la necesidad de un cambio de celda del HS-DSCH;
notificar al UE dicho cambio de celda;
determinar el estado de los datos recibidos en el UE;
generar un informe de estado basandose en dicho estado de recepcion de datos en el UE;
transmitir dicho informe de estado desde el UE al RNC;
determinar en dicho RNC basandose en dicho informe de estado los datos que hay que transmitir al UE.
3. Un UE que facilita un cambio de celda de un canal compartido del enlace descendente de alta velocidad (HS-DSCH) desde una celda origen a una celda de destino que comprende:
medios en dicho UE para determinar cuando es necesario un cambio de celda;
medios para determinar el estado de los datos transmitidos al UE antes de dicho cambio de celda;
medios para generar un informe de estado basandose en dicha determinacion;
medios para transmitir dicho informe de estado.
4. El UE del punto 3, por el cual dichos datos comprenden unidades de paquetes de datos (PDU).
5. El sistema del punto 4, en donde dicho informe de estado comprende una PDU de estado.
6. El sistema del punto 3, por el cual dichos primeros medios de determinacion comprenden medios para recibir un mensaje de peticion que indica un cambio de celda del HS-DSCH.