ES2215894T3 - Numeracion de paquetes de datos en transmision de datos por conmutacion de paquetes. - Google Patents

Numeracion de paquetes de datos en transmision de datos por conmutacion de paquetes.

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ES2215894T3 ES01925613T ES01925613T ES2215894T3 ES 2215894 T3 ES2215894 T3 ES 2215894T3 ES 01925613 T ES01925613 T ES 01925613T ES 01925613 T ES01925613 T ES 01925613T ES 2215894 T3 ES2215894 T3 ES 2215894T3
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Juha Kalliokulju
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Abstract

Método para numeración de paquetes de datos en la transmisión de datos conmutadas por paquetes en relación a una conmutación, en el que la responsabilidad para una conexión es transferida de la conexión entre una estación móvil (MS) y una primera red de telecomunicación inalámbrica a la conexión entre dicha estación móvil (MS) y una segunda red de telecomunicación inalámbrica, en cuya primera red de telecomunicación inalámbrica un espacio numérico de paquetes de datos disponible para la numeración de paquetes de datos es mayor que un espacio numérico de paquetes de datos de la segunda red de telecomunicación inalámbrica, caracterizado por limitar la numeración de paquetes de datos en la primera red de telecomunicación inalámbrica asociando números a los paquetes de datos de la primera red de telecomunicación inalámbrica, cuyos números no excedan el valor máximo del espacio numérico de paquetes de la segunda red de telecomunicación inalámbrica.

Description

Numeración de paquetes de datos en transmisión de datos por conmutación de paquetes.
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a la transmisión de datos conmutados por paquetes y, más precisamente, a la optimización de la numeración de paquetes de datos, particularmente en relación a una transmisión fiable (con acuse de recibo).
En el desarrollo de los denominados sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación, para los que al menos se utilizan los términos UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles) e IMT-2000 (International Mobile Telephone System) (Sistema Internacional de Teléfonos Móviles), un punto de partida ha sido que deberían ser compatibles, tanto como sea posible, con los sistemas de comunicación móvil de segunda generación, tales como el GSM (Global System for Mobile Communication) (Sistema Global de Comunicación Móvil). La red de núcleo UMTS, por ejemplo, está planificada para ser ejecutada a partir de la red de núcleo GSM, y por tanto, las redes ya existentes pueden ser utilizadas tan eficazmente como sea posible. Adicionalmente, un propósito es permitir que las estaciones móviles de tercera generación utilicen una conmutación (handover) entre el UMTS y el GSM. Esto se aplica también a la transmisión de datos conmutados por paquetes, particularmente entre los UMTS y GPRS (Servicio General de Radio en Paquetes), que está planificado para ser utilizado en el GSM.
En la transmisión de datos conmutados por paquetes, puede utilizarse una transmisión fiable, es decir, con acuse de recibo, o una transmisión no fiable, es decir, sin acuse de recibo. En la transmisión de datos fiables, el recipiente transmite un acuse de recibo de los paquetes de datos recibidos de la PDU (Unidad de Datos de Protocolo) al transmisor, y el transmisor puede transmitir la pérdida o los paquetes de datos defectuosos de nuevo. En el sistema GPRS, el sub-protocolo LLC (Logical Link Control) (Control de Enlace Lógico) de los GPRS es responsable de la fiabilidad y del acuse de recibo de la transmisión de paquetes de datos. En una conmutación inter-SGSN (Serving GPRS Support Node) (Servicio de Nodo de Soporte GPRS) en el sistema GPRS, la fiabilidad de la transmisión de datos es asegurada por medio de un protocolo de convergencia SNDCP (Sub-Network Dependent Convergence Protocol) (Protocolo de Convergencia Dependiente de la Sub-Red) por encima del protocolo LLC. Un número de N-PDU de 8 bits (PDU Red) está asociado a los paquetes de datos, y a partir de este número, pueden comprobarse los paquetes de datos transmitidos al recipiente.
En el UMTS de acuerdo con las especificaciones actuales, la fiabilidad en la transmisión de datos conmutados por paquetes está asegurada por un número de secuencia RLC de la capa RLC (Radio Link Control) (Control de Enlace de Radio) del protocolo de datos en paquetes. A este respecto, la capa RLC del UMTS de corresponde con la capa LLC del GPRS. En el UMTS, la fiabilidad en una conmutación entre los nodos de servicio está asegurada por medio del protocolo de convergencia PDCP (Protocolo de Convergencia de Datos en Paquetes) por encima de la capa RLC. En la capa PDCP del UMTS, un número de paquete de datos de 16 bits está asociado con el paquete de datos de la capa de protocolo de convergencia PDCP, y este número PDCP-PDU forma un número de paquetes de datos correspondiente lógicamente al número N-PDU del GPRS, y a partir de este número, se comprueba en la conmutación que todos los paquetes de datos han sido transferidos de forma fiable.
En la conmutación de GPRS a UMTS, los números N-PDU de 8 bits son convertidos en el nodo de servicio 3G-SGSN que soporta los UMTS a números PDCP-PDU de 16 bits, que son utilizados para reconocer los paquetes de datos recibidos. Correspondientemente, en la conmutación desde el UMTS al GPRS, los números de PDCP-PDU de 16 bits son convertidos en nodo de servicio 3G-SGSN en números N-PDU de 8 bits que son transmitidos al nodo de servicio 2G-SGSN del GPRS y que se utilizan, por consiguiente, para acusar de recibo de los paquetes de datos. Los números de N-PDU de 8 bits son convertidos en números PDCP-PDU de 16 bits por extensión del valor del número N-PDU por los ocho bits más significativos, teniendo cada uno valor cero. La conversión de los números PDCP-PDU de 16 bits a números N-PDU de 8 bits se realiza correspondientemente ignorando los ocho bits más significativos del valor del número PDCP-PDU. A medida que se inicia la conmutación, los paquetes de datos PDU son colocados en una memoria intermedia para esperar hasta que la responsabilidad para la conexión haya sido transferida al nodo de servicio SGSN de otro sistema, y los paquetes de datos transmitidos pueden borrarse de la memoria intermedia cuando se obtenga desde el recipiente un acuse de recibo de los paquetes de datos recibidos.
Un problema en la disposición anterior es la creación de números N-PDU a partir de números PDCP-PDU. Debido a un retardo en el sistema, la memoria intermedia puede contener un gran número de paquetes de datos PDCP-PDU. El espacio numérico de paquetes de datos que puede utilizarse para la numeración de los paquetes de datos PDCP-PDU en UMTS es mayor (16 bits) que el espacio numérico de paquetes de datos (8 bits) utilizado para la numeración de N-PDU en el sistema GPRS. Si el número de los paquetes de datos almacenados temporalmente PDCP-PDU excede el número que puede expresarse con ocho bits, dos o más paquetes de datos pueden tener el mismo número N-PDU, puesto que los ocho bits más significativos son ignorados en los 16 bits de los números PDCP-PDU. Por tanto, el recipiente no puede definir ya de forma no ambigua el número PDCP-PDU original a partir del número N-PDU del paquete de datos recibido, ni del paquete de datos a acusar recibo, y la fiabilidad de la conmutación no puede asegurarse ya.
El documento WO 9908457 describe un método para asignar permanentemente un identificador de protocolo único para las transmisiones PTM-M (Multidifusión punto a multipunto) con el fin de permitir que una estación móvil reciba un PTM-M en un estado vacío.
El documento WO 9922557 describe un método para asignar al menos un identificador de punto de acceso a cada usuario e intercambiar uno o más mensajes de establecimiento entre las capas de red.
Breve descripción de los dibujos
El objeto de la invención es, por tanto, proporcionar un método y un aparato mejorados que ejecutan el método para evitar los problemas anteriores. Los objetos de la invención son alcanzados por un método y un sistema, que se caracterizan por lo que se indica en las reivindicaciones independientes. Las formas de realización preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.
La invención se basa en la idea de que la utilización de un espacio numérico de 16 bits está limitado en la numeración PDCP-PDU, al menos en la conmutación desde el UMTS hasta el GPRS, de tal forma que la conversión de los números PDCP-PDU de acuerdo con los números de UMTS a N-PDU de acuerdo con el sistema GPRS se realiza de forma no ambigua. De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, el número máximo de paquetes de datos sin acuse de recibo PDCP-PDU a transferir para la capa RLC a transmitir se limita de tal manera que el número PDCP-PDU de cada paquete de datos sin acuse de recibo puede convertirse de forma no ambigua en un número N-PDU de 8 bits.
El método y el sistema de la invención proporcionan como ventaja que puede asegurarse una transmisión de datos fiable en la conmutación de UMTS al sistema GPRS. Una ventaja adicional es que los paquetes de datos que deben reconocerse y borrase de la memoria intermedia pueden ser definidos de forma no ambigua. Aún otra ventaja es que de acuerdo con las formas de realización de la invención, pueden utilizarse los números PDCP-PDU de 16 bits la mayor parte del tiempo en una transmisión de datos UMTS normales, y están previstos para uso durante la conmutación solamente números de PDCP-PDU de 8 bits.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirá la invención más detalladamente en relación a las formas de realización preferidas, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
La figura 1 muestra un diagrama de bloques de la estructura del sistema GSM/GPRS.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de la estructura del UMTS.
Las figuras 3a y 3b muestran apilamientos de protocolo de las conexiones de datos del usuario de GPRS y UMTS.
La figura 4 muestra un diagrama de señalización de un proceso de conmutación de la técnica anterior del sistema UMTS al GPRS.
La figura 5 muestra un diagrama de señalización de la transmisión fiable de datos y el acuse de recibo de paquetes de datos en la transmisión de datos PDCP.
La figura 6 muestra un diagrama de señalización de un acuse de recibo de paquete de datos dependiente del tamaño de una ventana de transmisión.
Descripción detallada de la invención
La invención se describirá ahora a modo de ejemplo en relación a los servicios de radio por paquetes de acuerdo con el UMTS y el sistema GPRS. No obstante, la invención no está limitada solamente a estos sistemas, sino que puede aplicarse a cualquier método de transmisión de datos conmutados por paquetes que requiere una adaptación de numeración de paquetes de datos para una conmutación entre sistemas. La invención puede aplicarse particularmente a una conmutación fiable entre el UMTS y el GPRS. Por tanto, el término "PDCP" utilizado en esta descripción puede ser sustituido, donde sea posible, por SNDCP de función GPRS correspondiente. Adicionalmente, el término "estación móvil de sistema dual" utilizado en esta aplicación se refiere típicamente a una estación móvil capaz de funcionar tanto en la red UMTS como en la red GSM/GPRS, pero la invención puede aplicarse también a las estaciones móviles de otros sistemas de telecomunicación que tienen los mismos problemas en la transmisión de datos entre sistemas.
La figura 1 ilustra cómo el sistema GPRS está incorporado en la base del sistema GSM. El sistema GSM comprende estaciones móviles MS, que comunican con las estaciones del transceptor (transmisor-receptor) de base BTS en la trayectoria radio. Un controlador de la estación de base BSC está conectado con varias estaciones de transceptor de base BTS, que utilizan radiofrecuencias y canales controlados por el controlador de la estación de base BSC. Los controladores de la estación de base BSC comunican a través de un interfaz A con un centro de conmutación de servicios móviles MSC, que es responsable de los establecimientos de conexión y de las llamadas de encaminamiento a las direcciones correctas. Las dos bases de datos que comprenden información sobre los abonados móviles son utilizadas como ayuda: un registro de localización local HLR con información sobre todos los abonados de la red de comunicación móvil y los servicios a los que están abonados, y un registro de localización de visitante VLR con información sobre las estaciones móviles que visitan el área de un cierto centro de conmutación de servicios móviles MSC. El centro de conmutación de servicios móviles MSC está relacionado con otros centros de conmutación de servicios móviles a través de un centro de conmutación de servicios móviles de acceso internacional GMSC y con una red de teléfono fijo PSTN (Public Switched Telephone Network) (Red Telefónica Pública Conmutada). Una descripción más detallada del sistema GSM puede encontrarse en las memorias descriptivas ETSI/GSM y en el documento The GSM System for Mobile Communications, M. Mouly and M. Pautet, Palaiseau, Francia 1992, ISBN: 2-9571190-07-7.
El sistema GPRS conectado a la red GSM comprende dos funciones casi independientes: un nodo de soporte GPRS de acceso GGSN y un nodo de soporte GPRS de servicio SGSN. La red GPRS puede comprender varios nodos de acceso y nodos de servicio, y típicamente varios nodos de servicio SGSN están conectados a un nodo de acceso GGSN. Ambos nodos SGSN y GGSN funcionan como encaminadores que soportan la movilidad de la estación móvil, controlan el sistema de comunicación móvil y encaminan los paquetes de datos a las estaciones móviles, independientemente de su localización y del protocolo utilizado. El nodo de servicio SGSN se comunica con la estación móvil MS a través de la red de comunicaciones móviles. La conexión con la red de comunicaciones móviles (interfaz Gb) es establecida típicamente a través de o bien la estación de transceptor de base BTS o el controlador de la estación de base BSC. La función del nodo de servicio SGSN es detectar las estaciones móviles en su área de servicio que son capaces de conexiones GPRS, enviar los paquetes de datos y recibir los paquetes de datos desde estas estaciones móviles y supervisar la posición de las estaciones móviles en su área de servicio. Adicionalmente, el SGSN de nodo de servicio se comunica con el centro de conmutación de servicios móviles MSC y el registro de localización visitante VLR a través de un interfaz de señalización Gs y con el registro de localización local HLR a través de un interfaz Gr. Existen también registros GPRS que contienen los contenidos de los protocolos de datos del paquete específicos de abonado almacenados en el registro de localización local HLR.
El nodo de acceso GGSN funciona como un acceso entre la red GPRS y una red de datos externa PDN (Red de Datos de Paquetes). La red de datos externa puede ser, por ejemplo, la red GPRS de otro operador de red, Internet, una red X.25 o una red de área local privada. El nodo de acceso GGSN comunica con estas redes de datos a través de un interfaz Gi. Los paquetes de datos a transferir entre el nodo de acceso GGSN y el nodo de servicio SGSN son encapsulados siempre de acuerdo con la norma GPRS. El nodo de acceso SGSN contiene también las direcciones PDP (Protocolo de Datos en Paquetes) y datos de encaminamiento, es decir, las direcciones SGSN, de las estaciones móviles GPRS. Los datos de encaminamiento son utilizados para unir paquetes de datos entre la red externa y el nodo de servicio SGSN. La red de núcleo GPRS entre el nodo de acceso GGSN y el nodo de servicio SGSN es una red que utiliza un protocolo IP, preferentemente, IPv6 (Protocolo de Internet, versión 6).
En la transmisión de datos conmutados por paquetes, el término "contexto" es utilizado generalmente para la conexión entre un terminal y una dirección de red, cuya conexión está prevista por una red de telecomunicación. El término hace referencia a un enlace lógico entre las direcciones objetivo, a través del cual los paquetes de datos de enlace son transmitidos entre las direcciones objetivo. Este enlace lógico puede existir, incluso aunque no se trasmitan paquetes, y, por tanto, no priva a las otras conexiones de la capacidad del sistema. A este respecto, el contexto se diferencia por ejemplo de una conexión conmutada por circuito.
La figura 2 es una simplificación de cómo una red UMTS de tercera generación puede formarse en relación a una red de núcleo GSM desarrollada adicionalmente. En la red de núcleo, el registro de localización de visitantes/ centro de conmutación de servicios móviles 3G-MSC/VLR se comunica con el registro de localización local HLR y preferentemente también con un punto de control de servicio SCP de la red inteligente. Se establece una conexión desde el nodo de servicio 3G-SGSN hasta el PDN de redes de datos externos de un modo completamente semejante al sistema GPRS, es decir, a través de un interfaz Gn hasta el nodo de acceso GGSN, desde el que existe una conexión adicional hasta las redes de datos externas PDN. Las conexiones de 3G-MSC/VLR de centro de conmutación de los servicios móviles y el nodo de servicio 3G-SGSN a la UTRAN de red de radio (Red de Acceso de Radio Terrestre UMTS) se establecen a través del interfaz lu, que, comparado con el sistema GSM/GPRS, combina las funcionalidades de los interfaces A y Gb, además de lo cual las funcionalidades completamente nuevas pueden crearse para el interfaz lu. La red de radio UTRAN comprende varios subsistemas de red de radio RNS, que comprenden adicionalmente controladores de red de radio RNC, y, en conexión con ellos, las estaciones de base BS, para las que también se utiliza el término "Nodo B". Las estaciones de base están en conexión radio con el equipo del usuario UE, típicamente las estaciones móviles MS.
Las figuras 3a y 3b muestran los apilamientos de protocolo de GPRS y UMTS, respectivamente, y las memorias descriptivas de estos apilamientos son utilizadas para la transmisión de datos de usuario en estos sistemas. La figura 3a ilustra un apilamiento de protocolo entre la estación móvil MS y el GGSN de nodo de acceso en el sistema GPRS, siendo utilizado el apilamiento de protocolo para la transmisión de datos de usuario. La transmisión de datos entre la estación móvil MS y el sistema de la estación de base de la red GSM sobre el interfaz de radio Um se realiza de acuerdo con el protocolo GSM convencional. En el interfaz Gb entre el sistema de la estación de base BSS y el SGSN de nodo de servicio, la capa de protocolo más baja se ha dejado abierta, y o bien se utiliza el protocolo AMT o el protocolo de Frame Relay (retransmisión o repetición de trama) para la segunda capa. La capa BSSGP (Protocolo de GPRS del Sistema de Estación de Base) anterior proporciona los paquetes de datos a transmitir con especificaciones en relación con el encaminamiento y la calidad del servicio y con señalizaciones en relación con el acuse de recibo de los paquetes de datos y la gestión de interfaz Gb.
La comunicación directa entre la estación móvil MS y el nodo de servicio SGSN es definida en capas de dos protocolos, SNDCP (Protocolo de Convergencia Dependiente de Sub-Red) y LLC (Control de Enlace Lógico). Los datos del usuario transmitidos en la capa SNDCP son segmentados a una o más unidades de datos SNDC, por lo que los datos de usuario y el campo de cabecera TCP/IP o el campo de cabecera UDP/IP asociados a ello pueden comprimirse opcionalmente. Las unidades de datos SNDC son transmitidas en tramas LLC, que están asociadas a información de dirección y de control esencial para la transmisión de datos, y en cuyas tramas, pueden cifrarse las unidades de datos SNDC. La función de la capa LLC es mantener la conexión de transmisión de datos entre la estación móvil MS y el nodo de servicio SGSN para retransmitir los tramas dañadas. El nodo de servicio SGSN es responsable de encaminar los paquetes de datos que llegan desde la estación móvil MS más allá hasta el GGSN de nodo de acceso correcto. Se utiliza un protocolo de encapsulación (Protocol Tunnelling GTP, GPRS) (Encapsulación de Protocolo GTP, GPRS) en esta conexión, recubriendo y encapsulando todos los datos de usuario y señalizando que se transmiten a través de la red de núcleo GPRS. El protocolo GTP es accionado por encima del IP utilizado por la red de núcleo GPRS.
Un apilamiento de protocolo de la figura 3b utilizado en la transmisión de datos de usuario conmutados por paquetes UMTS es mucho más parecido al apilamiento de protocolo del GPRS, aunque con ciertas diferencias substanciales. Como puede observarse a partir de la figura 3b, en el UMTS, el nodo de servicio 3G-SGSN no establece ya una conexión directa en ninguna capa de protocolo al equipo de usuario UE, tal como la estación móvil MS, pero todos los datos son transmitidos a través de la red de radio UTRAN. El nodo de servicio 3G-SGSN funciona principalmente como un encaminador que transmite los paquetes de datos de acuerdo con el protocolo GTP a la red de radio UTRAN. En el interfaz Uu entre la red de radio UTRAN y el equipo del usuario UE, se realiza una transmisión de datos de nivel más bajo de la capa física de acuerdo con el protocolo WCDMA o el protocolo TD-CDMA. Las funciones de las capas RLC y MAC por encima de la capa física son muy similares a las de las capas correspondientes del GSM, aún de tal manera que las funcionalidades de la capa LLC son delegadas a la capa RLC de los UMTS. Con respecto al sistema GPRS, la capa PDCP por encima de estas sustituye principalmente la capa SNDCP y las funcionalidades de la capa PDCP son muy similares a las funcionalidades de la capa SNDCP.
El diagrama de señalización de la figura 4, ilustra una conmutación del UMTS al GPRS de la técnica anterior. Una conmutación de este tipo tiene lugar cuando la estación móvil MS se mueve durante una transmisión de datos en paquetes desde la célula UMTS a la célula GSM/GPRS, que utiliza un nodo de servicio diferente SGSN. La estación móvil MS y/o las redes de radio MSS/UTRAN deciden realizar una conmutación (etapa 400). La estación móvil transmite al nuevo nodo de servicio 2G-SGSN una petición para actualizar el área de encaminamiento (Petición Actualización RA, 402). El nodo de servicio 2G-SGSN transmite al nodo de servicio antiguo 3G-SGSN una petición de contexto de nodo de servicio que define la gestión de movilidad y el contexto PDP de la estación móvil (Petición de Contexto SGSN, 404). El nodo de servicio 3G-SGSN transmite el subsistema de red de radio SRNS (RNS de Servicio), de manera más precisa sus controladores de red de radio SRNC (RNC de servicio), responsables de la conexión de datos por paquetes, una petición de contexto SRNS (406) en respuesta a lo cual el SNRS interrumpe la transmisión de los paquetes de datos a la estación móvil MS, sitúa los paquetes de datos a transmitir en la memoria intermedia y transmite una respuesta (Respuesta de Contexto SRNS, 408) al nodo de servicio 3G-SGSN. En esta conexión, el subsistema de red de radio SRNS, por ejemplo, convierte los números PDCP-PDU 16 bits de los paquetes de datos a situar en la memoria intermedia en números de N-PDU de 8 bits ignorando los ocho bits más significativos. Habiendo recibido la información sobre la gestión de movilidad y el contexto PDP de la estación móvil MS, el nodo de servicio 3G-SGSN le informa al nodo de servicio 2G-SGSN (Respuesta de Contexto SGSN, 410).
Si es necesario, el nodo de servicio 2G-SGSN puede autenticar la estación móvil desde el registro de localización local HLR (Funciones de Seguridad, 412). El 2G-SGSN de nuevo nodo de servicio informa al nodo de servicio 3G-SGSN antiguo de estar preparado para recibir los paquetes de datos de los contextos PDP activados (Acusar recibo Contexto SGSN, 414), en respuesta a lo cual el nodo de servicio 3G-SGSN solicita al SRNS del subsistema de red de radio (Acusar de recibo de contexto SRNS, 416a) la transmisión de los paquetes de datos de la memoria intermedia al nodo de servicio 3G-SGSN (Transmitir paquetes, 416b), que los dirige hasta el nodo de servicio 2G-SGSN (Transmitir paquetes 418). El nodo de servicio 2G-SGSN y el nodo de acceso GGSN actualizan el contexto PDP de acuerdo con el sistema GPRS (Actualizar Petición/Respuesta del Contexto PDP, 420). Después de esto, el nodo de servicio 2G-SGSN informa al registro de localización local HLR del nuevo nodo de accionamiento (Actualizar GPRS, 422), y la conexión entre el nodo de servicio 3G-SGSN antiguo y se desconecta el subsistema de red de radio SRNS (424a, 424b, 424c, 424d), los datos del abonado requeridos son transmitidos al nuevo nodo de servicio 2G-SGSN (426a, 426b), y el registro de localización local HLR reconoce el nuevo nodo de servicio 2G-SGSN (Actualizar Acusar de recibo de Localización GPRS, 428).
Después de esto, el nodo de servicio 2G-SGSN comprueba los derechos de abonado de la estación móvil MS y el lugar de la estación móvil MS en su área y crea un enlace lógico entre el nodo de servicio 2G-SGSN y la estación móvil MS, después de lo cual la petición para actualizar el área de encaminamiento requerida por la estación móvil MS puede aceptarse (RA Aceptar Actualización, 430). En esta conexión, la información sobre la recepción de éxito de los paquetes de datos se transmite a la estación móvil MS, habiendo sido transmitidos los paquetes de datos por la estación móvil MS al subsistema de red de radio SRNS del sistema UMTS antes de iniciar el proceso de conmutación. Dichos paquetes de datos son identificados a partir de los números N-PDU convertidos de la forma anterior. La estación móvil MS reconoce la aceptación de la petición para actualizar el área de encaminamiento (Completar Actualización RA, 432), por lo que la información es transmitida al nodo de servicio 2G-SGSN donde la estación móvil MS ha recibido con éxito los paquetes de datos, cuyo nodo de servicio 3G-SGSN se ha transmitido a través del subsistema de red de radio SRNS antes de iniciar el proceso de conmutación. La estación móvil MS identifica los paquetes de datos con los números de N-PDU de 8 bits. Después de ello, en el nuevo nodo de servicio 2G-SGSN puede iniciarse la transmisión de los paquetes de datos a través del sistema de estación de base (434).
La formación de números N-PDU de 8 bits a partir de los números de PDCP-PDU de 16 bits y los problemas resultantes se ilustran en la siguiente tabla.
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La tabla muestra, a modo de ejemplo, cómo los números decimales representados con 16 bits son convertidos para ser representados con 8 bits del modo anterior. Puesto que solamente se tienen en cuenta los 8 bits menos significativos, los cien completos de 100 a 800 representados con 16 bits obtienen en la representación de 8 bits valores diferentes, que permanecerán como 255. El problema se ilustra adicionalmente por los números 94, 350, 606 y 862, que, cuando se representa con 16 bits, forman la misma representación binaria de 8 bits que obtiene el valor 94. Por tanto, si la memoria intermedia contiene casi 900 unidades de datos PDCP-PDU, las unidades de datos que tienen los números PDCP-PDU mencionados anteriormente son representadas de manera similar con 8 bits. Cuando el recipiente reconoce los paquetes de datos recibidos con éxito al transmisor, el transmisor no puede concluir a partir de los números de 8 bits con acuse de recibo de forma no ambigua, cuyo paquete de datos puede borrarse de la memoria intermedia.
La figura 5 ilustra cómo se acusa recibo de la transmisión de datos y cuántos paquetes de datos se propagan, cuando la transmisión con acuse de recibo es utilizada en la transmisión de datos PDCP. Una entidad PDCP recibe del usuario una petición (PDCP-DATA. petición, 500) para transmitir los paquetes de datos, y en unión con esta petición son recibidos también los paquetes de datos PDCP-SDU (Unidad de Datos de Servicio) que son denominados también N-SDU, puesto que son paquetes de datos de la capa de red. La entidad PDCP comprime el campo de cabecera de los paquetes de datos y transmite los paquetes de datos PDCP-PDU formados de este modo y los datos de identificación del enlace de radio a la capa RLC (RLC-AM-DATA.petición, 502). Para hacerlo de forma simple, la capa RLC es responsable de la transmisión de los paquetes de datos PDCP-PDU (enviar, 504), y para el acuse de recibo de una transmisión de éxito (enviar acuse de recibo, 506). En la entidad PDCP, los paquetes de datos N-SDU son situados en la memoria intermedia, de la que no son borrados hasta recibir el acuse de recibo de la capa RLC (RLC-AM-DATA.conf., 508) de modo que los paquetes de datos se han transferido con éxito hasta el recipiente. Los PDCP de recepción reciben las PDCP-PDUs transmitidas de la capa RLC (RLC-AM-DATA.indicación, 510), y la entidad PDCP descomprime los paquetes de datos PDCP-PDU. En este caso, los paquetes de datos originales N-SDU pueden retornarse y transferirse adicionalmente al usuario (PDCP-DATA.indicación, 512).
Los problemas anteriores en relación a la identificación del paquete de datos en una conmutación puede evitarse por un procedimiento de la invención, por lo que la utilización de un espacio numérico de 16 bits es limitado a la numeración de PDCP-PDU al menos en la conmutación de UMTS a GPRS, de forma que los números PDCP-PDU de acuerdo con el UMTS son convertidos en números N-PDU de acuerdo con el sistema GPRS de forma no ambigua.
De acuerdo con una forma de realización, el número máximo de paquetes de datos sin acuse de recibo PDCP-PDU a transferir a la capa RLC a transmitir es de tal manera que el número PDCP-PDU de cada paquete de datos sin acuse de recibo puede ser convertido de forma no ambigua en un número N-PDU de 8 bits. La capa RLC acusa recibo de cada paquete de datos recibido con éxito PDCP-PDU de acuerdo con la figura 5, y a partir de estos acuses de recibo, la entidad PDCP borra los paquetes de datos correspondientes PDCP-PDU de la memoria intermedia. El número de paquetes de datos a transferir desde la entidad PDCP a la capa RLC y, de este modo, el número de paquetes de datos a situar en la memoria intermedia de la entidad PDCP está limitado preferentemente de acuerdo con la fórmula El número máximo de paquetes de datos = 2^{n}-1, donde n es el número de bits de los números de paquetes de datos. Cuando se utiliza un espacio numérico de secuencia de n bits, la fórmula es definida a partir de las reglas de diseño de protocolo general. En este caso, el tamaño mayor permitido de una ventana de transmisión es 2^{n}-1. Si se transmiten más paquetes sin esperar el primer acuse de recibo, es posible que el recipiente no conozca si el número ordinal del paquete recibido es k ó k - 2^{n}, puesto que ambos números tendrán la misma secuencia de números.
Esto puede ilustrarse por medio de la figura 6, donde, para simplificar la cuestión, n obtiene el valor 2. En la figura 6 se ilustran los problemas que surgen si para la ventana de transmisión se define el tamaño de 2^{n} (2^{2}=4) y no de 2^{n}-1. Puesto que n = 2, existen cuatro números de secuencia (0, 1, 2, 3) disponibles para los paquetes de datos, por lo que la misma numeración de paquetes de datos se inicia de nuevo desde el quinto, noveno, etc, paquetes de datos. En la figura 6, se reciben los primeros paquetes de datos (#0), que tienen el número de secuencia cero. Se acusa recibo de ello al transmisor, y el transmisor es informado de que el segundo paquete de datos (#1) está esperando el siguiente, que tiene el número de secuencia uno. El segundo paquete de datos #1 es transmitido, pero debido a una interferencia, la recepción no tiene éxito. Puesto que el tamaño de la ventana de transmisión es cuatro, el transmisor no espera el acuse de recibo del segundo paquete de datos #1, pero transmite después el tercero (#2), el cuarto (#3) y el quinto (#4) paquete de datos que obtienen los números de secuencia correspondientes 2, 3 y 0. Ahora, la ventana de transmisión está completa y el transmisor espera el acuse de recibo de los cuatro paquetes de datos transmitidos. No obstante, el segundo paquete de datos #1 no es recibido, de forma que el recipiente solicita una retransmisión del paquete de datos que tiene el número de secuencia uno. El transmisor asume que el recipiente quiere recibir el sexto paquete de datos #5, cuyo número de secuencia es también uno. De este modo, el transmisor transmite erróneamente el paquete de datos #5, no el paquete de datos #1 que ya no puede identificarse y que permanece sin transmitir. Estos problemas pueden evitarse definiendo 2^{n}-2 ó 2^{2}-1 = 3, en el caso de la figura 6, como el tamaño de la ventana de transmisión. En el caso de la invención, donde n = 8, el número máximo de paquetes de datos es 255 paquetes de datos. Por tanto, de acuerdo con esta forma de realización, se ajusta una restricción sobre el sistema de que el número de paquetes de datos sin acuse de recibo que debe transferirse desde la entidad PDCP a la capa RLC y situarse en la memoria intermedia de la entidad PDCP no está permitido que exceda de 255 paquetes de datos en ninguna etapa.
El mismo efecto técnico es alcanzado también por ajuste de una limitación en la capa RLC, de forma que cada vez, puede existir el máximo de 255 paquetes de datos RLC-SDU (=PDCP-PDU) en la capa RLC a transmitir. Los nuevos paquetes de datos RLC-SDU pueden recibirse cuando se han reconocido los paquetes de datos previos a recibir en el receptor.
Si es necesario limitar el número de paquetes de datos aún más, por ejemplo, cuando se utilice una denominada ventana de transmisión deslizante, la restricción es realizada preferentemente de acuerdo con la fórmula El número máximo de paquetes de datos = 2^{n}-1, donde n es el número de bits de los números de paquetes de datos. Estas fórmulas son definidas también a partir de las reglas de diseño del protocolo general cuando se utiliza un protocolo de ventana deslizante con un espacio numérico de secuencia de n bits. En este caso, el tamaño mayor permitido para la ventana de transmisión es 2^{n}-1, de forma que en el caso de la invención, donde n=8, el número máximo de paquetes de datos es igual a 128 paquetes de datos.
Un requisito previo general de ejecución de la forma de realización es que cuando comienza un proceso de conmutación, una estación móvil del sistema dual está en comunicación en la red UMTS con un controlador de red de radio RNC desde el que puede realizarse una conmutación entre el sistema UMTS y el GPRS. La restricción de acuerdo con la forma de realización puede utilizarse como un ajuste por defecto de este tipo de un controlador de red de radio, o la utilización de la forma de realización pude mejorarse de manera que el número máximo de paquetes de datos sin acuse de recibo sea limitado solamente cuando la posibilidad de una conmutación entre el UMTS y el GPRS es suficientemente grande. La probabilidad de la conmutación puede definirse, por ejemplo, a partir de la definición de la potencia de la señal recibida en parte de la red de acceso de radio manipulada por el controlador de red de radio RNC, cuya definición está basada, a su vez, en las mediciones de las estaciones de base o el equipo terminal. En el último caso, los datos de medición son transmitidos por medio del protocolo RRC (Control de Recurso de Radio) al controlador de red de radio RNC. Cuando la señal se debilita y disminuye por debajo de un valor umbral específico, indicando que la probabilidad de la conmutación es ahora mayor, se limitará el número máximo de paquetes de datos sin acuse de recibo. Cualquier otro método puede ser empleado también para definir la probabilidad de conmutación.
De acuerdo con una segunda forma de realización, se establece una limitación en la capa RLC de modo que el número de paquetes de datos sin acuse de recibo RLC-SDU (=PDCP-PDU) en la capa RLC no se permite que exceda de dichos 255 paquetes de datos en ninguna etapa. Por tanto, no está limitado el número de paquetes de datos PDCP-PDU que son recibidos en la capa RLC y deben transmitirse, solamente está limitado el número de paquetes de datos sin acuse de recibo. Para la transmisión, la capa RLC divide los paquetes de datos RLC-SDU a transmitir en unidades de datos más pequeñas RLC-PDU, que son identificadas por numeración. La capa RLC es capaz de adaptar continuamente el tamaño de la ventana de transmisión, es decir, el número de unidades de datos RLC-PDU a transmitir cada vez. Por tanto, si el número de paquetes de datos sin acuse de recibo RLC-SDU es aproximadamente 255, el tamaño de la ventana de transmisión puede ajustarse en la capa RLC para ser tan pequeño que no puede transmitirse un RLC-SDU de paquetes de datos completo, y la capa RLC no puede dividir el paquete de datos en unidades de datos más pequeñas RLC-PDU. Solamente después de recibir un acuse de recibo desde el recipiente de uno o más paquetes de datos aún sin acuse de recibo, recibidos con éxito RLC-SDU, cuyas unidades de datos RLC-PDU deben ser objeto de acuse de recibo, el tamaño de la ventana de transmisión de la capa RLC puede hacerse mayor, de forma que puede transmitirse el siguiente paquete de datos RLC-SDU. La utilización de esta forma de realización, además, puede mejorarse como anteriormente, limitando el número máximo de paquetes de datos sin acuse de recibo en la capa RLC solamente cuando la posibilidad de conmutación entre UMTS y el GPRS es suficientemente alta.
De acuerdo con una tercera forma de realización, puede establecerse una limitación del tamaño de la ventana de transmisión de la capa de protocolo del nivel de aplicación, por ejemplo, capa TCP, por encima de la capa PDCP. Cuando se transfiere la información manipulada por la aplicación por medio de UMTS y/o GPRS, está limitado el número de paquetes de datos que son transmitidos a la capa PDCP en una ráfaga desde la capa de protocolo más alta utilizada por la aplicación. El número de paquetes de datos PDCP-SDU recibidos por la entidad PDCP está limitado a su valor máximo de acuerdo con las fórmulas anteriores, y el número máximo de paquetes de datos en una ráfaga es 255. Este modo puede asegurarse de forma que ningún paquete de datos PDCP-PDU obtenga el mismo número N-PDU convertido de acuerdo con el sistema GPRS como cualquier otro paquete de datos recibido por la entidad PDCP.
De acuerdo con una cuarta forma de realización, la numeración PDCP-PDU utilizada en las estaciones móviles de sistema dual capaz de accionarse tanto en la red UMTS como en la red GPRS está siempre limitada a tener una longitud de 8 bits. Por tanto, se evita automáticamente una posible confusión en la conversión de la numeración del paquete de datos. Las estaciones móviles del sistema GSM y el sistema UMTS contienen la información sobre su propia marca de clase de la estación móvil, indicando qué tipo de conexiones de transmisión de datos puede establecer la estación móvil y a qué sistemas de telecomunicaciones. Estos datos de la marca de clase de la estación móvil pueden utilizarse en relación con esta forma de realización, de forma que cuando dicha estación móvil de sistema dual se registra en una red, la red y la estación móvil comienzan a utilizar numeración de paquetes de datos de 8 bits, en su transmisión de datos conmutadas por paquetes mutuos. Para asegurar el uso de numeración de paquetes de datos de 8 bits cualquiera de las formas de realización descritas anteriormente pueden utilizare adicionalmente en estación para limitar el número de paquetes de datos a transferir en diferentes capas de protocolo.
De acuerdo con una quinta forma de realización, la numeración PDCP-PDU utilizada en las estaciones móviles de sistema dual capaces de accionar tanto en la red UMTS como en la red GPRS está limitada a una longitud de 8 bits, solamente cuando es suficientemente alta la probabilidad de conmutación. De otro modo, se utiliza la numeración de 16 bits PDCP-PDU. En este caso, la estación móvil puede aprovecharse de las ventajas de la numeración de 16 bits prevista por la red la mayor parte del tiempo y no se ha prestado atención a las limitaciones de la numeración de los paquetes de datos. La numeración PDCP-PDU de 8 bits puede utilizarse para un control de recurso de radio RRC del sistema cuando la potencia de la señal disminuye por debajo de un valor umbral predeterminado, por ejemplo. El comando para cambiar el esquema de numeración puede darse a una estación móvil, por ejemplo, durante el ajuste de una portadora de radio RB o durante la re-configuración de una portadora de radio.
Es obvio para un técnico en la materia que a medida que se desarrolla la tecnología, la idea básica de la invención puede ser ejecutada de varios modos. Por tanto, la invención y sus formas de realización no están limitadas a los ejemplos anteriores, sino que pueden modificarse dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (24)

1. Método para numeración de paquetes de datos en la transmisión de datos conmutadas por paquetes en relación a una conmutación, en el que la responsabilidad para una conexión es transferida de la conexión entre una estación móvil (MS) y una primera red de telecomunicación inalámbrica a la conexión entre dicha estación móvil (MS) y una segunda red de telecomunicación inalámbrica, en cuya primera red de telecomunicación inalámbrica un espacio numérico de paquetes de datos disponible para la numeración de paquetes de datos es mayor que un espacio numérico de paquetes de datos de la segunda red de telecomunicación inalámbrica, caracterizado por
limitar la numeración de paquetes de datos en la primera red de telecomunicación inalámbrica asociando números a los paquetes de datos de la primera red de telecomunicación inalámbrica, cuyos números no excedan el valor máximo del espacio numérico de paquetes de la segunda red de telecomunicación inalámbrica.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por convertir la numeración de paquete de datos de los paquetes de datos a enviar desde la primera red de telecomunicación inalámbrica hasta hacerla corresponder con la numeración de paquetes de datos de la segunda red de telecomunicación inalámbrica.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por protocolos de telecomunicación de dichas primera y segunda redes de telecomunicación inalámbrica que comprenden una capa de protocolo de convergencia, tal como PDCP o SNDCP, para adaptar los paquetes de datos de usuario a los paquetes de protocolo de convergencia y una capa de enlace, tal como RLC o LLC, para la transmisión de los paquetes de protocolo de convergencia como unidades de datos y para acusar recibo de la transmisión.
4. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por
limitar el número de paquetes de datos transmitidos sin acuse de recibo a 255 paquetes de datos como máximo.
5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por
limitar el número de paquetes de datos sin acuse de recibo a situar en una memoria intermedia en la capa de protocolo de convergencia a 255 paquetes de datos.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por
limitar el número de paquetes de datos sin acuse de recibo transmitidos en la capa de enlace a 255 paquetes de datos.
7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por
limitar, en respuesta al número de paquetes de datos sin acuse de recibo transmitidos en la capa de enlace que es 255, el tamaño de una ventana de transmisión de las unidades de datos a transmitir en la capa de enlace para sea tan pequeño que no permita la transmisión de un paquete de datos de protocolo de convergencia completo.
8. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por
limitar el tamaño de la ventana de transmisión de la capa de protocolo del nivel de aplicación, tal como la capa TCP, por encima de una capa de protocolo de convergencia PDCP para ser 255 paquetes de datos.
9. Método como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por
limitar siempre el espacio numérico de paquetes de datos utilizado en la transmisión de datos conmutados por paquetes entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica para hacerlo corresponder con el espacio numérico de paquetes de datos de dicha segunda red de telecomunicación inalámbrica.
10. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por
utilizar un espacio numérico de paquetes de datos normal en la transmisión de datos conmutados por paquetes entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica, y
limitar el espacio numérico de paquetes de datos utilizado en la transmisión de datos conmutados por paquetes entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica para hacerlo corresponder con el espacio numérico de paquetes de datos de dicha segunda red de telecomunicación inalámbrica, en respuesta a dicha preparación de redes de telecomunicación para una conmutación.
11. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5, 6 ó 10, caracterizado por
realizar dichas limitaciones en respuesta a la definición de la potencia de la señal recibida, con la que se realiza la transmisión de datos entre dichas redes de telecomunicación y dicho terminal, dirigiendo dichas redes de telecomunicación para preparar una conmutación.
12. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
la primera red de telecomunicación es una red UMTS que utiliza un espacio numérico de paquetes de datos de 16 bits, y siendo la segunda red de telecomunicación una red GPRS que utiliza un espacio numérico de paquetes de datos de 8 bits.
13. Sistema de telecomunicación que comprende una estación móvil (MS) y una primera y una segunda redes de telecomunicación inalámbrica, que están dispuestas según una transmisión de datos conmutados por paquetes para transferir la responsabilidad de la conexión, es decir, conmutación, de la conexión entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica a la conexión entre dicha estación móvil y dicha segunda red de telecomunicación inalámbrica, en el que un espacio numérico de paquetes de datos de la primera red de telecomunicación inalámbrica, disponible para numeración de paquetes de datos, es mayor que un espacio numérico de paquetes de datos de la segunda red de telecomunicación inalámbrica, caracterizado porque el sistema está previsto para
limitar la numeración de paquetes de datos de la primera red de telecomunicación inalámbrica por la asociación de números a los paquetes de datos de la primera red de telecomunicación inalámbrica, cuyos números no exceden el valor máximo del espacio numéricos de paquetes de datos de la segunda red de telecomunicación inalámbrica.
14. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el sistema está previsto adicionalmente para:
convertir la numeración de paquetes de datos de los paquetes de datos a enviar desde la primera red de telecomunicación inalámbrica para que corresponda a la numeración de los paquetes de datos de la segunda red de telecomunicación inalámbrica.
15. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque
los protocolos de telecomunicación de dichas primeras redes de telecomunicación inalámbrica comprenden una capa de protocolo de convergencia, tal como PDCP o SNDCP, para adaptar los paquetes de datos de usuario a los paquetes de protocolo de convergencia y una capa de enlace, tal como RLC o LLC para transmitir los paquetes de datos de convergencia como unidades de datos y para el acuse de recibo de la transmisión.
16. Sistema de telecomunicación como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el sistema es previsto adicionalmente para
limitar el número de paquetes de datos sin acuse de recibo transmitidos a 255 paquetes de datos como máximo.
17. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema está previsto adicionalmente para
limitar el número de paquetes de datos sin acuse de recibo a situar en una memoria intermedia en la capa de protocolo de convergencia a 255 paquetes de datos.
18. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema está previsto adicionalmente para
limitar el número de paquetes de datos sin acuse de recibo transmitidos en la capa de enlace a 255 paquetes de datos.
19. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque en respuesta al número de paquetes de datos sin acuse de recibo transmitidos en la capa de enlace que es 255, dicho sistema está previsto para
limitar el tamaño de una ventana de transmisión de unidades de datos a transmitir en la capa de enlace para que sea tan pequeña que no permita la transmisión de un paquete de datos de protocolo de convergencia completo.
20. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque el sistema está previsto adicionalmente para
limitar el tamaño de una ventana de transmisión de la capa de protocolo del nivel de aplicación, tal como la capa TCP, por encima de una capa de protocolo de convergencia PDCP a 255 paquetes de datos.
21. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el sistema es dispuesto adicionalmente para
limitar siempre el espacio numérico de paquetes de datos utilizado para la transmisión de datos conmutados por paquetes entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica para que corresponda a el espacio numérico de paquetes de datos de dicha segunda red de telecomunicación inalámbrica.
22. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el sistema está previsto adicionalmente para
utilizar un espacio numérico de paquetes de datos normal para la transmisión de datos conmutados por paquetes entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica, y
limitar el espacio numérico de paquetes de datos utilizado en la transmisión de datos conmutados por paquetes entre dicha estación móvil y dicha primera red de telecomunicación inalámbrica para que corresponda al espacio numérico de paquetes de datos de dicha segunda red de telecomunicación inalámbrica, en respuesta a dicha preparación de redes de telecomunicación inalámbrica para una conmutación.
23. Sistema de telecomunicación de acuerdo con la reivindicación 17, 18 ó 22, caracterizado porque
dichas limitaciones están previstas para ser ejecutadas en repuesta a la definición de la potencia de la señal recibida, con la que se realiza la transmisión de datos entre dichas redes de telecomunicación y dicho terminal, dirigiendo dichas redes de telecomunicación para preparar una conmutación.
24. Sistema de telecomunicación como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 13 a 23, caracterizado porque
la primer red de telecomunicación es la red UMTS que utiliza un espacio de numérico de paquetes de datos de 16 bits y la segunda red de telecomunicación es la red GPRS que utiliza un espacio numérico de paquetes de datos de 8 bits.
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