ES2291924T3 - Procedimiento para transmitir datos de control. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para transmitir parámetros de control (KN, PN, RV) sobre un canal físico (PK) entre un aparato de telefonía móvil y una estación de base en una red celular para el control de una transmisión de datos orientada a paquetes entre el aparato de telefonía móvil y la estación de base, incluyendo los parámetros de control (KN, PN, RV) un número de paquete (PN) para identificar un paquete de datos, caracterizado porque el número de paquete (PN) se codifica en fuente conjuntamente al menos con otro parámetro de control (KN, RV) para la transmisión.
Description
Procedimiento para transmitir datos de
control.
La invención se refiere a un procedimiento para
transmitir datos de control sobre un canal físico entre un aparato
de telefonía móvil y una estación de base en una red celular, en
particular en una red de telefonía móvil según el estándar UMTS
(UMTS = Universal Mobile Telecommunication System, sistema universal
móvil de telecomunicaciones) para el control de una transmisión de
datos orientada a paquetes entre el aparato de telefonía móvil y la
estación de base, incluyendo los datos de control un número de
paquete para identificar un paquete de datos. Además, se refiere la
invención a un aparato de telefonía móvil y a una estación de base,
configurados respectivamente tal que con ellos puede realizarse el
procedimiento correspondiente.
En el sistema celular de telefonía móvil se
establece un enlace de comunicaciones entre un aparato de telefonía
móvil, denominado en general también terminal, aparato terminal
móvil o ``user equipment (UE), equipo de usuario, y la red de
telefonía móvil, a través de la llamada estación de base, que sirve
a los abonados de telefonía móvil en un determinado entorno -en la
llamada célula- a través de uno o varios canales. Una tal estación
de base -denominada en el estándar UMTS también "nodo B"- pone
a disposición la interfaz de radio propiamente dicha entre la red
de telefonía móvil y el aparato terminal móvil. La misma asume el
desarrollo del servicio de radio con los distintos abonados móviles
dentro de una célula y vigila los enlaces de radio físicos. Además,
la misma transmite mensajes de red y de estado a los aparatos
terminales. En el ámbito de la telefonía móvil se distingue
entonces entre dos sentidos de enlace. El tramo descendente
(downlink, DL) describe el sentido desde la estación de base hasta
el aparato terminal y el tramo ascendente (uplink, UL) el sentido
desde el aparato terminal hasta la estación de base. Entonces
existen por lo general varios canales de transmisión distintos en
cada sentido. Así hay por ejemplo para la transmisión especial de
informaciones desde o bien para un determinado aparato terminal los
llamados "dedicated channels" (canales asignados). Además,
existen los llamados "common channels" (canales comunes), que
sirven para transmitir desde la estación de base informaciones que
están destinadas a varios terminales, o incluso a todos. Igualmente
existen también en el sentido de retorno common channels (canales
comunes) que se reparten los distintos aparatos terminales, por
ejemplo para la transmisión de mensajes cortos o datos de control a
la estación de base, utilizando cada aparato terminal el canal sólo
brevemente. Los distintos canales están constituidos entonces por lo
general en varias capas. La base al respecto la forma un llamado
canal físico, que por ejemplo en el estándar UMTS se denomina
"Layer 1" (capa 1). Para transmitir los más diversos datos,
están realizados entonces sobre el canal físico, es decir, la capa
más inferior, distintos canales lógicos sobre capas de distinto
nivel. La transmisión de datos sobre el canal físico se realiza
entonces usualmente orientada a paquetes, es decir, los datos a
transmitir se reparten en paquetes individuales, que se envían uno
tras otro en el tiempo. En paralelo a los "datos útiles", que
de por sí han de transmitirse, se transmiten entonces igualmente en
forma de paquetes -y por lo general antepuestos en el tiempo- datos
de control. Estos son necesarios en el lado receptor para
identificar los paquetes y ensamblarlos de nuevo de forma correcta.
Los datos de control pueden entonces contener, entre otros, un
número de paquete, que sirve para identificar un paquete de
datos.
Un ejemplo típico de un canal físico como el
indicado, sobre el que se utiliza un procedimiento de transmisión
de este tipo, es el llamado canal HSDPA (High Speed Downlink Package
Access, acceso a paquetes de tramo descendente de alta velocidad).
Al respecto, se trata de un canal descendente (downlink) según el
estándar UMTS más moderno. Como procedimiento de transmisión se
utiliza entonces un procedimiento rápido, el llamado procedimiento
HARQ (HARQ = Hybrid Automatic Repeat Request, solicitud híbrida
automática de repetición). Un procedimiento ARQ (Automatic Repeat
Request, solicitud automática de repetición) es un procedimiento
para el aseguramiento frente a errores, en el que los bloques a
transmitir se numeran correlativamente y se dotan de una secuencia
de comprobación de bloque, en base a la cual el receptor decide si
existe un error de transmisión. A los bloques correctos les acusa
recibo el receptor mediante una llamada señal ACK. A un bloque
defectuoso reacciona el receptor bien con un acuse de recibo
negativo, una llamada "señal NACK", o bien se ignora el bloque,
a continuación de lo cual el emisor repite el envío tras un
intervalo tiempo predeterminado. El emisor transmite entonces un
nuevo paquete por el mismo canal sólo cuando el receptor ha acusado
recibo positivamente al bloque inmediatamente precedente (el
llamado procedimiento stop-and-wait,
parada y espera). El concepto "híbrido" significa que,
adicionalmente al aseguramiento frente al error, se transmiten
parity bits (bits de paridad o de comprobación). Sobre el canal
HSDPA se utiliza un protocolo multicanal
stop-and-wait (el llamado
"n-channel
stop-and-wait"). Entonces se
realizan sobre el canal físico, mediante reparto del tiempo, varios
canales de tiempo, a los que están asignados distintos intervalos
de tiempo de transmisión, que corresponden en cada caso a la
longitud de un bloque. De esta manera es posible que mientras se
espera en un canal de tiempo al acuse de recibo a un bloque
enviado, se envían ya otros bloques en otros canales de tiempo. Como
parámetro de control, debe transmitirse al receptor desde el
emisor, entre otros, explícitamente el número de canal del
correspondiente canal de tiempo. La circunstancia de si un bloque
transmitido es un nuevo paquete o una repetición del último
paquete, resulta del citado número de paquete para identificar el
paquete de datos.
Para cada canal de tiempo se dispone entonces
sólo de una cantidad limitada de números de paquete, que se
utilizan siempre cíclicamente de forma alternada. Es decir, tras
utilizarse el último número de paquete, el siguiente paquete de
datos, nuevo, recibe de nuevo el primer número de paquete, y así
sucesivamente. En el canal HSDPA se denomina este número de
paquete como el llamado "New Data Indicador" (NDI; nuevo
indicador de datos). En el HSDPA se pone a disposición para ello
sólo 1 bit, que modifica su valor con cada nuevo paquete.
Los diversos parámetros de control necesarios
para el control, por ejemplo el número de canal y el número de
paquete, deben codificarse primeramente antes de la transmisión en
el marco de una codificación en fuente (o de origen). En el HSDPA
el número de canal está codificado en fuente en 3 bits. El número de
paquete se codifica en fuente separadamente de lo anterior en un
número de paquete de 1 bit. A continuación, se codifican en canal
los datos de información así generados. En un llamado procedimiento
de rate-matching (adaptación de velocidad) se
reducen entonces estos datos tal que los mismos pueden transmitirse
dentro de un intervalo de tiempo de transmisión fijado de un canal
de tiempo que tiene una amplitud en el HSDPA de dos
milisegundos.
El documento "Diseño del canal de control para
canal compartido descendente de alta velocidad para 3GPP
W-CDMA, edición 5", Ghosh y colab., VTC -
2003'', da a conocer la codificación y transmisión de parámetros de
control en HSDPA.
No obstante, la asunción de este procedimiento
HSDPA para una señalización ascendente (uplink) de los distintos
aparatos terminales a la estación de base, es relativamente
desfavorable. Sobre los canales uplink se utiliza a menudo un
llamado procedimiento SHO (SHO = Soft Handover; transferencia
suave). En este procedimiento se mantiene a la vez un enlace de
radio entre el aparato terminal y la red en paralelo a través de
varias estaciones de base, con lo que un aparato terminal que se
mueve en la red deslizando puede ser transferido entre las
distintas estaciones de base. En el procedimiento SHO se controla
entonces la regulación de potencia del aparato terminal tal que al
menos sobre uno de los enlaces pueda realizarse con éxito una
decodificación. No obstante, esto significa que a menudo sólo la
estación de base puede decodificar los correspondientes datos de
control con las mejores condiciones de canal. Para otras estaciones
de base que participan en el procedimiento SHO puede suceder
perfectamente que varios paquetes no puedan entenderse con los
correspondientes datos de control. A ello se añade además que para
mejorar la calidad de transmisión con los estándares actuales, por
lo general se trabaja con un procedimiento
"soft-combining" (procedimiento de combinación
suave). Entonces se superponen diversas transmisiones de un paquete
antes de la decodificación, es decir, se utiliza primeramente la
primera transmisión y cuando ésta no puede decodificarse, la
transmisión de la repetición (retransmisión) se superpone con la
primera transmisión, con lo que aumenta la energía de señal
transmitida del paquete. En esta combinación de por sí ventajosa de
soft-handover (transferencia suave) y
soft-combining (combinación suave) se produce el
problema de que un número de paquete de 1 bit no es suficiente para
evitar una superposición falseadora de distintos paquetes. Esto
queda claro con el siguiente ejemplo: Cuando siguen tres paquetes
uno a otro, siempre que se utilice sólo un número de paquete de 1
bit, reciben los mismos el número de paquete 0, 1, 0. Si sucede
que una de las estaciones de base que participan en el procedimiento
SHO no recibe el paquete central con el número de paquete 1,
mientras que otra estación de base sí lo recibe, entonces la
estación de base que lo recibe acusará el recibo del paquete, a
continuación de lo cual el aparato terminal envía de nuevo el
tercer paquete con el número 0. La estación de base que no pudo
decodificar el paquete central supone que el tercer paquete es un
paquete de repetición del primero, ya que el número de paquete entre
dos paquetes decodificados no ha variado. Por lo tanto, esta
estación de base intentará decodificar el paquete superponiéndose
las transmisiones de ambos paquetes. Pero puesto que los paquetes no
se corresponden, forzosamente fracasará este intento de
decodificación. Estos sucesos, que se presentan frecuentemente,
afectan negativamente al rendimiento (performance) del sistema.
Una posibilidad de evitar este problema sería
utilizar un número de paquetes de n bits con n > 1. En este caso
hay un peligro de confusión entre paquete nuevo y repetición del
último paquete solo cuando el correspondiente receptor no haya
podido decodificar mientras tanto ninguna de las transmisiones de
2^{n} - 1 paquetes sucesivamente. Un inconveniente de este
procedimiento consiste en que resulta un coste de señalización de n
bits, que no obstante sólo se necesitan en los casos en los que
efectivamente exista una situación SHO. Este es el caso durante
aproximadamente un 30% del tiempo de transmisión. En el 70% del
tiempo de transmisión básicamente son innecesarios n - 1 bits y
solamente incrementan el coste en señalización.
Podrían ahorrarse costes en señalización
utilizando un procedimiento HARQ en el que cada canal HARQ,
partiendo de un instante fijo, tenga a disposición una ranura de
tiempo perfectamente determinada. Esto tiene la ventaja de que el
número de canal HARQ no tiene que enviarse explícitamente y puede
averiguarse por ejemplo a partir del llamado
System-Frame-Number (SFN, número del
marco del sistema). El inconveniente aquí es no obstante una
flexibilidad reducida en la asignación de recursos, que se
manifiesta en que el sistema completo no puede aprovecharse
óptimamente y se presenta un retardo adicional en la transmisión de
paquetes. Debido a esto, el procedimiento es en su conjunto menos
eficiente.
Igualmente sería posible no realizar ningún
soft-combining cuando se utiliza el procedimiento
SHO y renunciar a la superposición de transmisiones repetidas.
Puesto que no se realiza ninguna superposición de paquetes, no es
necesaria la transmisión de un número de paquete sobre el canal
físico y puede suprimirse la señalización para ello. No obstante,
entonces es un inconveniente que se pierde la ganancia obtenida
mediante el procedimiento de soft-combining y en su
conjunto se reduce el caudal de datos.
Con ello, es tarea de la presente invención
lograr un procedimiento mejorado para transmitir datos de control,
inclusive un número de paquete en el que se transmitan los datos de
control con la mayor seguridad posible frente a errores y a la vez
el coste de la señalización sea lo más bajo posible.
Esta tarea se resuelve codificando en fuente
conjuntamente el número de paquete al menos con otro parámetro de
control para la transmisión. Es decir, en la codificación en fuente
no se convierte sencillamente el número de paquete en un conjunto
de bits de información predeterminados y en paralelo a ello otro
parámetro de control en bits separados y se anexan a continuación
los bits uno a otro, sino que primeramente se reúnen los parámetros
de control a transmitir de manera adecuada y a continuación se
convierten conjuntamente los bits disponibles en la codificación en
fuente.
Mediante la codificación de fuente común de los
números de paquete con otros parámetros de control, como por
ejemplo un número de canal, un formato de transporte, una versión de
redundancia, etc., puede aprovecharse el espacio de palabra de
código disponible más efectivamente que cuando se codifican en
fuente separadamente los distintos parámetros de control y a
continuación se anexan correlativamente los bits de señalización uno
a otro. Esto se manifiesta muy claramente en la siguiente
comparación, en la que se presupone que se dispone de una
determinada cantidad de bits b para codificar un número de paquete y
otro parámetro de control, aquí como ejemplo un número de canal de
tiempo. La cantidad Ms de números de paquete que pueden señalizarse
en una codificación separada es de:
M_{s} =
2^{b-(log_{2}N_{T})}
Aquí N_{T} es la cantidad de canales de tiempo
utilizados. La cantidad M_{s} de números de paquete que pueden
señalizarse es entonces igual para todos los canales,
Cuando la codificación en fuente es común, la
cantidad media M_{j} de números de paquete que pueden señalizarse
es por el contrario
M_{j} =
\frac{2^{b}}{N_{T}}
La ventaja queda clara muy rápidamente mediante
el siguiente ejemplo sencillo: Si se parte de que ya seis canales
de tiempo bastarían para cuidar de que un emisor pueda emitir en
todo momento en un procedimiento multicanal
stop-and-wait (parada y espera),
debería disponerse en una codificación separada para la señalización
de los seis canales de 3 bits de señalización para codificar el
número de canal.
No obstante, con 3 bits es posible básicamente
señalizar hasta 8 canales. En consecuencia, el espacio de la
palabra de código que se pone a disposición mediante estos 3 bits de
señalización, no se aprovecha. Igualmente debería disponerse para
la señalización de más de 2 números de paquete correspondientemente
de varios bits, por ejemplo para la señalización de 4 números de
paquete 2 bits. Es decir, debe transmitirse una cantidad total de 5
bits de señalización. No obstante, en una codificación común en
fuente podrían señalizarse dentro de estos 5 bits de señalización 6
canales diferentes y por cada canal 5 números de paquetes distintos,
es decir, resulta una ganancia adicional de un número de paquete
sin que tengan que transmitirse más bits de señalización.
El procedimiento tiene ventajas especialmente
cuando se utiliza el procedimiento de transmisión citado al
principio, en el que para enviar los paquetes de datos se dispone de
distintos canales de tiempo, que se realizan mediante el reparto
del tiempo del mismo canal físico, enviándose repetidamente desde el
correspondiente equipo emisor un paquete de datos sobre un canal de
tiempo hasta que el equipo emisor recibe de un equipo receptor una
señal de confirmación. Es decir, la invención es especialmente
ventajosa en un procedimiento de transmisión
stop-and-wait (parada y espera)
multicanal ARQ en el que se reutilizan en cada caso cíclicamente los
números de paquete para los paquetes nuevos a transmitir. No
obstante, la invención no queda limitada a tales procedimientos de
transmisión, sino que puede utilizarse en todos los procedimientos
en los que deban transmitirse números de paquete con otros
parámetros de control para el control de la transmisión de datos
orientada a paquetes.
Los demás parámetros de control que se codifican
en fuente conjuntamente con los números de paquete, pueden ser los
más diversos parámetros de control. En particular, se ofrece al
respecto la posibilidad de codificar en fuente los números de canal
del canal de tiempo en el que se envía el correspondiente paquete de
datos juntamente con el número de paquete. Un número de canal del
canal de tiempo como el indicado debe transmitirse siempre a la vez
cuando se utiliza un procedimiento asíncrono, en el que
-contrariamente a en los llamados procedimientos parcialmente
síncronos- no está fijamente determinado el tiempo en el que se
emite en un determinado canal de tiempo.
Cuando se utiliza un procedimiento de
transmisión como el indicado con distintos canales de tiempo sobre
el mismo canal físico, se utilizan preferentemente como máximo
tantos canales de tiempo distintos como para que la suma de los
intervalos de tiempo de transmisión de los canales de tiempo
disponibles cubra precisamente el espacio de tiempo de
reutilización del canal (el llamado tiempo de "roundtrip" o
tiempo de una vuelta completa) tras transcurrir el cual, como muy
pronto, puede realizarse sobre un determinado canal de tiempo una
nueva transmisión después de una transmisión precedente. Cualquier
cantidad superior de canales de tiempo no daría lugar a un mejor
resultado en el sistema. La limitación de la cantidad de canales de
tiempo es razonable en el procedimiento correspondiente a la
invención por cuanto el espacio de códigos no utilizado, tal como
se ha descrito antes, puede utilizarse de manera efectiva para la
codificación de números de paquete adicionales. Siempre que por
ejemplo debido a que debido a los recursos disponibles un emisor no
tenga permanentemente tiempo de transmisión disponible, es
razonable dado el caso utilizar también menos canales de tiempo, con
lo que el tiempo de roundtrip (una vuelta completa) no quedará
cubierto por completo por la suma de los intervalos de tiempo de
transmisión.
Ventajosamente se utiliza en la transmisión el
ya mencionado procedimiento soft-combining
(combinación suave), en el que para la decodificación de un paquete
de datos el receptor superpone varias transmisiones de repetición
de un paquete de datos. Las distintas transmisiones del paquete
pueden presentar entonces en cada caso determinadas partes
distintas y/o idénticas. Cuando toda la transmisión tenga idénticos
bits, se logra mediante el soft-combining solamente
un incremento de la energía, para facilitar la decodificación del
paquete de datos por parte del receptor. Este procedimiento se
denomina también "chase-combining" (combinación
de bloques en seguimiento).
\global\parskip0.900000\baselineskip
No obstante, es especialmente preferente un
procedimiento de transmisión con la llamada "redundancia
incremental" (a continuación denominado también "procedimiento
IR"), en el que las retransmisiones presentan en parte datos
diferentes, en particular distintos datos de redundancia. Utilizando
distintos datos de redundancia en las distintas transmisiones del
mismo paquete, puede lograrse, además del incremento de la energía,
una mejora del coeficiente de código. El coeficiente de código
viene definido por la relación entre los bits de información útiles
transmitidos y la totalidad de bits de información transmitidos.
Cuando se utiliza un procedimiento IR, debe saber el receptor en
cada caso qué bits de redundancia o bien qué variante contiene la
correspondiente transmisión. Para ello, envía el emisor al
receptor, como parámetro de control adicional, un indicador de
"versión de redundancia" (denominado también abreviadamente
"versión de redundancia"). Por lo tanto, en este procedimiento
se codifica también conjuntamente en fuente, ventajosamente, el
indicador de versión de redundancia como parámetro de control
adicional con el número de paquete y dado el caso con el número de
canal del canal de tiempo y/u otros parámetros de control.
Mediante la codificación en fuente conjunta, se
ofrece en especial la posibilidad para el aprovechamiento completo
del espacio de código, de la asignación a los distintos canales de
tiempo de distinta cantidad de números de paquetes. Esto resulta
por ejemplo de la ecuación (2), en la que la cantidad promedia del
número de paquetes señalizables M_{1} no debe dar necesariamente
como resultado un número entero. Un aprovechamiento completo del
espacio de código puede lograrse en estos casos asignando a algunos
de los canales una cantidad de números de paquete señalizables
mayor que a otros.
Al respecto, son entonces siempre todas las
distribuciones P = (p_{1}, p_{2}, ..., p_{N}) en cuanto a
cantidad de números de paquetes señalizables p_{i}, de los
distintos canales de tiempo i = 1 hasta N, para los cuales
rige:
(3)\sum\limits
^{N}_{i=1} p_{i} = W \leq
2^{b}
con p_{i} \geq 2 y entero W
designa la cantidad de palabras de código utilizadas de las 2^{b}
posibilidades como máximo. Para W = 2^{b} se aprovecha al máximo
el espacio de código. Bajo determinadas condiciones, puede ser
razonable no obstante una codificación en la que el espacio de
código no se aprovecha por completo, es decir, W < 2^{b}, ya
que pueden utilizarse las palabras de código no utilizadas para
mejorar la capacidad de la codificación de canal. De esta manera
puede lograrse por ejemplo una determinada tasa de errores objetivo
con una potencia de emisión inferior para el canal de
control.
En el ejemplo antes citado de cinco bits
señalizables disponibles y seis números de canal a señalizar,
resulta de la ecuación (2) la cantidad promedia de los números de
paquete señalizables M_{j} = 5,33. El aprovechamiento óptimo del
espacio de código se alcanza por ejemplo entonces estando asignados
a dos de los canales de tiempo en cada caso seis números de paquete
señalizables y estando señalizables sobre los otros cuatro canales
de tiempo en cada caso sólo cinco números de paquete.
De la misma manera pueden estar también
asignadas ventajosamente a los distintos canales de tiempo distintas
cantidades de indicadores de versión de redundancia.
Estas asignaciones pueden fijarse básicamente de
manera totalmente fija, es decir, de una vez antes del
procedimiento. Pero alternativamente también es posible que la
cantidad de números de paquete y/o la cantidad de versiones de
redundancia de al menos uno de los canales de tiempo
-preferentemente incluso de todos los canales de tiempo- sean
variables, es decir, que durante una transmisión de datos, por
ejemplo se modifiquen según una regla fija o mediante comunicación
de la configuración modificada entre emisor y receptor.
Entonces puede modificarse la cantidad de los
indicadores de la versión de redundancia del correspondiente canal
de tiempo según una secuencia predeterminada a determinados
intervalos de tiempo. Es especialmente preferible que la cantidad
de números de paquete y dado el caso también la cantidad de
indicadores de versión de redundancia de al menos un canal de
tiempo, y dado el caso de todos los canales de tiempo, se elija en
función de la situación actual de transmisión. Esto procede por
cuanto en algunas situaciones puede ser necesaria una cantidad de
números de paquete mayor, y por el contrario ser suficiente en otras
situaciones determinadas una reducida cantidad de paquetes. Así
podría incrementarse por ejemplo en una situación SHO la cantidad de
números de paquete y por el contrario en una situación no SHO
bastarían solamente dos números de paquete.
Igualmente puede conmutarse entre los distintos
procedimientos soft-combining, no teniendo que
transmitirse explícitamente en absoluto ningún indicador de versión
de redundancia cuando se utiliza el citado procedimiento
chase-combining. En los casos en los que se realice
una redundancia incrementada, se aumenta por el contrario
correspondientemente la cantidad de indicadores de versión de
redundancia señalizables.
Ventajosamente se realiza una asignación de los
recursos de redundancia a los emisores teniendo en cuenta la
cantidad de canales de tiempo y/o la cantidad de números de paquete
y/o la cantidad de indicadores de versión de redundancia
señalizables de los distintos canales de tiempo del correspondiente
aparato emisor utilizados por los correspondientes aparatos. Es
decir, cuando se utiliza el procedimiento para la transmisión de
datos sobre un canal ascendente (uplink), conoce el llamado
scheduler (planificador), que puede estar realizado en la estación
de base, y que asigna a los distintos aparatos terminales los
tiempos de emisión, las funciones de distribución de los canales de
tiempo, la cantidad de números de paquete y la cantidad de
indicadores de versión de redundancia de los distintos aparatos
terminales y tiene en cuenta las mismas al asignar los recursos.
Ventajosamente se tienen en cuenta además
priorizadamente en la elección de un canal de tiempo para una
transmisión en curso de un nuevo paquete de datos los canales de
tiempo en función de su cantidad de números de paquete. En la forma
más sencilla, puede darse por ejemplo prioridad sencillamente a los
canales de tiempo que presentan una cantidad mayor de números de
paquete, ya que de esta manera puede incrementarse el rendimiento
conjunto del sistema. Para poder realizar esto de la manera más
sencilla posible, se ofrece la posibilidad de distribuir el
conjunto de números de paquete entre los distintos canales de tiempo
tal que la distribución del conjunto de números de paquete sea una
función monótonamente ascendente o monótamente descendente respecto
a los números de canal de los canales de tiempo disponibles. Es
decir, al aumentar el número del canal contiene el canal de tiempo
correspondiente menos o más números de paquete señalizables.
Ventajosamente puede entonces tenerse en cuenta sencillamente el
máximo o bien el mínimo número de canal de los correspondientes
canales de tiempo libres. Al respecto se trata de un algoritmo de
elección especialmente sencillo para dar preferencia en la elección
a canales de tiempo con mayor cantidad de números de paquete.
Evidentemente puede ampliarse este algoritmo también fácilmente al
caso de que la distribución de la cantidad de números de paquete no
sea monótona.
La elección de un canal de tiempo para una
transmisión en curso puede realizarse también según una determinada
regla de elección, teniéndose en cuenta entonces cuándo se han
utilizado por última vez distintas combinaciones de números de
canal y números de paquete. Aquí puede tratarse de una regla
fijamente prescrita para todos los emisores. Una regla posible es
por ejemplo un sencillo cómputo descendente o bien memorización de
la transmisión realizada hasta el momento desde la última
utilización de las combinaciones de número de canal/número de
paquete posibles en cada caso. Esta regla de elección puede estar
también configurada tal que no sólo se tengan en cuenta las
distintas combinaciones número de canal/número de paquete, sino
adicionalmente las cantidades de números de paquete sobre los
distintos canales de tiempo.
Igualmente es posible que una elección de un
canal de tiempo se realice teniendo en cuenta informaciones de
tiempo relativas a la transmisión realizada hasta ahora sobre los
distintos canales de tiempo. Estas informaciones de tiempo pueden
incluir por ejemplo el instante de la última transmisión con una
determinada combinación número de canal/número de paquete o
también, para cada canal de tiempo, la duración media entre dos
números de paquete consecutivos. De esta manera puede maximizarse
el intervalo de tiempo hasta el retorno de una determinada
combinación. Igualmente es posible la elección de un canal de tiempo
para una transmisión en curso de un nuevo paquete de datos teniendo
en cuenta los tiempos de utilización tenidos hasta ahora de los
distintos canales de tiempo. Ventajosamente, se tiene en cuenta
aquí el tiempo promedio de utilización, para mantener tan reducido
como sea posible el coste para el procedimiento.
El procedimiento correspondiente a la invención
es especialmente adecuado para mejorar la transmisión en dirección
ascendente (uplink), es decir, para la transmisión de los datos
desde el aparato de telefonía móvil hacia la estación de base.
Entonces el aparato de telefonía móvil puede presentar, como es
usual, elementos para la transmisión de parámetros de control sobre
un canal físico a una estación de base en la red celular, para
poder controlar la transmisión de datos orientada a paquetes desde
el aparato de telefonía móvil a la estación de base. Además,
necesita el aparato de telefonía móvil, tal como es usual, un equipo
de codificación en fuente, que codifica en fuente los parámetros de
control antes de la transmisión, incluyendo estos parámetros de
control un número de paquete para identificar un paquete de datos.
En el marco de la invención, este equipo de codificación debe estar
configurado tal que los números de paquete puedan codificarse en
fuente conjuntamente al menos con otro parámetro de control para la
transmisión. Los elementos para la transmisión de los datos de
control incluyen entonces al menos un equipo emisor/receptor con un
dispositivo de antena adecuado, así como un equipo procesador, que
controla los diversos procesos dentro del aparato de telefonía móvil
y genera o bien elige correspondientemente los datos de control. El
equipo de codificación en fuente puede estar realizado entonces en
forma de software dentro del equipo procesador del aparato de
telefonía móvil. Correspondientemente debe presentar entonces una
estación de base correspondiente a la invención un correspondiente
equipo decodificador, que está configurado tal que el número de
paquete se decodifica conjuntamente con los otros parámetros de
control.
No obstante, también es posible utilizar el
procedimiento para la transmisión de datos en dirección descendente
(downlink). En este caso debe presentar correspondientemente la
estación de base los elementos para transmitir los parámetros de
control sobre el canal físico al aparato de telefonía móvil y un
equipo de codificación en fuente, que está configurado tal que el
número del paquete de datos se codifica en fuente conjuntamente al
menos con otro parámetro de control para la transmisión. En este
caso debe presentar entonces un aparato de telefonía móvil
correspondiente a la invención el correspondiente equipo
decodificador, que está configurado tal que el número de paquete se
decodifica conjuntamente con los otros parámetros de control.
La invención se describirá a continuación más en
detalle con referencia a las figuras adjuntas, en base a ejemplos
de ejecución. Se muestra en
Figura 1 una representación básica de un
procedimiento HARQ de n canales
stop-and-wait (parada y espera) con
tres canales de tiempo distintos, realizados sobre un canal
físico,
\global\parskip1.000000\baselineskip
Figura 2 una representación esquemática de la
codificación de los parámetros de control para una transmisión
sobre el canal físico,
Figura 2a una representación esquemática de la
codificación en fuente de un número de canal de un canal de tiempo
y un número de paquete según el estado de la técnica,
Figura 2b una representación esquemática de la
codificación en fuente de un número de canal de un canal de tiempo
y un número de paquete según el procedimiento correspondiente a la
invención,
Figura 3 una tabla que indica la cantidad
M_{s} de números de paquete señalizables en función de la cantidad
de bits de señalización y de los canales de tiempo a señalizar en
una codificación separada según el estado de la técnica,
Figura 4 una tabla que indica la cantidad
promedia de números de paquete señalizables M_{j} en función de
la cantidad de bits de señalización y de los canales de tiempo a
señalizar, para una codificación en fuente común, según el
procedimiento correspondiente a la invención,
Figura 5 una tabla que indica la ganancia
procentual en señalización debida a la codificación en fuente
común,
Figura 6 una tabla con ejemplos de distintas
funciones de distribución en relación con las cantidades de números
de paquete señalizables en los distintos canales de tiempo,
Figura 7 la cantidad de bits de señalización
disponibles para los distintos parámetros de control para una
cantidad total de seis bits de señalización y una codificación en
fuente separada según el estado de la técnica,
Figura 8 la cantidad de posibilidades
señalizables correspondiente a la distribución de bits de
señalización según la figura 7,
Figura 9 una representación de distintas
posibilidades señalizables para una codificación en fuente común
con un total de seis bits de señalización para comparar con la
figura 8,
Figura 10 una tabla similar a la figura 9, pero
para un total de cinco bits de señalización,
Figura 11 una tabla similar a la figura 9, pero
para un total de cuatro bits de señalización,
Figura 12 un posible reparto variable en el
tiempo de las versiones de redundancia señalizables sobre diversos
canales HARQ,
Figura 13 un ejemplo de ejecución de la
variación en el tiempo de la cantidad de indicadores de versión de
redundancia señalizables para un determinado canal de tiempo,
Figura 14 una panorámica en forma de tabla para
clarificar un ejemplo de ejecución para un procedimiento para
elegir un determinado canal de tiempo.
A continuación se describirá la invención en
base al ejemplo de un procedimiento HARQ asíncrono rápido utilizando
un protocolo stop-and-wait (parada
y espera) multicanal con soft-combining, tal como el
que se utiliza, entre otros, para la transmisión de datos sobre el
canal HSDPA según el más moderno estándar UMTS. La invención es
especialmente adecuada para un procedimiento como el indicado, pero
no queda limitada al mismo. Además se parte por lo general -sin
limitación de la invención- de que se utiliza el procedimiento para
transmitir parámetros de control sobre un canal uplink (ascendente)
desde un aparato de telefonía móvil a una estación de base. Bajo el
concepto "aparato de telefonía móvil" han de entenderse en el
sentido de esta invención, por lo demás, todos los aparatos con la
correspondiente función de telefonía móvil, como por ejemplo una PDA
con una parte de telefonía móvil.
La figura 1 muestra el funcionamiento básico de
un procedimiento HARQ como el indicado. La barra superior muestra
al respecto la situación en el tiempo sobre el canal físico PK
utilizado para la transmisión de los datos en el emisor, y la barra
dispuesta debajo la situación desplazada en el tiempo
correspondientemente en el tiempo de transmisión T_{prop} sobre
el canal físico PK en el receptor. La tercera barra muestra la
situación en el tiempo sobre el canal físico PK' utilizado para la
transmisión del aviso de retorno en el receptor y la barra más
inferior, la situación correspondientemente desplazada en el tiempo,
en el tiempo de transmisión T'_{prop}, sobre este canal físico
PK' en el emisor.
Los datos a transmitir se transmiten en cada
caso en forma de paquetes sobre el canal físico PK. Cada transmisión
de un paquete dura entonces un intervalo de tiempo de transmisión
exactamente determinado (Transmisión Time Interval TTI). Sobre el
canal HSDPA dura el intervalo de tiempo de transmisión TTI por
ejemplo 2 ms.
Tras recibir una transmisión, necesita el
receptor un tiempo de procesamiento T_{NBP} para decodificar los
datos y para generar un aviso de retorno (feedback information) para
el emisor. Este aviso de retorno contiene una señal de confirmación
positiva ACK (acknowledgement), en el caso de que se hayan podido
decodificar correctamente los datos y caso contrario una señal de
confirmación negativa NACK (not acknowledgment). Esta señal de
confirmación ACK, NACK tiene en cada caso la longitud T_{ACK}.
Tras recibir el aviso de retorno, el emisor puede ocupar de nuevo
el canal tras otro tiempo de procesamiento T_{URP} en función del
aviso de retorno. La duración hasta el instante más temprano de
reutilización del canal correspondiente, se denomina
roundtrip-time (tiempo de una vuelta completa)
T_{RT}.
En el caso de una señal de confirmación positiva
ACK, puede enviarse un nuevo paquete sobre el canal y cuando la
señal de confirmación es negativa NACK, debe repetirse el antiguo.
Para aprovechar mejor el tiempo de emisión disponible sobre el
canal físico PK, se fracciona éste en varios canales de tiempo K1,
K2, K3, llamados a continuación, sin limitación de la invención,
también "canales HARQ". En el intervalo de tiempo que
transcurre hasta que el aviso de retorno es devuelto y evaluado,
puede así operarse con el mismo procedimiento sobre los otros
canales HARQ K1, K2, K3 en multiplexado en el tiempo. Se utilizan
entonces por lo general al menos tantos canales K1, K2, K3 como sea
necesario para que se haga posible en todo momento un envío de
datos. Es decir, la cantidad de canales HARQ K1, K2, K3 se elige
tal que puede cubrirse al menos el tiempo de
Round-Trip TTI de un canal de tiempo K1, K2, K3
mediante las transmisiones sobre los otros canales de tiempo, K1,
K2, K3.
"Asíncrono" significa en relación con este
procedimiento que una transmisión de repetición (retransmisión) de
un paquete puede enviarse en cualquier intervalo de tiempo de
transmisión TTI con el tiempo de arranque t \geq k + N_{RT},
siendo k el número del intervalo de tiempo de transmisión de la
primera transmisión y N_{RT} la cantidad de intervalos de tiempo
de transmisión dentro del tiempo de roundtrip T_{rt}.
Para el control de este procedimiento HRQ se
necesitan diversos parámetros de control, que han de transmitirse
desde el emisor al receptor. Así, debe comunicarse al receptor
mediante una señalización explicita tanto el número de canal HARQ
KN como también la circunstancia de si se trata de un nuevo paquete
o de una repetición del último paquete. Esta última señalización se
realiza mediante el número de paquete PN.
La figura 2 muestra esquemáticamente cómo se
codifican los parámetros de control KN, PN para la transmisión. En
los procedimientos utilizados hasta ahora, como por ejemplo el
procedimiento HSDPA en el estándar UMTS, ya descrito al principio,
se realiza primeramente una codificación en fuente separada QC del
número de canal HARQ KN en tres bits de señalización SB y del
número de paquete PN en otro bit de señalización SB. Esto se
representa con más detalle en la figura 2a. Los bits de señalización
SB se anexan entonces uno a otro y se complementan mediante bits de
señalización CRC. En la codificación en fuente se añaden además los
llamados datos CRC (CRC = Ciclic Redundancy Check, prueba cíclica
de redundancia), que son utilizados por el receptor en la
decodificación, para comprobar la correcta transmisión de la
información. Tiene lugar entonces una codificación de canal KC de
la secuencia de bits completa, añadiéndose entonces a los datos
sistemáticos que resultan de la codificación en fuente, entre
otros, datos redundantes, como bits de paridad PB1, PB2. En un
llamado procedimiento Rate-Matching RM (de
adaptación de velocidad) se reducen entonces estos datos tal que los
mismos pueden transmitirse dentro de un intervalo de tiempo de
transmisión TTI fijado de un canal HARQ.
Tal como ya se indicó al principio, sería más
favorable en muchas situaciones, en particular por ejemplo en una
transmisión de datos en el modo soft-handover de
transferencia suave (denominado a continuación modo SHO),
utilizando adicionalmente el procedimiento
soft-combining ya descrito, utilizar, en lugar de un
número de paquete de 1 bit PN, un número de paquete de n bits PN
con n > 1. En un caso así existe un peligro de confusión entre
un nuevo paquete y una retransmisión de repetición del último
paquete sólo cuando el correspondiente receptor no haya podido
mientras tanto decodificar ninguna de las transmisiones de 2^{n} -
1 paquetes en la secuencia.
Para mantener el coste en señalización lo más
reducido posible pese al aumento de la cantidad de números de
paquete señalizables, es decir, para ahorrar bits de señalización
SB, se codifica en fuente en el procedimiento correspondiente a la
invención el número de paquete PN juntamente con otros parámetros de
control. En el ejemplo de ejecución que se describe a continuación
se realiza una codificación en fuente común QC de los números de
paquete PN, entre otros con el número de canal HARQ KN, tal como se
representa en la figura 2b. Entonces se asigna a cada combinación
de un determinado número de paquete PN y un determinado número de
canal HARQ KN una palabra de código CW, que se convierte entonces
mediante una codificación en fuente QC en la cantidad deseada de
bits de señalización SB. Conservando las ventajas del HARQ asíncrono
y del soft-combining puede así mantenerse el caudal
de datos lo más grande posible, también en el modo SHO.
Mediante la codificación en fuente común de
número de canal HARQ y número de paquete, puede aprovecharse de
manera más efectiva el espacio de palabra de código disponible. La
tabla de la figura 3 muestra la cantidad M_{s} de números de
paquete señalizables PN para una codificación en fuente separada
según el estado de la técnica para valores típicos de cantidades N
de números de canal señalizables KN y cantidades típicas b de bits
de señalización SB. La cantidad M_{s} de números de paquete
señalizables PN se calculó según la ecuación (1). Entonces la
cantidad M_{S} de números de paquete señalizables PN es la misma
para todos los canales HARQ. Comparativamente al respecto, muestra
la tabla de la figura 4 la cantidad promedia M_{j} calculada
correspondientemente según la ecuación (2) de números de paquete
señalizables PN para una codificación en fuente común según la
presente invención. La tabla de la figura 5 muestra la
correspondiente ganancia procentual debida a la codificación
común.
Sobre el canal HSDPA ya citado, se dispone de un
total de 4 bits de señalización SB para la señalización de los
números de canal KN y del número de paquete PN, estando reservados 3
bits para el número de canal. Puesto que en una codificación con n
bits pueden señalizarse exactamente 2^{n} canales, es posible
señalizar con estos 3 bits de señalización 8 canales. Puesto que
por otro lado el tiempo de Roundtrip T_{RT} sólo es de 6
intervalos de tiempo de transmisión TTI, serían suficientes 6
canales para que un emisor pueda emitir en todo momento. Los dos
canales posibles adicionalmente no son en sí necesarios. Tal como
muestra la tabla de la figura 3, con una codificación en fuente
separada e independientemente de si se señalizan 6 u 8 canales
HARQ, pueden señalizarse no obstante sólo dos números de paquete con
un total b = 4 de bits de señalización. Por el contrario, muestra
la tabla de la figura 4 que para una codificación común,
ventajosamente con 4 bits y para 6 canales HARQ, pueden señalizarse
en total en promedio 2,67 números de paquete, es decir, por ejemplo
para 2/3 (es decir, 4) de los canales HARQ pueden señalizarse 3
números de paquete y para 1/3 (es decir, 2) de los canales HARQ, 2
números de paquete. Esto corresponde a una ganancia del 33%. Este
ejemplo muestra muy claramente, cómo con ayuda del procedimiento
correspondiente a la invención puede reducirse la cantidad de
canales HARQ razonablemente hasta el número mínimo prescrito por el
tiempo de roundtrip T_{RT} y el espacio de código que así queda
libre puede aprovecharse para la señalización del número de
paquete.
Siempre que debido a lo limitado de los recursos
el emisor no pueda emitir permanentemente sin más, puede tener
sentido reducir la cantidad de canales HARQ incluso por debajo del
número mínimo predeterminado por el tiempo de Roundtrip T_{RT} y
con ello lograr una ganancia de señalización aún mayor para el
número de paquete, con lo que la probabilidad de error debido a la
confusión entre paquetes se reduce aún más.
Tal como muestra además el ejemplo, es posible y
a menudo aún lógico en el procedimiento correspondiente a la
invención utilizar para diversos canales HARQ de manera muy
específica una cantidad distinta de números de paquete señalizables
PN. Es decir, la cantidad total de palabras de código puede
repartirse de manera flexible entre los distintos canales HARQ.
Entonces son posibles siempre todas las distribuciones ya antes
descritas en base a la ecuación (3) P = (p_{1}, p_{2}, ...,
p_{N}) del conjunto de números de paquete señalizables
p_{i}.
Otra posibilidad de optimización resulta de que
la cantidad de canales HARQ utilizados y/o la función de
distribución P de la cantidad de números de paquete señalizables
sea variable en el tiempo. Estos parámetros pueden variar por
ejemplo en función de si el correspondiente aparato terminal se
encuentra en el modo SHO o no o de si se utiliza o no el
procedimiento IR ya descrito (procedimiento con redundancia
incremental). Igualmente pueden tenerse en cuenta otras propiedades
de enlace y de la red, como el grado de carga de la célula. Cuando
la carga de la red es baja, es por ejemplo ventajosa una
distribución relativamente homogénea, ya que entonces un aparato
terminal que desea emitir puede enviar con gran probabilidad en
varios intervalos de tiempo de transmisión TTI consecutivos y con
ello están ocupados todos los canales HARQ. Cuando el grado de carga
de la red es alto, sólo ocasionalmente se asigna por el contrario a
un aparato terminal dentro del tiempo de roundtrip T_{RT}
recursos permanentes, con lo que por lo general sólo están ocupados
pocos canales HARQ. Entonces es ventajoso asignar a estos canales
HARQ, en particular en el modo SHO, una cantidad superior de
números de paquete señalizables. Entonces pueden utilizarse en
especial en el modo SHO también preferentemente los canales con una
cantidad mayor de números de paquete señalizables y con ello
reducirse la probabilidad de error debido a paquetes omitidos. Las
configuraciones actuales pueden ser comunicadas entonces también
(por ejemplo semiestáticamente) por la red a los aparatos
terminales. En particular, conoce el planificador (scheduler) de la
estación de base la función de distribución P de los aparatos
terminales y puede tener esto en cuenta ya en su decisión relativa
a la asignación de recursos.
En base a la tabla de la figura 6, se
describirán a continuación diversos ejemplos de ejecución para
posibles distribuciones de números de paquete P = (p_{1},
p_{2}, ..., p_{N}) en los diversos canales HARQ. La tabla
muestra una panorámica sobre diversas distribuciones P en función de
la cantidad de bits de información y canales HARQ. Al respecto hay
que señalar que todas la permutaciones de una distribución P son en
principio de igual valor, siempre que el algoritmo de elección de
los canales HARQ se adapte a ello. Señalemos además que las
variantes representadas en la figura 6 sólo son una selección de
todas las variantes posibles.
En todos los ejemplos de ejecución según la
figura 6, se parte de un tiempo de Roundtrip de seis intervalos de
tiempo de transmisión TTI. Además, se parte de que como
procedimiento de soft-combining sólo se utiliza un
(chase-combining, es decir, no se utiliza ninguna
redundancia incremental, o bien que la codificación en fuente de la
versión de redundancia se realiza independientemente. Cuando la
codificación en fuente se realiza conjuntamente, puede entonces
reducirse primeramente la cantidad de canales HARQ utilizados N de
ocho a seis sin tener que asumir bajadas de potencia, incluso
cuando el grado de carga es bajo. Las palabras de código pueden
además repartirse flexiblemente entre estos 6 canales.
Al respecto se clasifican las funciones de
distribución propuestas en tres grupos:
- -
- Tipo 1: Funciones de reparto idénticas. Aquí son iguales todas las cantidades de números de paquete p_{i} en los distintos canales HARQ i.
- -
- Tipo 2: funciones de reparto homogéneas. Aquí se eligen bajo la condición marginal de un aprovechamiento completo del espacio de código W = 2^{b} las cantidades de números de paquete p_{i} tal que la diferencia entre cantidades máxima y mínima de números de paquete p_{i} en los distintos canales HARQ i es mínima, es decir, se diferencia en 1 como máximo.
- -
- Tipo 3: funciones de reparto no homogéneas. Se trata de todas las otras funciones de reparto.
Los distintos tipos se especifican en la primera
columna de la tabla.
\global\parskip0.930000\baselineskip
En los ejemplos de ejecución en la primera línea
de la tabla se dispone para la señalización de los 6 canales HARQ y
de los números de paquete de un total de b = 4 bits de señalización.
Estos son valores típicos cuando se utilizan intervalos de tiempo
de transmisión TTI de 2 ms, tal como los que se utilizan también en
HSPDA y también tal como los que podrían utilizarse en un canal
ascendente (uplink) mejorado, más rápido, por ejemplo el EDCH
(Enhanced Dedicated Channel, canal asignado mejorado).
Son posibles ahora varias variantes de
ejecución:
En esta variante de ejecución es posible
utilizar un reparto P del conjunto de números de paquete
señalizables entre los seis canales HARQ que está optimizada para
los casos que se presentan con más frecuencia. Puesto que el modo
SHO sólo se presenta en aproximadamente un 30% del tiempo, parece
lógico no utilizar más de 4 bits de información (como en HSDPA). No
obstante, para reducir en el modo SHO la probabilidad de error para
algunos canales HARQ, debería utilizarse un reparto homogéneo o no
homogéneo (tipo A2 y A3), por ejemplo (3,3,3,3,2,2), (4,3,3,2,2,2),
(4,4,2,2,2,2) ó (5,3,2,2,2,2). Aquí los números (p_{1}, p_{2},
..., p_{N}) entre abrazaderas designan en cada caso la cantidad
de números de paquete p_{i} señalizables para el canal HARQ 1. La
elección exacta de la distribución depende de la frecuencia del
error como función de la cantidad de números de paquete
señalizables y del grado de carga supuesto para el sistema. Cuanto
mayor sea el grado de carga del sistema (es decir, de las células)
supuesto en promedio, tanto menos canales HARQ deben ocupar una
cantidad elevada de números de paquete señalizables.
Alternativamente pueden también utilizarse 5
bits de información (tipo B1, B2 y B3). Entonces hay 32
posibilidades de señalización y según las consideraciones
anteriores se ofrece la posibilidad de utilizar por ejemplo los
repartos (8, 8, 8, 3, 3, 2), (8, 8, 8, 4, 2, 2), (6, 6, 6, 6, 4, 4),
(7, 7, 7, 7, 2, 2), (6, 6, 5, 5, 5, 5) o similares. Hay que tener
en cuenta que aquí son suficientes 5 bits de información para
generar en la mayoría de los casos que se presentan una seguridad
básica frente a errores similar a con 6 bits de información para
una codificación en fuente separada (es decir, 8 números de paquete
señalizables). Debido al ahorro de bits de información es posible
ahora, a igual cantidad de bits codificados, utilizar un coeficiente
de código inferior y lograr una ganancia en codificación. Debido a
ello aumenta a su vez la probabilidad de que los receptores puedan
decodificar la información correctamente. Si se parte por ejemplo de
un coeficiente de código de 0,5 para 6 bits de información,
entonces el coeficiente de código es de 0,42 para 5 bits de
información y 0,33 para 4 bits de información.
En esta variante de ejecución se utilizan por
ejemplo siempre 4 bits de información. La función de reparto es
diferente en función de si se tiene el modo SHO o no. En el caso de
no tener el SHO, puede utilizarse un reparto lo más homogéneo
posible, como por ejemplo (3, 3, 3, 3, 2, 2). También es posible un
reparto idéntico (2, 2, 2, 2, 2, 2). Aquí quedan sobrantes palabras
de códigos no utilizadas, que pueden utilizarse para realizar una
selección de palabras de código que optimice la potencia de la
codificación de canal. En el modo SHO puede utilizarse por el
contrario una distribución no homogénea, como por ejemplo (4, 3, 3,
2, 2, 2), (4, 4, 2, 2, 2, 2), o (5, 3, 2, 2, 2, 2) o (6, 2, 2, 2,
2, 2). Para aumentar la cantidad de números de paquete señalizables,
puede también reducirse la cantidad de canales HARQ. Si por ejemplo
se configuran sólo 5 canales, entonces resultan posibilidades como
(5, 4, 3, 2, 2), (5, 5, 2, 2, 2), (6,4, 2, 2, 2), (6, 3, 3, 2, 2).
Hay que tener en cuenta que debido a la reducción de la cantidad de
canales HARQ por debajo de la cantidad mínima exigida por el
tiempo de roundtrip, puede suceder que en algunos momentos un
determinado aparato terminal no pueda emitir. Tan pronto como se
encuentran varios aparatos terminales en una célula, es no obstante
muy improbable que en un determinado momento no pueda emitir
ningún aparato terminal. Adicionalmente, el planificador (scheduler)
de la estación de base puede tener en cuenta esta circunstancia ya
en la asignación de recursos. La ganancia debida a la reducción de
la probabilidad de error por causa de una confusión entre paquetes,
puede compensar entonces sobradamente la pérdida (en
Multi-User Diversity, diversidad multiusuario)
debida a la reducción de los canales HARQ. Una ventaja general de
esta variante reside en que al ser la cantidad de bits de
información constante, puede utilizarse siempre la misma
codificación de canal.
En esta variante de ejecución se renuncia a la
ventaja de la variante 2 en aras de una adaptación más flexible.
Entonces pueden utilizarse por ejemplo en el caso de
no-SHO 4 bits de información y utilizarse un reparto
tal como se describirá en la tabla bajo el tipo A1 ó A2. En el modo
SHO pueden utilizarse por el contrario 5 bits de información, con
lo que pueden realizarse cantidades mayores de números de paquete
señalizables. Ejemplos de ello pueden encontrarse en la tabla bajo
el tipo B1, B2, B3.
Si pese a ello debe utilizarse siempre la misma
codificación de canal (como en la variante 2), entonces puede
lograrse esto cuando en otras zonas de la información de control se
ahorren bits.
Por ejemplo, pueden bastar en el modo SHO menos
parámetros para la señalización de una versión de redundancia. En
particular puede ser prescindible una diferenciación según paquetes
que pueden decodificarse por sí mismos y paquetes que no pueden
decodificarse por sí mismos, tal como se propone en el procedimiento
actual HARQ para HSDPA. Esto se debe a que en el modo SHO puede
suceder fácilmente que una estación de base no reciba el primer
paquete. Si se envía entonces como segundo paquete un paquete que no
puede decodificarse por sí mismo, entonces la estación de base
tampoco podrá decodificar por si misma este paquete. Por lo demás,
puede dejarse fuera en este caso también el parámetro para la
llamada versión de redundancia y la versión de redundancia se
calcula entonces mediante un algoritmo predeterminado a partir del
número de marco o de una numeración similar. Esto es debido
igualmente a que en el modo SHO puede suceder fácilmente que una
estación de base sólo pueda recibir una parte de los paquetes,
mientras que la otra parte la recibe más bien otra estación de
base. Puesto que la estación móvil no sabe con exactitud qué
estación de base recibe qué paquetes, no puede la misma optimizar
la secuencia de versiones de redundancia tan bien como por ejemplo
la estación de base en una transmisión sobre el canal descendente
(downlink) HSDPA. Alternativamente puede reducirse el parámetro
para la versión de redundancia a menos bits, por ejemplo sólo 1 bit
en el modo SHO, pero 3 bits sin SHO. Igualmente puede salirse
adelante sin una señalización de la versión de redundancia en el
caso de que se utilice sólo chase combining, ya que aquí se
realizan todas las transmisiones de un paquete con idénticos
bits.
Esta variante de ejecución ofrece una
flexibilidad aún mayor debido a que la red comunica dinámicamente a
los aparatos terminales la configuración HARQ a utilizar (es decir,
la cantidad de canales HARQ y la cantidad de número de paquetes
señalizables para cada canal). Esto puede combinarse también con una
modificación automática de la configuración HARQ en función del
modo SHO. Esto tiene la ventaja de que no es necesaria ninguna
señalización explicita. La flexibilidad adicional permite también
que la red adapte la función de reparto al grado de carga de la
red.
Por ejemplo podrían utilizarse aquí los
siguientes repartos:
- -
- modo no SHO: (3, 3, 3, 3, 2, 2)
- -
- modo SHO, bajo grado de carga de la red: (4, 3, 3, 2, 2, 2)
- -
- modo SHO, grado medio de carga de la red: (5, 3, 2, 2, 2, 2)
- -
- modo SHO, alto grado de carga de la red: (6, 4, 2, 2, 2)
En esta variante de ejecución se utilizan
permanentemente sólo 4 bits de información.
Naturalmente es posible también no obstante
aumentar la cantidad de bits de información en el SHO, por
ejemplo:
- -
- modo no SHO: (3, 3, 3, 3, 2, 2)
- -
- modo SHO, bajo grado de carga de la red: (6, 6, 5, 5, 5, 5)
- -
- modo SHO, grado medio de carga de la red: (7, 7, 7, 7, 2, 2)
- -
- modo SHO, alto grado de carga de la red: (8, 8, 8, 4, 2, 2)
Además, puede aumentarse adicionalmente la
eficiencia en el aprovechamiento del espacio de código incluyendo
otros parámetros de control, que deben enviarse con cada paquete en
la codificación en fuente común. Aquí se ofrece por ejemplo la
posibilidad de utilización de los parámetros de control que
describen el formato de transporte utilizado.
Siempre que se utilice un procedimiento IR,
necesita el receptor también la versión de redundancia, que contiene
informaciones relativas a cuáles de los bits codificados se
encuentran en la correspondiente transmisión. Por lo tanto, en un
procedimiento así, se codifica en fuente, ventajosamente, el número
de paquete y dado el caso también el número de canal HARQ
juntamente con la versión de redundancia. Entonces puede utilizarse
ventajosamente para distintos canales HARQ una cantidad diferente de
versiones de redundancia señalizables. La función de distribución Q
de la cantidad de versiones de redundancia señalizables a_{i} por
cada canal HARQ i, puede además adaptarse y optimizarse teniendo en
cuenta características del enlace y de la red (modo SHO o modo no
SHO, grado de carga de la célula).
Así en el modo no SHO es muy elevada la
probabilidad de que un receptor pueda detectar y superponer varias
transmisiones consecutivas de un paquete. Por ello es lógico
utilizar en este modo la redundancia incremental, para lograr una
ganancia adicional en decodificación por medio de una reducción del
coeficiente de código mediante paquetes de repetición. En el modo
SHO esta probabilidad es no obstante inferior, con lo que la
ganancia adicional debido a la redundancia incremental queda
fuertemente reducida o bien, en el caso de la llamada "Full
IR" (IR completa), en el que no todas las transmisiones pueden
decodificarse por sí mismas, puede incluso transformarse en un
inconveniente. Por ello es lógico utilizar en el modo SHO sólo un
procedimiento chase-combining o el llamado
procedimiento parcial IR, en el que todas las transmisiones pueden
decodificarse por sí solas (por sí mismas). En este caso no es
necesaria una señalización relativa a si se trata de un mensaje que
puede decodificarse por sí mismo o que no puede decodificarse por
si mismo. Si en el modo SHO se utiliza sólo un procedimiento
chase-combining, entonces pueden utilizarse estos
bits para la señalización de números de paquete.
La tabla de la figura 7 muestra la distribución
de los bits de señalización para el caso de que, para una
codificación en fuente separada de los parámetros según el estado de
la técnica, se utilicen en total b = 6 bits de señalización. La
correspondiente cantidad de posibilidades señalizables se indica en
la tabla de la figura 8.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Si se codifican en fuente conjuntamente los tres
parámetros -número de paquete PN, canal HARQ KN y versión de
redundancia RV- según el procedimiento correspondiente a la
invención, entonces es posible en este caso por ejemplo la
siguiente optimización adicional:
En el caso de no SHO, se necesitan sólo 2
números de paquete, con lo que las demás posibilidades de
señalización pueden distribuirse entre las posibles versiones de
redundancia.
En este caso la cantidad promedia
L_{j,non-SHO} de versiones de redundancia
señalizables viene dada por la siguiente ecuación:
(4)L_{j,non-SHO}
=
\frac{2^{b}}{2N_{HARQ}}
Si se supone, al igual que en los citados
ejemplos de ejecución, que hay N = 6 canales y se utilizan en total
b = 6 bits de señalización, entonces aumenta la cantidad promedia de
versiones de redundancia señalizables a 5,33.
Si se utiliza en el modo SHO un procedimiento
chase-combining, entonces no es necesaria una
señalización de la versión de redundancia. La cantidad promedia de
números de paquetes señalizables viene dada por lo tanto, al igual
que antes, por la ecuación (2). En el ejemplo citado puede
realizarse debido a ello una cantidad promedia de números de
paquete señalizables de 10,67.
La tabla de la figura 9 compendia de nuevo estos
ejemplos de ejecución en las dos primeras líneas. Entre paréntesis
se indica en cada caso el tipo de posibles funciones de distribución
según la tabla de la figura 6.
Desde luego, no se necesita en general ninguna
cantidad demasiado grande de versiones de redundancia señalizables.
También la cantidad necesaria de números de paquete señalizables PN
puede ser en determinadas circunstancias inferior a 8, lo cual
puede calcularse mediante simulaciones de las probabilidades de
error. Por ello puede ser también lógico ahorrar mediante esta
codificación en fuente común un bit, es decir, en lugar de b = 6
bits de señalización utilizar sólo b = 5 bits de señalización.
Entonces es posible según la forma de proceder anterior en el caso
de no SHO una cantidad promedia de versiones de redundancia
señalizables de 2,67 por cada canal HARQ. En el modo SHO no es
necesaria de nuevo ninguna señalización de la versión de
redundancia. Así puede realizarse ya con 5 bits una cantidad
promedia de números de paquete señalizables de 5,33. Este ejemplo
de ejecución especialmente preferente se compendia de nuevo en la
tabla de la figura 10. La tabla de la figura 11 muestra los
correspondientes valores para b = 4.
Para una codificación en fuente conjunta también
de la versión de redundancia, rige también en el sentido
correspondiente la afirmación anterior de que en el modo no de SHO
puede asignarse de manera totalmente específica a determinados
canales HARQ una cantidad mayor de versiones de redundancia
señalizables y puede utilizar entonces las mismas también
preferentemente. Todas las demás indicaciones relativas a la función
de distribución P de la cantidad de números de paquete
señalizables, rigen por lo tanto también en el sentido
correspondiente para una función de distribución Q de la cantidad
de versiones de redundancia señalizables.
Como otra posibilidad puede utilizarse también
este procedimiento en un escenario en el que también se utiliza en
el modo SHO redundancia incremental. Si se denomina L_{j,SHO} la
cantidad promedia de versiones de redundancia señalizables,
entonces se calcula la cantidad promedia de números de paquete
señalizables en el SHO M_{j,SHO} según la ecuación:
(5)M_{j,SHO} =
\frac{2^{b}}{L_{j,SHO} \ . \
N_{HARQ}}
La tabla de la figura 9 muestra en su tercera
fila un ejemplo de ejecución como el indicado para b = 6. También
es posible determinar la cantidad promedia de versiones de
redundancia señalizables mediante transformación de la ecuación (5)
para una determinada cantidad promedia exigida M_{j} de número de
paquetes señalizables y de canales HARQ necesarios. La cuarta fila
en la tabla de la figura 9 muestra esto para b = 6 y una cantidad
promedia M_{j} = 8 de números de paquete señalizables.
En los procedimientos IR consiste
correspondientemente una posibilidad de optimización adicional en
utilizar una función de distribución variable en el tiempo Q de la
cantidad de versiones de redundancia señalizables a_{i} por cada
canal HARQ i con el fin de optimizar la cantidad de versiones de
redundancia utilizables durante las transmisiones de un
paquete.
Cuando se utiliza el tipo I de la tabla de la
figura 6 (b = 3), pueden señalizarse en promedio 1,33 versiones de
redundancia. Esto significa que para dos canales HARQ pueden
señalizarse dos versiones de redundancia y para los otros cuatro
canales HARQ sólo puede señalizarse una versión de redundancia. Esto
trae como consecuencia que el rendimiento para estos cuatro canales
HARQ no pueda ser tan bueno como para los dos primeros. Esta
realidad puede tenerse en cuenta al elegir los canales, en el
sentido de por ejemplo utilizarse preferentemente ambos canales
HARQ sobre los que son señalizables dos versiones de redundancia.
Desde luego, a pleno caudal de datos deben utilizarse todos los
canales HARQ. Para lograr incluso en este caso un buen rendimiento
para todos los canales, puede asignarse a los canales la cantidad
de versiones de redundancia preferentemente tal que pueda variar
con el tiempo. En un determinado instante serían entonces
señalizables dos versiones de redundancia para los dos primeros
canales, pero en un instante posterior, para otros canales.
La figura 12 muestra al respecto una posible
ocupación. Las filas de la tabla significan unidades de tiempo en
cada caso arbitrarias, ventajosamente fijas. Las unidades de tiempo
se eligen entonces de manera especialmente preferente tal que se
corresponden con el tiempo de roundtrip T_{KT} para el proceso
HARQ.
Durante la unidad de tiempo 1 pueden señalizarse
para los canales 1 y 2 la mayor cantidad de versiones de
redundancia (aquí dos versiones de redundancia), durante la unidad
de tiempo 2, para los canales 3 y 4 y durante la unidad de tiempo
3, para los canales 5 y 6. Los canales preferentes se alternan por
lo tanto. Tras transcurrir la unidad de tiempo 3, puede repetirse
el patrón o bien, tal como se muestra en la tabla, utilizarse otro
patrón. Este patrón puede repetirse igualmente, o bien mezclarse de
forma arbitraría. Mediante la asignación variable en el tiempo se
logra que los distintos canales puedan alcanzar igual rendimiento.
En particular, se logra que para todos los canales pueda
señalizarse más de una sola versión de redundancia.
Al elegir las versiones de redundancia rigen los
siguientes principios:
Para una repetición debe utilizarse otra versión
de redundancia distinta a la de la primera transmisión. Si en la
transmisión de repetición pueden señalizarse por lo tanto dos
versiones de redundancia entonces debe señalizarse aquélla que no
se utilizó en la primera transmisión. Si pueden transmitirse ya en
la primera transmisión dos versiones de redundancia, entonces debe
tomarse la decisión "previsoramente": La misma ha de tomarse
entonces tal que para la transmisión de repetición pueda
señalizarse otra versión de redundancia. Si en el instante esperado
de la repetición (potencialmente necesaria) sólo puede señalizarse
una versión de redundancia, entonces debe elegirse previsoramente
otra versión de redundancia en la primera transmisión. Si puede
elegirse en un cierto instante más de un canal HARQ, entonces
puede considerarse también en esta elección si sobre el canal puede
señalizarse una versión de redundancia favorable.
Cuando se transmiten los datos con el máximo
grado de carga, entonces son alternadamente todos los canales HARQ
activos. Cuando por cada canal HARQ se dispone de 1,5 versiones de
redundancia, entonces puede asegurarse con la asignación descrita
previsora que en repeticiones siempre pueden señalizarse distintas
versiones de redundancia.
En el ejemplo antes citado sólo están
disponibles no obstante 1,33 versiones de redundancia. También para
ello puede desarrollarse una estrategia óptima. En la figura 13 se
inscriben las versiones de redundancia señalizables por unidad de
tiempo. Al respecto se representa para mayor claridad sólo un canal
HARQ.
Con la asignación descrita puede señalizarse
para el paquete de repetición siempre otra versión de redundancia
distinta a la del primer paquete cuando ambos paquetes se envían en
momentos consecutivos. Esto rige también cuando el paquete de
repetición se envía en el intervalo de tiempo siguiente al próximo.
Sólo cuando el paquete se repite después de tres intervalos de
tiempo, esto no es posible en 2/3 de los casos. En intervalos de
tiempo tan grandes existen no obstante por lo general sin más
varios canales HARQ, con lo que tal como antes se ha descrito puede
elegirse un canal adecuado.
Tal como ya se ha mencionado antes pueden
especialmente en el modo SHO, utilizarse preferentemente los canales
con una cantidad superior de números de paquete señalizables y con
ello reducirse la probabilidad de error debido a paquetes
omitidos.
Para lograr una coincidencia entre la función de
distribución P predeterminada o bien la señalizada por la red y los
canales HARQ utilizados efectivamente por el aparato terminal, debe
especificarse entonces en qué secuencia se ocupan los canales HARQ.
Un algoritmo como éste debe estar prescrito para todos los emisores.
El algoritmo de elección debe estar adaptado a la función de
distribución.
En un caso especialmente sencillo, la función de
distribución P es una función monótonamente descendente (o
ascendente) respecto a los números de canal HARQ, es decir, p_{i}
\leq p_{j} (o bien p_{i} \geq p_{j}) para todos los i
> j. Esto permite la utilización de un algoritmo de elección muy
rápido y sencillo, en el que se utiliza sencillamente el número de
canal libre en cada caso más pequeño (o más grande) posible. Con
ello puede asegurarse que también en la práctica se utilizan
preferentemente aquellos canales con la cantidad más alta de
números de paquete señalizables. Este algoritmo se basa en la idea
de que en promedio aquel canal HARQ que tenga la máxima cantidad de
números de paquete señalizables también tendrá el máximo número de
transmisiones realizadas hasta la reutilización del mismo número de
paquete. Así se reduce en promedio también la probabilidad de una
superposición incorrecta de dos transmisiones.
Otro algoritmo más potente consiste en maximizar
el espacio de tiempo entre la repetición de una determinada
combinación de número de canal HARQ y número de paquete. Esto puede
lograrse memorizando para cada combinación canal HARQ/número de
paquete el instante de la última utilización y eligiéndose en cada
momento de entre las combinaciones libres aquélla que presente la
inscripción más antigua. Si existen varias inscripciones con
similar antigüedad, pueden utilizarse dado el caso otros criterios.
En este caso puede ser lógico por ejemplo dar preferencia a una
combinación algo más reciente cuando la misma posea una cantidad
mayor de números de paquete señalizables. La razón para ello reside
en una evolución eventualmente más favorable en el futuro de los
intervalos de tiempo que pueden lograrse.
Alternativamente puede también memorizarse para
cada combinación canal HARQ/número de paquete la cantidad de
transmisiones realizadas últimamente. Para cada paquete nuevo a
transmitir se elige entonces de entre los canales HARQ libres aquél
para el que desde la última utilización del número de paquete actual
se ha realizado la máxima cantidad de transmisiones.
Para mayor aclaración de este procedimiento de
elección, remitimos a la figura 14. Aquí se supone que en el
instante actual están libres 6 canales. La cantidad de números de
paquete señalizables en los distintos canales es P = (4, 3, 3, 2,
2, 2), tal como puede verse en la segunda columna de la tabla. Para
canales que pueden señalizar menos de 4 números de paquete, están
dotados los correspondientes campos de un guión. Para cada canal
HARQ i, se utilizan los números de paquete disponibles, tal como es
usual, siempre de manera alternada cíclicamente. Por ejemplo puede
calcularse el número de paquete actual p_{a,i}, es decir, el
número de paquete que ha de utilizarse para la siguiente primera
transmisión, aumentando el número de paquete últimamente utilizado
de este canal HARQ y de la operación de módulo
(6)p_{ai} =
(p_{a-1,i} + l)mod \
p_{i}
En el ejemplo representado se utilizan como
números de paquete actuales los valores de la columna 3 de la tabla
que están rayados en la tabla.
La cantidad de transmisiones desde la última
utilización del número de paquetes a utilizar actualmente en cada
caso puede calcularse para cada uno de los canales HARQ tal que
todas las transmisiones n(p) con número de paquete distinto
al actual se suman:
De entre los canales HARQ libres puede elegirse
entonces aquél que presente la N_{i} máxima. En el ejemplo antes
descrito se trata del canal HARQ 3.
Este ejemplo muestra que no siempre
necesariamente el canal HARQ libre con la máxima cantidad de números
de paquete señalizables debe ser el preferido. El segundo algoritmo
aquí representado es por lo tanto ciertamente más costoso, pero
también más potente que el primer algoritmo, que es más sencillo, ya
que este algoritmo asegura que en cada caso se utilizará el canal
HARQ en el que se ha realizado el mayor número posible de
transmisiones desde la última utilización del número del paquete
actual. Por lo tanto, una confusión entre paquetes sólo puede tener
lugar en el caso de que un receptor no haya podido decodificar
exactamente esta cantidad de transmisiones de la información de
control relativa a este canal HARQ. Aquí es un inconveniente que
para cada combinación canal HARQ/número de paquete tenga que
memorizarse la cantidad de transmisiones n_{k,i}.
Una reducción de la capacidad de memoria
necesaria para el segundo algoritmo es posible en el caso de que
por cada canal HARQ sólo se memorice la cantidad promedia de
transmisiones por cada número de paquete \upbar{n}_{i}. La
cantidad N_{i} de transmisiones desde la última utilización se
calcula entonces como sigue:
(8)N_{i} =
(p_{i} - l) .
\upbar{n}_{i}
con
(9)\upbar{n}_{i} = \frac{1}{l}
\sum\limits ^{1}_{k=1} \
n_{k,i}
utilizándose en cada caso los
últimos valores l \leq p_{i} para la información. La capacidad
de memoria necesaria es entonces función de la cantidad de puntos
de apoyo l que se utilizan para la información y tiene un valor
N.l, siendo N a su vez la cantidad de canales HARQ. Si se utiliza
por cada canal HARQ sólo un valor (l = 1), entonces se reduce en el
ejemplo anterior el gasto de memoria de 16 valores a 6 valores y
para l = 2 incluso a 12 valores. La fiabilidad del valor medio
aumenta al aumentar el número de puntos de apoyo l. Para l =
p_{i}, este algoritmo simplificado es idéntico al anteriormente
descrito.
Otra mejora adicional de este algoritmo se logra
cuando adicionalmente a la cantidad de transmisiones por cada canal
HARQ se tiene también en cuenta el tiempo entonces transcurrido. Si
este tiempo es muy corto y se encuentra por ejemplo dentro del
llamado tiempo de coherencia del canal de telefonía móvil en el que
las propiedades del canal son casi constantes, entonces es posible
que incluso una gran cantidad de transmisiones no puedan ser
decodificadas por un determinado receptor. Este es por ejemplo el
caso cuando esta transmisión por radio se encuentra en la irrupción
de un desvanecimiento en la que el nivel de recepción es muy bajo
y/o cuando el emisor ya emite con la máxima potencia de emisión
posible. La probabilidad de que todas las transmisiones realizadas
mientras tanto sobre un canal HARQ se pierdan, desciende por lo
tanto al aumentar el tiempo transcurrido (la llamada diversidad en
el
tiempo).
tiempo).
Con un algoritmo mejorado, se memoriza por lo
tanto, adicionalmente a la cantidad de transmisiones por cada
combinación canal HARQ/número de paquete también la correspondiente
información del tiempo, por ejemplo el instante de la última
transmisión de una combinación canal HARQ/número de paquete o para
cada canal HARQ la duración media entre dos números de paquetes
consecutivos. El procedimiento discurre análogamente a los
algoritmos antes esbozados, sólo que en lugar del parámetro
"cantidad de transmisiones" se memoriza el parámetro
"instante de la última transmisión" o bien en lugar de
"cantidad promedia de transmisiones" por cada número de
paquete, el de "duración promedia entre dos números de paquete
consecutivos". La elección del canal HARQ para el siguiente
paquete que se presente, se realiza entonces teniendo en cuenta en
su conjunto los criterios de la cantidad de transmisiones desde la
última utilización y el tiempo entonces transcurrido. Esto es
posible, entre otros, mediante una suma ponderada de ambos
criterios o mediante una multiplicación.
Básicamente es posible también que el algoritmo
de elección para el canal HARQ se base también solamente en el
criterio "duración de la última transmisión de una combinación
canal HARQ /número de paquete".
Otro algoritmo que se basa en el tiempo de
utilización promedio de cada canal HARQ se describe a
continuación:
Al principio se inician los tiempos de
utilización para todos los canales con un valor inicial, pudiendo
ser también el valor inicial diferente para distintos canales HARQ.
En particular, puede elegirse el valor inicial para los canales
HARQ que disponen de muchos números de paquete mayor que para los
canales HARQ con inferior cantidad de números de paquete.
Cada vez que se envía un nuevo paquete, se
realizan los siguientes pasos:
Los tiempos de utilización para todos los
canales HARQ se incrementan en un valor unificado, con independencia
de la cantidad de números de canal de los canales. Desde luego el
tiempo de utilización de tales canales que ya presentan un tiempo
de utilización bastante alto puede aumentarse menos o bien limitarse
el tiempo de utilización a un valor máximo. Este valor máximo puede
ser también distinto para distintos canales HARQ. En particular
puede elegirse el valor máximo para canales HARQ que disponen de
muchos números de paquete más alto que para canales con cantidad
inferior de números de paquete.
Se elige entonces el canal con el máximo tiempo
de utilización y el siguiente paquete se envía a través de este
canal. Entonces se tienen en cuenta, desde luego, sólo aquellos
canales que están libres, para enviar un nuevo paquete, es decir,
aquéllos para los que el emisor no espera una confirmación que falta
aún.
Entonces se reduce el tiempo de utilización para
el canal elegido, pudiendo ser también diferente esta reducción
para distintos canales HARQ. En particular, la reducción para
canales HARQ que de nuevo disponen de muchos números de paquete
puede elegirse inferior a para canales HARQ con menor cantidad de
números de paquete.
En lugar de la limitación a un valor máximo,
puede determinarse también que al sobrepasarse el valor máximo se
reduzca el tiempo de utilización en un valor que es proporcional al
desbordamiento respecto al valor máximo. La forma más sencilla de
realizar esto es que el factor de proporcionalidad sea una potencia
de dos, por ejemplo 1/4.
Los ejemplos muestran cómo mediante el
procedimiento correspondiente a la invención puede minimizarse la
probabilidad de error debido a la interpretación errónea de números
de paquete por causa de paquetes omitidos sin coste de señalización
adicional. Con ello se necesita para cada combinación utilizada en
servicio de cantidades de canales HARQ utilizados y/o funciones de
distribución P de la cantidad de los números de paquete señalizables
y/o funciones de distribución Q de la cantidad de versiones de
redundancia señalizables solamente una prescripción de codificación
en fuente común que conocen el emisor y el receptor.
Finalmente, señalemos de nuevo que los
procedimientos de transmisión representados en concreto en las
figuras y antes descritos solamente son ejemplos de ejecución que
pueden ser modificados por el especialista sin abandonar el marco
de la invención. Así podrían, por ejemplo cuando al utilizar un
procedimiento HARQ parcialmente asíncrono la transmisión del número
de canales HARQ no sea necesaria, codificarse en fuente también sólo
la versión de redundancia y dado el caso otros parámetros de
control juntamente con el número de paquete.
- b
- cantidad de bits de señalización
- N
- cantidad de números de canal
- M_{s}
- cantidad de números de paquete
- M_{j}
- cantidad promedia de números de paquete
- QC
- codificación en fuente
- KC
- codificación en canal
- RM
- procedimiento Rate-Matching (de adaptación de velocidad
- CW
- palabra de código
- PN
- número de paquete
- KN
- número de canal de tiempo
- RV
- indicador de versión de redundancia
- K1
- canal de tiempo
- K2
- canal de tiempo
- K3
- canal de tiempo
- PK
- canal físico
- PK'
- canal físico
- SB
- bit de señalización
- CRC
- bit de comprobación CRC
- PB1
- bit de paridad
- PB2
- bit de paridad
- TTI
- intervalo de tiempo de transmisión
- ACK
- señal de confirmación positiva
- NACK
- señal de confirmación negativa
- T_{RT}
- tiempo de roundtrip (de una vuelta completa)
- T_{ACK}
- longitud de señal
- T_{NBp}
- tiempo de procesamiento
- T_{UEP}
- tiempo de procesamiento
- T_{prop}
- tiempo de transmisión
- T'_{prop}
- tiempo de transmisión
Claims (22)
1. Procedimiento para transmitir parámetros de
control (KN, PN, RV) sobre un canal físico (PK) entre un aparato de
telefonía móvil y una estación de base en una red celular para el
control de una transmisión de datos orientada a paquetes entre el
aparato de telefonía móvil y la estación de base, incluyendo los
parámetros de control (KN, PN, RV) un número de paquete (PN) para
identificar un paquete de datos, caracterizado porque
el número de paquete (PN) se codifica en fuente
conjuntamente al menos con otro parámetro de control (KN, RV) para
la transmisión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque para enviar los
paquetes de datos se dispone de diversos canales de tiempo (K1,...,
K6), que se realizan mediante un reparto en el tiempo del mismo
canal físico (PK), enviándose desde el correspondiente equipo
emisor sobre un canal de tiempo (K1, ..., K6) un paquete de datos
repetidamente, hasta que el equipo emisor recibe una señal de
confirmación (ACK) de un equipo receptor.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque al menos otro
parámetro de control (KN) incluye el número de canal (KN) del canal
de tiempo (K1, ..., K6) en el que se envía el correspondiente
paquete de datos.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó
3,
caracterizado porque como máximo se
utilizan tantos canales de tiempo distintos (K1, K2, K3) como para
que la suma de los intervalos de tiempo de transmisión (TTI) de los
canales de tiempo disponibles (K1, K2, K3) cubra exactamente un
espacio de tiempo de reutilización del canal (T_{RT}) tras
transcurrir el cual puede realizarse como muy pronto sobre un
determinado canal de tiempo (K1, K2, K3), tras una transmisión
precedente, una nueva transmisión.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para
decodificar un paquete de datos se superponen varias transmisiones
de repetición de un paquete de datos.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque en la transmisión de
datos se utiliza un procedimiento de redundancia incremental y al
menos otro parámetro de control (RV) incluye un indicador de versión
de redundancia (RV).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque la transmisión
de datos se realiza mediante un procedimiento de transmisión de
varios canales HARQ (KN, PN, RV) y al menos otro parámetro de
control incluye un parámetro HARQ.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque los distintos
canales de tiempo (K1, ..., K6) llevan asignadas distintas
cantidades de números de paquete (p_{i}), disponibles para
identificar un paquete de datos sobre el correspondiente canal de
tiempo (K1, ..., K6).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 8,
caracterizado porque los distintos
canales de tiempo (K1, ..., K6) llevan asignadas distintas
cantidades de indicadores de versión de redundancia (RV),
disponibles para señalizar la versión de redundancia de una
transmisión de paquetes de datos sobre el correspondiente canal de
tiempo (K1, ..., K6).
10. Procedimiento según una de la
reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque la cantidad de
números de paquete (p_{i}) y/o la cantidad de indicadores de la
versión de redundancia (RV) de al menos uno de los canales de
tiempo (K1, ..., K6) son variables.
11. Procedimiento según la reivindicación
10,
caracterizado porque la cantidad de
indicadores de versión de redundancia (RV) del correspondiente canal
de tiempo se modifica según una secuencia predeterminada a
intervalos de tiempo determinados.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque la cantidad de
números de paquete (p_{i}) y/o la cantidad de indicadores de
versión de redundancia (RV) de al menos uno de los canales de
tiempo (K1, ..., K6) se eligen en cada caso en función de la
situación de transmisión actual.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque la asignación
de recursos de transmisión a un determinado aparato emisor se
realiza teniendo en cuenta la cantidad de canales de tiempo (K1,
..., K6) utilizados por el correspondiente aparato y/o las
cantidades de números de paquete (p_{1})y/o las cantidades
de indicadores de versión de redundancia (RV) de los distintos
canales de tiempo (K1, ..., K6) del correspondiente aparato.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque en la elección
de un canal de tiempo (K1, ..., K6) para una transmisión actual de
un paquete de datos los canales de tiempo (K1, ..., K6) se tienen
en cuenta priorizados según su cantidad de números de paquete
(p_{i}).
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque una función de
distribución de la cantidad de números de paquete (P) que define las
cantidades de números de paquete (p_{i}) asignadas a los
distintos canales de tiempo (K1, ..., K6) es una función
monótonamente creciente o monótonamente decreciente respecto a los
números de canal (KN) de los canales de tiempo (K1, ..., K6)
disponibles.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 15, caracterizado porque se realiza una
elección de un canal de tiempo (K1, ..., K6) para una transmisión
presente de un paquete de datos según una determinada regla de
elección, teniéndose en cuenta entonces cuándo se han utilizado por
última vez las distintas combinaciones de números de canal (KN) y
números de paquete (PN)
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 16, caracterizado porque se realiza una
elección de un canal de tiempo (K1, ..., K6) para una transmisión
presente de un paquete de datos teniendo en cuenta informaciones de
tiempo sobre transmisiones realizadas hasta ahora sobre los
distintos canales de tiempo (K1, ..., K6).
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque se realiza una elección de un canal de
tiempo (K1, ..., K6) para una transmisión presente de un paquete de
datos teniendo en cuenta los tiempos de utilización hasta ese
momento de los distintos canales de tiempo (K1, ..., K6).
19. Aparato de telefonía móvil
con elementos para transmitir parámetros de
control (KN, PN, RV) sobre un canal físico (PK) desde el aparato de
telefonía móvil a una estación de base en una red celular, para el
control de una transmisión de datos orientada a paquetes desde el
aparato de telefonía móvil hasta la estación de base,
y un equipo de codificación en fuente que
codifica en fuente los parámetros de control (KN, PN, RV) antes de
la transmisión,
incluyendo los parámetros de control (KN, PN,
RV) un número de paquete (PN) para identificar un paquete de
datos,
caracterizado porque
el equipo de codificación está configurado tal
que el número de paquete (PN) se codifica en fuente conjuntamente
al menos con otro parámetro de control (KN, RV) para la
transmisión.
20. Estación de base,
con elementos para transmitir parámetros de
control (KN, PN, RV) sobre un canal físico (PK) desde la estación
de base a un aparato de telefonía móvil en una red celular, para el
control de una transmisión de datos orientada a paquetes desde la
estación de base hasta el aparato de telefonía móvil,
y un equipo de codificación en fuente que
codifica en fuente los parámetros de control (KN, PN, RV) antes de
la transmisión,
incluyendo los parámetros de control (KN, PN,
RV) un número de paquete (PN) para identificar un paquete de
datos,
caracterizado porque
el equipo de codificación está configurado tal
que el número de paquete (PN) se codifica en fuente junto con al
menos otro parámetro de control (KN, RV) para la transmisión.
21. Aparato de telefonía móvil
con elementos para recibir parámetros de control
(KN, PN, RV) sobre un canal físico (PK) desde una estación de base
hasta el aparato de telefonía móvil en una red celular, para el
control de una transmisión de datos orientada a paquetes desde la
estación de base hasta el aparato de telefonía móvil,
y un equipo decodificador en fuente que codifica
en fuente los parámetros de control (KN, PN, RV), incluyendo los
parámetros de control (KN, PN, RV) un número de paquete (PN) para
identificar un paquete de datos
caracterizado porque
el equipo decodificador está configurado tal que
el número de paquete (PN) se codifica en fuente conjuntamente al
menos con otro parámetro de control (KN, RV).
22. Estación de base
con elementos para recibir parámetros de control
(KN, PN, RV) sobre un canal físico (PK) desde una estación de base
hasta el aparato de telefonía móvil en una red celular, para el
control de una transmisión de datos orientada a paquetes desde un
aparato de telefonía móvil a la estación de base, para el control de
una transmisión de datos orientada a paquetes desde el aparato de
telefonía móvil hasta la estación de base
y un equipo decodificador en fuente que codifica
en fuente los parámetros de control (KN, PN, RV) incluyendo los
parámetros de control (KN, PN, RV) un número de paquete (PN) para
identificar un paquete de datos,
caracterizado porque
el equipo decodificador está configurado tal que
el número de paquete (PN) se decodifica en fuente junto con al
menos otro parámetro de control (KN, RV).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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