MXPA97001972A - Metodo de restriccion para acceso de canal dependiendo de las clases de suscriptor y carga del sistema - Google Patents

Abstract

La presente invencióse refiere a unidades suscriptoras de comunicación con una estación de base en segmentos de tiempo predeterminados dentro de cuadros temporales de longitud fija y agrupadas en clases de unidades suscriptoras. Por lo menos una clase seleccionada estárestringida de transmitir ciertos tipos de mensajes para facilitar la carga del sistema cuando muchos suscriptores están tratando de hacer llamadas.

Description

MÉTODO DE RESTRICCIÓN PARA ACCESO DE CANAL DEPENDIENDO DE LAS CLASES DE SUSCRIPTOR Y CARGA DEL SISTEMA Esta invención se refiere a la transmisión de datos digitales y mensaje de control en segmentos de tiempo predeterminados dentro de cuadros temporales de longitud fija . La invención está definida en las reivindicaciones, a las cuales debe hacerse referencia ahora. La presente invención de refiere a un método de transmisión de mensajes de datos digitales en segmentos de tiempo predeterminados dentro de cuadros temporales de longitud fija desde por lo menos una pluralidad de unidades suscriptoras hacia un a estación de base para la recepción, en la que, selectivamente, las unidades suscriptoras que son miembros de una o más clases predeterminadas de unidades suscriptoras están restringidas de transmitir por lo menos un tipo predeterminado de mensaje . Esto ayuda a evitar de manera ventajosa la sobrecarga de la red . La invención se refiere también a los medios de comunicación correspondientes . Se prefiere que existan por lo menos dos clases de unidades suscriptoras, cada clase estando restringida sobre un umbral diferente del número de mensajes que son transmitidos a la vez. Por lo tanto las suscriptoras pueden tener diferentes prioridades en accesa r la red cua ndo la carga es alta . Preferiblemente cada clase tiene un valor de restricción de acceso asociado y, la estación de base transmite señales de control hacia las unidades suscriptoras, los mensajes de control incluyendo el valor de control de acceso actual para controlar que clase o clases de unidades suscriptoras tienen restringido el acceso. Preferiblemente, el valor de control de acceso restringe por lo menos una clase de unidad suscriptora para hacer llamadas de emergencia solamente. En todas las ocasiones, todas las unidades suscriptoras pueden intentar hacer llamadas de emergencia. Se describirá ahora una modalidad preferida de la invención, a manera de ejemplo, y con referencia a los dibujos que le acompañan en los cuales: La Figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra el sistema incluyendo una estación de base (BTE- Equipo Terminal de Base) y la unidad suscriptora (NTE - Equipo Terminal de Red); La Figura 2 es un diagrama que ilustra la estructura de cuadro y el control de tiempo para un enlace doble; La Figura 3 es un diagrama que representa un mensaje segmento-lista desde una estación de base. El Sistema Básico Como se muestra en la Figura 1, el sistema preferido es parte de un sistema telefónico en que el circuito cableado local desde el cambio hacia la suscriptora ha sido reemplazado por un enlace de radio doble completo entre una estación de base fija y la suscriptora fija. El sistema preferido incluye el enlace de radio doble y, transmisores y receptores para implementar el protocolo necesario . Existen similitudes entre el sistema preferido y los sistemas de teléfono móvil celular digital tales como GSM que se conocen en la técnica. El sistema usa un protocolo basado en un modelo por capas, en particular uno que tiene las siguientes capas: PHY (Física), MAC (Control de Acceso de Medio) , DLC (Control de enlace de Datos) , NWK (Red). una diferencia en comparación con GSM es que, en el sistema preferido, las unidades suscriptoras están en ubicaciones fijas y no existe necesidad de disposiciones sueltas u otras características relacionadas con la movilidad. Esto significa, en el sistema preferido, que pueden usarse antena direccional y electricidad principal. Cada estación de base en el sistema preferido proporciona seis enlaces de radio dobles en doce frecuencias seleccionadas desde la ubicación de frecuencia general, para reducir al mínimo la interferencia entre las estaciones de base cercanas. La estructura de cuadro y el control de tiempo para el enlace doble se ilustran en la Figura 2. Cada enlace de radio doble comprende un enlace ascendente desde una unidad suscriptora hacia una estación de base y , en un defasamiento de frecuencia fijo, un enlace descendente desde la estación de base hacia la unidad suscriptora . Los enlace descendentes son TDM y, los enlaces ascendentes son TDMA . La modulación de todos los enlaces es n/4 - DQ PSK y, la estructura de cuadro básico para todos los enlaces es de diez segmentos por cuadro de 2560 bitios, es decir 256 bitios por segemento. La velocidad de bitio es de 512 kbps. Los enlaces descendentes son transmitidos continuamente e incorporan un canal de transmisión para la información escencial del sistema. Cuando no hay información útil para ser transmitida. La transmisión de enlace descendente continua para usar el cuadro básico y la estructura de segmento y contienen un patrón de llenado adecuado y el canal de transmisión escencial . Para las transmisiones de enlace ascendente y enlace descendente, existen dos tipos de segmento: segmentos normales, que son usados después del establecimiento de llamada y, los segmentos piloto que se usan durante el establecimiento de llamada .

Cada segmento normal de enlace descendente comprende 24 bitios de información se sincronización seguidos de 24 bitios designados campo-S que incluye un encabezado de 8 bitios, seguido por 160 bitios designados campo-D. Este es seguido por 24 bitios de Corrección de Error hacia Adelante y un final de impulso de 8 bitios, seguido por 12 bitios de canal de transmisión . El canal de transmisión consta de segmentos en cada uno de los segmentos dentro de un cuadro que forman juntos el canal de señalización común de enlace descendente que es transmitido por la estación de base y contiene mensaje de control q ue contienen información de enlace tal como listas de segmento, información de cuadro múltiple y supercuadro y otra información , mensajes sin conexión e información básica para la operación del sistema.

Durante el establecimiento de llamada, cada segmento de enlace descendente contiene los datos de corrección de frecuencia y/o una secuencia de seguimiento para la inicialización del receptor solamente con un campo-S corto y sin información de campo-D. Los segmentos de enlace ascendente contienen básicamente dos tipos diferentes de paquete de datos. El primer tipo de paquete, llamado paquete piloto , se usas antes de que se establezca una conexión, por ejemplo, para una petición de llamada de entrada ("ALOHA") y para permitir la alineación ajustable del tiempo . El otro tipo de paquete de datos , llamado paquete normal, se usa cua ndo se ha establecido una llamada y es un paquete de datos mayor, debido al uso de alineación ajustable de tiempo. Cada paquete normal de enlace ascendente contiene u n paquete de datos de 24 bitios que está precedido y seguido por una rampa de 4 bitios de duración . Las rampas y los bitios restantes fuera del segmento de 256 bitios proporcionan un espacio de guarda contra la interferencia desde segmentos cercanos debido a los errores de control de tiempo cada unidad suscriptora ajusta el control de tiempo de sus transmisiones de segmento para compensar el tiem po que toma la señal para alcanzar la estación de base . Cada paquete de datos de en lace ascendente com prende 24 bitios de datos de sincronización seg uidos por un cam po-S y un campo-D del mismo número de bitios como en cada segmento normal de enlace descendente.

Cada segmento piloto de enlace ascendente contiene un paquete de datos piloto que es de 92 bitios de largo precedido y seguido por rampa de 4 bitios que definen un espacio de guarda extendido de 60 bitios. Este espacio de guarda más grande es necesario porque no hay información de control de tiempo disponible y, sin ella los retrasos de propagación provocan que los segmentos cercanos interfieran. El paquete piloto comprende 64 bitios de sincronización seguidos por 104 bitios de campo-S que inicia con un encabezado de 8 bitios y termina con Verificación de Redundancia de Ciclo de 16 bitios, 2 bitios reservados, 14 bitios de corrección de error hacia adelante FEC y un fin de impulso de 8 bitios. No hay campo-D. Los campos-S en los paquetes de datos antes mencionados pueden usarse para dos tipos de señalización. El primer tipo es señalización MAC (MS) y se usa para la señalización entre la capa MAC de la estación de base y la capa MAC de una unidad suscriptora en la que el control de tiempo es importante. El segundo tipo se llama señalización asociada, que puede ser lenta o rápida y, se usa para la señalización entre la estación de base y las unidades suscriptoras en las capas DLC o NWK. Las peticiones de llamada se hacen en segmentos de entrada de acceso aleatorio como se describe con mayor detalle a continuación. En el sistema preferido se proporciona la autorización de unidad suscriptora que usa un protocolo de respuesta de interrogación. Se proporciona la codificación general mediante la combinación del habla o datos con una secuencia no predecible de bitios de cifra producidos por un generador de corriente clave que está sincronizado al número de supercuadro transmitido. Además, la señal transmitida es mezclada para remover los componentes.

Protocolo de Contención Un protocolo de entrada ("Aloha") es usado por las unidades suscriptoras para enviar peticiones de llamada y mensajes de información cortos hacia la estación de base. Esas peticiones y mensajes son enviados en un paquete piloto en uno de una lista de segmentos, conocidos como segmentos de entrada ("Aloha") que han sido designados como disponibles para este propósito en una transmisión Segmento-Lista por la estación de base. Una transmisión se segmento-lista típica se ilustra en la Fig. 3. Una segmento-lista es válida para un cuadro múltiple, el cual consta de 16 cuadros consecutivos numerados 0-15 y, se transmite en un cuadro múltiple para ser aplicable al siguiente cuadro múltiple. El número de segmentos de entrada en un Segmento-Lista puede variar desde 0 hasta 48 y por lo tanto, el mensaje que contiene esta información es de longitud variable y puede necesitar ser segmentado en varios mensajes segmento-lista para la transmisión en el canal • de transmisión. Cada mensaje segmento-lista puede designar hasta tres segmentos de entrada, como se muestra en la Figura 3. Se usa un número mínimo de mensajes segmento-lista y a cada uno de estos se asigna un número de secuencia y se envían en orden ascendente y, son retransmitidos en el mismo orden siguiendo la transmisión completa dentro del mismo cuadro múltiple. Sin embargo, de manera típica, un mensaje segmento-lista será suficiente para transmitir el Segmento-Lista completo. El canal de transmisión comprende una porción predeterminada de cada segemento en cada cuadro del cuadro múltiple y, se usa para transmitir varios mensajes además de los mensajes segmentólista. Además, se alojan diferentes prioridades para esos diferentes tipos de mensajes. Por tanto en los cuadros 0 a 7 de un cuadro múltiple, los mensajes segmento-lista tienen la prioridad más baja y pueden no ser transmitidos debido al volumen de otros mensajes. Sin embargo, los mensajes segmento-lista reciben una alta prioridad en los cuadros 8, 9, 12 y 13 de manera que se garantiza la transmisión de por lo menos una parte, y más preferiblemente todo el Segmento- Lista. La información en el Segmento-Lista se codifica para ancho de banda reducido y tiene que decidirse mediante referencia a un Portador-Lista que incluye detalles de frecuencias portadoras. Este Portador-Lista se transmite también en el canal de transmisión en el cuadro 15 del cuadro múltiple que precede a aquel en el cual se transmite el Segmento-Lista. La estación de base envía información específica hacia cada unidad suscriptora de la que las frecuencias portadoras RF son: (i) preferidas (los llamados canales "blancos") (ii) para usarse si una frecuencia rf preferida no está disponible (los llamados canales "grises") (iii) para no usarse (los llamados canales "negros") . Cada unidad suscriptora almacena esta información . Las frecuencias RF están clasificadas como "negras" si, por ejemplo, su uso por parte de las unidades suscriptoras en un sector es probable que cause interferencia con las transmisiones desde las unidades suscriptoras en los sectores cercanos. Las frecuencias RF son clasificadas como "grises" cuando proporcionan pobre calidad aunque aceptable propagación . La estación de base controla que segmentos se incluirán en el Segmento-Lista tomando en cuenta la extensión a la que la red está cargada actualmente. Los segmentos de entrada pueden ser distribuidos uniformemente a través de los canales de radio frecuencias disponibles, aunque no lo necesitan . Puede haber un Segmento ' Listas separado para las peticiones de llamada y diagramas de datos o un sólo Segmento-Lista para ambos y por lo tanto se incorpora un parámetro Lista-Tipo en cada mensaje-lista para indicar el tipo de mensajes q ue se envían en los segmentos listados. U n I ndicador de Control de Acceso se incorpora en cada mensaje de segmento-lista y es el mismo para todos los segmentos de un mensaje segmento-lista segmentado. El I ndicador de Control de Accesose usa para restringir el acceso a llamadas de emergencia o usuarios de prioridad en varios niveles de carga de red. Los clientes pueden suscribirse a cualquiera de los dos servicios de prioridad o a un servicio normal. Cuando la carga de red es alta, se niega el acceso a los usuarios normales excepto para llamadas de emergencia. Cuando la carga de la red está virtualmente a capacidad, se niega el servicio a todos los tipos de usuario excepto para intentos de llamada de emergencia. El Indicador de Control de Acceso puede tomar un valor entero entre 1 y 4. Los servicios están disponibles para cada uno de esos valores como sigue: Cada unidad suscriptora mantiene un Portador-Lista Clasificado que corresponde a la información recibida desde la estación de base indicando los canales de radiofrecuencia que son preferidos ("blancos") canales que solamente se usan debido a la pobre calidad que proporcionan si no hay canales preferidos disponibles ("grises") y canales que no se usan ("negros").

Reglas para Contención de Unidades Suscriptoras Una unidad suscriptora recibe mensajes segmento-lista de entrada sobre el canal de transmisión, iniciando con el primer mensaje segmento-lista en un cuadro múltiple y compila un Segmento-Lista válido para el siguiente cuadro múltiple que toma en cuenta cualesquiera canales "negros" o "grises" en el Portador-Lista Clasificado o que no son del tipo apropiado (peticiones de establecimiento de llamada o Diagramas de datos) como se indica mediante el Lista-Tipo. Puede considerarse que el Segmento-Lista se agrega con los datos de Portador-Lista Clasificado o canales de frecuencia RF para proporcionar un Segmento-Lista válido de establecimientos segmento/frecuencia RF/Indicador de Control de Acceso Lista-Tipo adecuados para el uso. Por supuesto, las frecuencias RF, clasificadas "blancas" son preferidas a aquellas clasificadas "grises". Después de la recepción del mensaje segmento'lista final en una secuencia, la unidad suscriptora selecciona uno de los establecimientos segemento AIoha/frecuencia RF al azar desde las entradas de lista-tipo apropiadas en el Segmento-Lista válido. La unidad suscriptora transmite entonces en la frecuencia seleccionada y en el segmento seleccionado, un mensaje que es un diagrama de datos o una petición de establecimiento de llamada. El diagrama de datos o petición de establecimiento de llamada es enviado hacia la estación de base en el segmento seleccionado en la siguiente oportunidad posible de conformidad con el establecimiento de un parámetro de entrada extendido e transmitido por la estación de base.

Si el parámetro extendido de entrada e se fija a 1, entonces el mensaje a ser enviado es transmitido una vez en el siguiente cuadro. Si el parámetro e es fijado a 2, entonces el mensaje es transmitido en el siguiente cuadro en el conjunto (0,2,4,6,8,10,12,14), y se repite en el cuadro inmediatamente siguiente a aquel en el que se transmitió primero, por ejemplo, si el cuadro actual es 5, el mensaje debe ser transmitido en los cuadros 6 y 7. Si el parámetro e se fija en 4, entonces el mensaje es transmitido en el siguiente cuadro en el conjunto (0,4,8,12), y el mensaje se repite en los tres cuadros consecutivos siguientes a aquel en el que se transmitió primero, por ejemplo, si el cuadro actual es 5, el mensaje se transmitirá en los cuadros 8,9,10,11. Si un Segmento-Lista completo no se transmite en un cuadro múltiple, la unidad suscriptora puede hacer uso de la información de segmento de entrada que ha recibido a fin de enviar un mensaje en esos segmentos. Después de la transmisión de un mensaje, la unidad suscriptora atiende al canal de transmisión para los cuadros 16-e y compila un Segmento-Lista válido para el siguiente cuadro múltiple y, selecciona uno de los segmentos x al azar en caso de que se requiera una retransmisión. Sin embargo, si habiendo enviado una petición de establecimiento de llamada, la unidad suscriptora recibe un mensaje de reconocimiento desde la estación de base en el canal de transmisión, entonces la unidad suscriptora no toma acción adicional para retransmitir la petición de llamada. Sin embargo, si no se recibe un mensaje de reconocimiento, la unidad suscriptora actúa para retransmitir la petición de llamada a condición de que no haya tenido lugar ya un número máximo permisible de retransmisiones. Se incremente un contador de retransmisiones cada vez que se transmite la petición de establecimiento de llamada para monitorear el número de retransmisiones. La retransmisión de una petición de establecimiento llamada sigue el mismo procedimiento que la transmisión inicial en la determinación del segmento y cuadro(s) usados, excepto que existe una regla adicional que si el número de segmentos de entrada es menor de cuatro, entonces las retransmisiones pueden ser retrasadas más allá del siguiente cuadro que se usaría de otra manera, un número aleatorio y siendo generado entre 1 y 4 para determinar si se usa el primero, segundo, tercero o cuarto cuadro disponible. Por ejemplo, si el parámetro ALOHA e extendido = 4, y = 2 y el cuadro actual = 3, la petición de establecimiento de llamada será transmitida en los cuadros 8, 9, 10, 11.

Manejo de Segmento-Lista Aloha Las estaciones de base envían mensajes segmento-lista hacia las unidades suscriptoras y manejan segmentos-lista dependientes de! Portador-listas clasificado que tienen almacenado para cada unidad suscriptora asociada. Cuando ciertas frecuencias RF son designadas para no usarse ("negra"), la estación de base maneja los mensajes segmento-lista para asegu rar que cada unidad de suscriptor tiene siempre una frecuencia disponible de uso .

Carga de Red En ocasiones de alta carga, puede ser necesario restringir el acceso a la red. Si el número de segmentos de entrada se reduce de manera suficiente, la red restringirá el acceso solamente a llamadas de emergencia. En una situación extrema , el acceso para nuevos intentos de llamada puede ser denegado completamente deshabilitando los Segmento-Listas. La red tiene los siguientes medios para controlar el acceso: - reducir el número de segmentos de entrada disponibles - usar el Parámetro de Control de Acceso - restringir el acceso solamente a diagramas de datos o peticiones de establecimiento de llamada . - restringir el acceso a tipos seleccionados de llamadas - restringir el número de segmentos de tiempo por cuadro asignados a cada llamada. En períodos cuando la red está altamente cargada, por ejemplo cuando existen muchas llamadas de Red Conmutada de Teléfono Publico (PSTN) , puede restringirse el acceso a la Red . Las llamadas PSTN son las llamadas de voz de 32 kbps normales hacia o desde una suscriptora, o las Mamadas fax PSTN/datos que usan dos segmentos de tiempo por cuadro temporal de longitud fija, es decir que requ ieren 64 kbps de ancho de banda .

El nivel de uso en la red es monitoreado y las llamadas son restringidas progresivamente, como se describe a continuación, conforme se alcanza cada una de las series de umbrales de uso: 1. Con carga creciente de la red, se evitan primeramente, las llamadas de prueba que no obtienen ingreso. Opcionalmente, las llamadas de prueba existentes pueden ser terminadas inmediatamente. 2. En un umbral más alto, se evitan las llamadas de control que requieren asignación de por lo menos un segmento de tiempo cesionario cuadros. 3. En un umbral aún más alto, se evita la asignación de un segundo segmento por cuadro para las llamadas que usualmente se envían con más de un segmento de tiempo por cuadro. Por tanto las llamadas fax PSTN/datos son enviadas más lentamente de lo usual. 4. En el siguiente grupo más alto de umbrales, solamente los tipos de llamadas seleccionados pueden hacerse por parte de los grupos seleccionados de suscriptoras. En particular, se evitan las llamadas PSTN que no son de emergencia para varios tipos de suscriptoras dependiendo de! Parámetro de Control de Acceso. Específicamente, los suscriptores pueden ser usuarios normales, usuarios de prioridad B o usuarios de prioridad A como se describió antes, cada tipo de usuario teniendo una prioridad de acceso diferente.

Los usuarios que comparten una unidad suscriptora pueden tener diferentes prioridades. En el umbral más alto, los últimos dos canales se reservan para llamadas de emergencia solamente. Por tanto donde se dice que hay 60 canales (combinaciones de segmento de tiempo/frecuencia portadora), en un momento de alta carga la petición de establecimiento de llamada para la llamada 59°PSTN en ese momento sería rechazada a menos de que fuera una llamada de emergencia. Por supuesto, el número de canales reservados en el umbral más alto puede ser diferente de dos.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales que comprenden paquetes de datos en segmentos de tiempo predeterminados dentro de cuadros temporales de longitud fija desde por lo menos una de una pluralidad de unidades suscriptoras hacia una estación de base para la recepción, en el que, las unidades suscriptoras capaces de transmitir cada uno de un conjunto de tipos de mensaje son restringidas de selectivamente de transmitir por lo menos un tipo predeterminado de mensaje.

2. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con la reivindicación 1, en el que la transmisión se restringe dependiendo del número de paquetes de datos que se están transmitiendo a la vez.

3. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que existen dos clases de unidades suscriptoras, cada clase estando restringida sobre un umbral diferente de número de paquetes de datos transmitidos a la vez.

4. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con la reivindicación 3, en el que cada clase tiene un valor de restricción de acceso asociado y la estación de base transmite mensajes de control hacia las unidades suecriptoras, los mensajes de control incluyendo el valor de control de acceso actual para controlar para que clase o clases de unidades suscriptoras está restringido el acceso.

5. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con la reivindicación 4, en el que el valor de control de acceso restringe por lo menos una clase de unidades suscriptoras para hacer llamadas de emergencia solamente.

6. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que los mensajes de control incluyen también información de que frecuencias portadoras RF están disponibles.

7. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en el que las peticiones de establecimiento de llamada están restringidas de ser transmitidas.

8. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con la reivindicación 7, en el que las peticiones de establecimiento de llamada son llamadas de la Red de Teléfono Conmutado Público (PSTN) excepto las llamadas de emergencia.

9. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en el que los mensajes cortos (diagramas de datos) están restringidos de ser transmitidos.

10. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en el que los mensajes de prueba están restringidos de ser transmitidos.

11. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en el que los mensajes no son transmitidos con más de un segmento de tiempo por cuadro asignado.

12. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales, de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en el que las unidades suscriptoras están en ubicaciones fijas.

13. Un método de transmisión de mensajes de datos digitales de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en el que las transmisiones son por radio.

14. Medios de comunicación que comprenden una pluralidad de unidades suscriptoras para transmitir mensajes de datos digitales que comprenden paquetes de datos en segmentos de tiempo predeterminados dentro de cuadros temporales de longitud fija hacia una estación de base, en los que las unidades suscriptoras son capaces de transmitir cada uno de un conjunto predeterminado de tipos de mensaje que son selectivamente restringidos de la transmisión de por lo menos un tipo predeterminado de mensaje.