ITMI980129A1

ITMI980129A1 - Metodo per il cambio all'interno di uno stesso cluster di celle di un bearer radio in un sistema di telecomunicazione digitale

Info

Publication number: ITMI980129A1
Application number: IT98MI000129A
Authority: IT
Inventors: Benedittis Rossella De; Alessandro Betti
Original assignee: Italtel Spa
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-07-26
Also published as: EP0932318A3; EP0932318A2; EP0932318B1; IT1298198B1; DE69937849T2; ES2300127T3; DE69937849D1

Description

DESCRIZIONE

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'Invenzione

La presente Invenzione riguarda i sistemi di telecomunicazione digitale con tecnica di accesso a divisione di tempo, TDMA (Time Dlvision Multiple Access), ed in particolare, ma non esclusivamente, sistemi secondo la tecnologia DECT (Digital Enhanced Cordless Telecom munications).

Più precisamente l'invenzione riguarda le modalità di cambio del cosiddetto bearer (indicato nel seguito, con significato equivalente, anche con il termine di canale radio) definito dalla coppia time slot/frequenza attraverso i quali avviene II collegamento tra due unità ricetrasmittenti (rispettivamente una unità mobile, PP (Portatale Part), ed una unità fissa, RFP (Radio Fixed Part).

Come è noto, in un sistema DECT, la ricetrasmlssione dei segnali fra le due unità radio, rispettivamente mobile (Portatale Part (PP)) e fissa (Radio Fixed Part (RFP)), è organizzata in trame. La trama è suddivisa in due semitrame, di cui normalmente la prima semitrama è adibita alla trasmissione nella direzione da unità fissa verso unità mobile (direzione downlink) e la seconda semitrama alla trasmissione da unità mobile verso unità fissa (direzione uplink).

Come illustrato nello schema di Fig. 1, ciascuna semitrama è a sua volta suddivisa in 12 intervalli temporali (time slot di tipo full) all'interno dei quali avviene la ricetrasmissione del segnale utile secondo la tecnica di accesso a divisione di tempo TDMA (Time Division Multiple Access). All'interno di uno specifico time slot la ricetrasmissione di un segnale utilizza una delle 10 portanti/frequenze radio allocate nella banda (1880 - 1900 MHz) assegnata ai sistemi DECT.

Per connessioni di tipo duplex, impiegate ad esempio per le chiamate foniche, il canale di trasmissione e quello di ricezione di una unità radio (rispettivamente il canale di ricezione ed il canale di trasmissione dell'altra unità radio interagente) utilizzano la stessa portante radio e time slot spaziati di una semitrama. La Fig. 2 illustra un esempio di allocazione di time slot per una chiamata fonica, ossia un (full) duplex bearer.

Nei sistemi secondo lo standard DECT sono previste anche connessioni asimmetriche, utilizzate per trasmissione dati. Una connessione asimmetrica può essere costituita da uno (o più) duplex bearer (i.e. una coppia di full slot spaziati di mezza trama aventi direzione opposta e la stessa portante radio) e/o simplex bearers (i.e. una coppia di full slot spaziati di mezza trama aventi la stessa direzione di trasmissione e la stessa portante radio).

La figura 3 Illustra un esempio di occupazione di trama da parte di una connessione asimmetrica downlink composta da un double simplex bearer e da un duplex bearer.

Come si è detto, la coppia time slot/frequenza definisce il bearer, o canale, radio.

Quando la qualità percepita sull'attuale canale risulta degradata possono avvenire dei cambi dei bearer radio (bearer handover) sui quali è instaurato il collegamento.

Nei sistemi DECT sono previsti vari meccanismi per controllare la qualità di un canale di comunicazione e le informazioni di qualità di ricetrasmissione che se ne evincono possono essere utilizzate da una unità radio per iniziare una procedura di cambio del bearer (handover), all'interno della stessa cella (intracell handover) o verso una cella nuova (intercali handover).

Nello standard DECT sono state definite procedure (i.e. handover) per il cambio di un canale radio all'Interno di una cella o tra celle diverse se queste appartengono al medesimo cluster di celle. Il termine cluster indica per l'appunto in insieme di celle fra le quali è possibile eseguire la procedura di bearer handover.

La procedura di bearer handover prevede pertanto l'instaurazione di un nuovo bearer radio in sostituzione di quello già instaurato sul quale sia stata percepita una scarsa qualità di collegamento.

Rassegna dell'arte nota.

EP-A-576 079 descrive un sistema di telecomunicazione digitale in cui, durante la procedura di bearer handover, per un periodo limitato di tempo, entrambi i bearer (quello da sostituire e quello di sostituzione) coesistono e trasportano le stesse Informazioni.

I due bearer devono essere alloggiati su time slot differenti, a meno che entrambe le unità radio interagenti dispongano di un doppio ricetrasmetitore. Infatti, qualora entrambe le unità radio interagenti dispongano di un solo ricetrasmettitore, è necessario che il nuovo canale richiesto occupi almeno un time slot diverso ed aggiuntivo (oltre eventualmente una nuova portante radio) da quello in cui è allocato il vecchio bearer.

La procedura di tipo noto presenta cioè l'inconveniente che richiede l'impegno di due bearer per il trasporto di un unico payload, sottraendo di fatto al sistema un bearer che non può quindi essere assegnato ad un utente che inoltri una richiesta di connessione nell'arco temporale nel quale sono attivi entrambi i bearer.

Scopo dell'Invenzione

Scopo della presente invenzione è quello superare gli inconvenienti e le limitazioni sopra citati, ed in particolare, di realizzare un metodo per il cambio di un bearer radio che, nel rispetto delle regole di allocazione dei canali imposte dallo standard di riferimento, conservi lo stesso time slot e modifichi solo la portante radio, senza richiedere l'utilizzo - pur temporaneo - di un time slot aggiuntivo che risulta così di fatto disponibile per nuove comunicazioni.

Sommario dell'Invenzione

Secondo il metodo di cambio proposto dall'invenzione, viene cambiata solo la frequenza del bearer, ma conservando gli stessi intervalli temporali (time slot) di ricetrasmissione.

Ciò risulta particolarmente vantaggioso nei casi in cui all'interno della cella (o del cluster) il numero di canali di traffico attivi risulta elevato (e quindi il numero di time slot disponibili estremamente ridotto), ed in particolare quando il bearer da cambiare occupa due time slot di tipo full, è cioè un doublé slot.

L'invenzione consegue questi scopi mediante un metodo avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione delle figure

L'invenzione verrà ora descritta più dettagliatamente con riferimento a una forma realizzativa preferita, ma non limitativa, illustrata con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la Figura 1 (già descritta) illustra la struttura della trama DECT;

la Figura 2 (già descritta) mostra un esempio di occupazione di time slot per una connessione full duplex;

la Figura 3 (già descrìtta) mostra un esempio di occupazione di trama da parte di una connessione asimmetrica downlink;

la Figura 4 mostra un esempio di occupazione di trama durante la procedura di intracel handover di un doublé slot, attualmente definito dalla standard ETSI;

la Figura 5 illustra uno scambio di messaggi - secondo l'invenzione - per la commutazione del duplex bearer X nei duplex bearer Y richiesta dalla PP. L'esempio riporta il caso in cui il messaggio di conferma del nuovo bearer viene trasportato sul bearer vecchio; e

(a Figura 6 illustra uno scambio di messaggi - secondo l'invenzione - sul duplex bearer Z per la commutazione del duplex (o doublé simplex) bearer X nel duplex (doublé simplex) bearer Y, su richiesta della RFP.

Descrizione dettagliata di possibili forme di implementazione del metodo alla base della presente Invenzione.

Come indicato in precedenza, I cambi di bearer radio possono avvenire quando la qualità percepita sull'attuale canale risulti degradata. Il nuovo bearer prescelto deve comunque risultare il meno interferito di una lista di canali compilata ed opportunamente aggiornata dall'unità radio che opera la scelta, e non deve appartenere alla fascia di bearers o canali giudicati interferiti (busy channels).

La lista di canali viene cioè suddivisa in fasce di potenza rilevata, RSSI (Received Signal Strenght Interference). In particolare, i canali con misura di RSSI inferiore al valore minimo sono considerati "quiet" e possono essere selezionati immediatamente, mentre i canali con una misura di RSSI superiore ad un valore massimo (6 dB) sono considerati come "busy" e non possono essere selezionati. I canali con una misura di RSSI che giace tra i due limiti minimo e massimo sono ordinati in base alla fascia di appartenenza.

Alla percezione di una cattiva qualità del collegamento, l'unità radio si attiva su uno od entrambi i time slot del bearer attuale, indicato come bearer X, all'ascolto di una nuova frequenza (ad esempio la più lontana dall'attuale nella banda assegnata). Se il nuovo canale ascoltato, che indicheremo per comodità bearer Y, non è un "busy channel" , e se il canale o i canali meno interferiti della lista precompilata non possono essere attivati (ad es. per asincronicità di scansione radio con l'unità interagente) entro le successive tre trame DECT, l'unità radio viene autorizzata ail'uso del bearer Y.

Secondo una forma realizzativa, l'ascolto può avvenire in time slot in cui non è avvenuta la sincronizzazione, situazione equivalente al mancato riconoscimento della parola di sincronismo definita nello standard DECT.

La richiesta/contrattazione del nuovo bearer con l'unità radio interagente avverrà in uno dei seguenti modi.

A) BEARER X DI TIPO DUPLEX.

Con riferimento alla Figura 5 che riporta un possibile scenario di messaggi per la commutazione del duplex bearer X nel duplex bearer Y, l'unità radio richiedente invia, sul bearer X e nella propria semltrama di trasmissione immediatamente successiva all 'ascolto/scelta del bearer Y, all'unità radio interagente un messaggio di richiesta di attivazione dei bearer Y. L'unità radio Interagente conferma l'uso dei nuovo bearer inviando sul bearer X, e nella propria semitrama di trasmissione immediatamente successiva alla ricezione del messaggio di richesta, uno specifico messaggio di conferma. Da questo punto in poi le due unità radio comunicheranno sul bearer Y anziché sul bearer X. Secondo una soluzione alternativa, il messaggio di conferma può essere inviato sul nuovo bearer Y anziché sul bearer X come sopra specificato.

Se alla richiesta non segue alcuna conferma, l'unità radio richiedente può ritrasmettere sul bearer X ancora una volta la richiesta del bearer Y; se ancora non riceve conferma/risposta, è opportuno scandire un nuovo bearer radio (ad esempio una nuova frequenza sugli stessi time slot del bearer X). Se il bearer X fa parte di una connessione multibearer, il protocollo di contrattazione dei nuovo bearer Y può avere luogo su un altro bearer della stessa connessione, che chiameremo bearer Z, dove la qualità del collegamento è buona

B) BEARER X DI TIPO DOUBLÉ SIMPLEX.

Come sopra ricordato, un doublé simplex bearer fa sempre parte di una connessione multibearer comprendente almeno un duplex bearer. In questo caso quindi il protocollo di contrattazione del nuovo doublé simplex bearer Y può aver luogo su un duplex bearer, bearer Z, della stessa connessione. La Figura 6 riporta un possibile scenario di messaggi per la commutazione del doublé simplex bearer X nel doublé simplex bearér Y, utilizzando il duplex bearer Z, in cui il bearer X (e poi Y) e Z appartengono alla stessa connessione multibearer. L'esempio riporta il caso in cui i messaggi di richiesta e conferma del nuovo doublé simplex bearer vengono trasportati su un duplex bearer della stessa connessione.

Ai fini di un ulteriore ottimizzazione dei tempi di cambio del bearer, le condizioni di perdita di sincronismo sul bearer X possono essere impiegate dall'unità radio richiedente per monitorare nello stesso time slot nuove frequenze (i.e. i bearer V).

Ritornando al caso più generale, qualora l'unità radio che vuole operare II cambio di bearer disponga di due ricevitori, l'ascolto di una nuova frequenza sul bearer attuale può avvenire senza interrompere la comunicazione in atto. Ciò consente una sostituizione del bearer di tipo seamless, ossia senza perdita di dati.

In particolare, secondo l'invenzione, l'operazione di ascolto di una nuova frequenza su almeno uno dei time slot utilizzati in ricezione, finalizzato ad individuare un secondo bearer Y non interferito ed a determinare una interruzione della comunicazione instaurata su detto primo bearer interferito X viene preferenzialmente eseguito da quello dei due dispositivi di ricetrasmissione in quel time slot inattivo.

Le rimanenti operazioni quali:

• invio dall'unità radio richiedente all'unità radio interagente di un messaggio di richiesta di attivazione del detto secondo bearer Y;

• spostamento di tutte le comunicazioni ulteriori tra le due unità radio, dal detto primo bearer al detto secondo bearer Y, non appena l'unità radio richiedente riceve uno specifico messaggio di conferma da parte dell'unità radio interagente per l'uso del secondo bearer Y;

• ritorno alla fase di ascolto in caso non venga ricevuto detto messaggio di conferma,

sono eseguite dall'altro ricetrasmettitore (attualmente impegnato in una comunicazione sul bearer X) con il vantaggio conseguente di effettuare lo spostamento della comunicazione dal primo bearer X al secondo bearer Y senza interruzione della comunicazione, ossia con modalità seamless.

Il metodo secondo l'invenzione consente di ottenere i seguenti vantaggi:

• maggiore facilità nella selezione di un nuovo bearer radio;

• minore spreco delle risorse radio e quindi minore interferenza elettromagnetica; • maggiore rapidità nella sostituzione di un bearer radio e quindi riduzione del tempo di degrado di una comunicazione in corso;

• riduzione delle collisioni e conseguente aumento della capacità dei sistema secondo l'invenzione.

Benché l'invenzione sia stata descritta con particolare riferimento a una forma realizzata preferita, essa non è da ritenersi limitata a quest'ultima, ma si estende a coprire tutte le ovvie varianti e modifiche che risulteranno evidenti al tecnico del settore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il cambio di un bearer radio in un sistema di telecomunicazione digitale comprendente una unità radio mobile (PP) ed una unità fissa (RFP), in collegamento tra loro su almeno un primo bearer (X) attuale, e quando una delle suddette unità radio (PP o RFP) verifica una cattiva qualità del collegamento Instaurato su detto almeno un primo bearer (X) avvia una procedura per il cambio di tale almeno un primo bearer radio, caratterizzato dal fatto che detta procedura prevede l'esecuzione in sequenza dei seguenti step: a) ascolto di una nuova frequenza su almeno uno dei time slot utilizzati in ricezione, finalizzato ad individuare un secondo bearer (Y) non interferito ed a determinare una interruzione della comunicazione instaurata su detto primo bearer interferito (X); b) invio dall'unità radio richiedente all'unità radio interagente di un messaggio di richiesta di attivazione del detto secondo bearer (Y); c) spostamento di tutte le comunicazioni ulteriori tra le due unità radio, dal detto primo bearer al detto secondo bearer (Y), non appena l'unità radio richiedente riceve uno specifico messaggio di conferma da parte dell'unità radio interagente per l'uso del secondo bearer (Y); d) ritorno alla fase di ascolto in caso non venga ricevuto detto messaggio di conferma.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto messaggio di richiesta viene inviato sul detto primo bearer (X).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto messaggio di richiesta viene inviato sul detto secondo bearer (Y).
4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto messaggio di conferma viene inviato sul detto primo bearer (X).
5. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto messaggio di conferma viene inviato sul detto secondo bearer (Y).
6. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che la fase b) viene ripetuta almeno una volta prima di passare alla fase d).
7. Metodo secondo la rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fase b) è preceduta da una verifica che il detto secondo bearer (Y) non appartenga ad una lista, precedentemente compilata, di canali giudicati interferiti.
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dai fatto che la fase b) è preceduta da una verifica che altri canali meno interferiti della detta lista non possono essere attivati.
9. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dai fatto che, se il detto primo bearer interferito (X) fa parte di una connessione multìbearer ed è di tipo doublé simplex, il protocollo di contrattazione del nuovo bearer Y (fasi b, c) avviene su almeno uno dei bearer (Z) di tipo duplex della stessa connessione.
10. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto messaggio di richiesta di attivazione viene inviato sui bearer attuale (X) e nella propria semitrama di trasmissione immediatamente successiva all'ascolto/scelta del bearer trovato (Y).
11. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto messaggio di conferma viene inviato sul detto primo bearer (X), e nella propria semitrama di trasmissione immediatamente successiva alla ricezione del detto messaggio di richesta
12. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta fase di ascolto avviene in time slot in cui non è avvenuta la sincronizzazione.
13. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette unità radio (PP, RFP) sono munite di un doppio dispositivo di ricetrasmissione e dal fatto che l'ascolto di una nuova frequenza, descritto nel suddetto step a), viene eseguito da quello tra i suddetti due dispositivi di ricetrasmissione in quel momento inattivo, mentre i rimanenti step b), c), d) vengono eseguiti dall'altro ricetrasmetitore.