Método y dispositivo para asignar tráfico de paquetes conmutados en una red de comunicación inalámbrica de múltiples tecnologías.

Un método para asignar tráfico de datos de Paquetes Conmutados en redes móviles que proporcionan una pluralidad de tecnologías de acceso radio

(11, 12, 13) para soportar Servicios por Paquetes, que comprenden los pasos de:

- identificar (3) cuál de las tecnologías de acceso radio proporcionadas tiene ancho de banda libre;

- determinar (2) el tipo de protocolo de tráfico de datos a ser transmitido,

- clasificar los Servicios por Paquetes con los cuales está asociado el tráfico de datos teniendo en cuenta al menos el tipo de tráfico de datos de protocolo determinado,

- seleccionar (4) al menos una de las tecnologías de acceso radio identificadas según la clasificación del Servicio por Paquetes,

- establecer una conexión de Paquetes Conmutados para transmisión del tráfico de datos sobre una de la al menos una tecnología de acceso radio seleccionada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13161303.

Solicitante: Vodafone IP Licensing Limited.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Vodafone House, The Connection Newbury, Berkshire RG14 2FN REINO UNIDO.

Inventor/es: DE PASQUALE,ANDREA, DOMINGUEZ ROMERO,FRANCISCO JAVIER, ALVES,RICARDO JOSE MONTEIRO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Restricción de acceso; Selección de red; Selección... > H04W48/18 (Selección de red o de servicio de comunicación)

PDF original: ES-2539927_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo para asignar tráfico de paquetes conmutados en una red de comunicación inalámbrica de múltiples tecnologías Campo técnico de la invención La presente invención tiene su aplicación dentro del sector de telecomunicaciones y, especialmente, en el área industrial comprometida en proporcionar Redes de Acceso Radio (RAN) con elementos de infraestructuras celulares tales como Estaciones Base y Controladores Radio, para comunicaciones móviles de Segunda Generación (2G) , Tercera Generación (3G) y Más Allá de 3G.

Más particularmente, la invención descrita en la presente memoria se refiere a un método y un dispositivo implementado en una entidad de red radio para la asignación de tráfico de Paquetes Conmutados (PS) en redes celulares de área extensa que soportan múltiples tecnologías de comunicaciones inalámbricas (GSM-GPRS, UMTS, HSPA, LTE, LTE-Avanzada, ) .

Antecedentes de la invención En las redes 3G desplegadas actuales, el uso del tráfico de Paquetes Conmutados (PS) para Servicios por Paquetes ha experimentado un auge. Una tendencia similar es evidente en la adopción de diferentes aplicaciones de cliente móviles ("apps") y el uso de conectividad de datos celulares como una alternativa móvil a acceso de red de banda ancha de línea fija, tal como Línea Asimétrica de Abonado Digital (ADSL) - a menudo conocida como "banda ancha móvil".

Tanto para manejar como responder a esta tendencia, están siendo implementadas tecnologías de Acceso por Paquetes de Alta Velocidad (HSPA, HSPA+) aumentando por ello el caudal alcanzable para estos usuarios. El modelo económico principal para los operadores de red, no obstante, está basado en Tarifa Plana o subversiones de estas tarifas (datos "ilimitados" con topes de uso razonables) .

En ciertos escenarios Más Allá de 3G algunas veces conocidos como "4G", la tecnología Evolución de Largo Plazo (LTE) se introduce en redes celulares que ya proporcionan acceso usando tecnologías 3G (UMTS) y 2G (GSM-GPRS) existentes (con cobertura geográfica sustancialmente solapada) .

La Figura 1 muestra un ejemplo de escenario de red donde la cobertura de las diferentes tecnologías está solapada: cobertura GSM 11, cobertura UMTS 12 y cobertura LTE 13. Hay un único nodo o emplazamiento 10 donde están situadas todas de las tres estaciones base de las tecnologías mencionadas anteriormente: la Estación Base Transceptora (BTS) para GSM, el Nodo B para UMTS y el Nodo B evolucionado (eNodo B) para LTE. Las entidades de red que implementan la funcionalidad de Controladores están conectadas entre las estaciones base respectivas y la Red Central 101. La BTS de GSM está conectada al Controlador de Estación Base (BSC) , el Nodo B de UMTS está conectado al Controlador de Red Radio (RNC) , tanto la BTS como el RNC están conectados a su vez con la Red Central 101 y el eNodo B, que integra tanto las funcionalidades de la estación base como del controlador, está conectado directamente desde la red de acceso LTE a la Red Central 101. La infraestructura de red central está compuesta de dominios de Circuitos Conmutados (CS) y Paquetes Conmutados (PS) que están conectados a las diferentes tecnologías de acceso inalámbrico. El emplazamiento 10 está a cargo de redirigir el tráfico desde la estación base al controlador correspondiente y viceversa (enlace ascendente y enlace descendente) : el tráfico 2G 111 se maneja por el BSC, el tráfico 3G 112 se maneja por el RNC y el tráfico LTE 113 fluye directamente entre el eNodo B y la Red Central 101.

En este momento, cuando cada una de estas tres tecnologías radio (GSM-GPRS, UMTS, LTE) está disponible para los usuarios, cada Equipo de Usuario (UE) se asentaría, por defecto, en la tecnología asignada al nivel de prioridad más alto por el operador de red móvil, es decir LTE sobre UMTS sobre GPRS. Un UE típicamente se redirige solamente a otra tecnología cuando hay una alta probabilidad de pérdida y/o de cobertura o capacidad. Este criterio para redirigir a un usuario a una tecnología radio no es óptimo para la mayoría de las aplicaciones, ya que los requisitos (por ejemplo, la sensibilidad a la latencia) para cada aplicación son diferentes.

Por otra parte, en UMTS, el equipo de usuario (UE) mide y notifica el nivel recibido de la relación de energía piloto por circuito integrado a densidad de interferencia de banda ancha total o Ec/I0, para la selección de celda de traspaso. La potencia piloto determina el área de cobertura de la celda y el número medio de UE conectados a la celda. Por lo tanto, el ajuste de potencias piloto se puede aplicar para equilibrar la carga de celda entre celdas colindantes. La carga de celda se mide como la relación de potencia de transmisión total a la potencia de transmisión objetivo. También, los estándares de Red de Acceso Radio UMTS mejorada (eUTRAN) actuales tienen operaciones de auto organización de red y balanceo de carga entre estaciones base (eNodos B) usando una interfaz directa (X2) para intercambiar información entre las estaciones base (por ejemplo, esta información puede ser una relación o porcentaje de los bloques de recursos físicos usados - los PRB para un tipo de tráfico sobre los PRB totales disponibles-en la misma dirección de enlace sobre un cierto intervalo de tiempo) .

Por lo tanto hay una necesidad de optimizar la asignación de tráfico en las redes inalámbricas donde diferentes 2

tecnologías móviles (2G, 3G, 4G, ) se solapan para los diferentes clientes, cada tecnología que proporciona su propia cobertura y calidad en términos de ancho de banda disponible y latencia en la red y que tienen clientes con terminales móviles (UE) que soportan más de una o incluso todas las tecnologías.

El documento US 2008/0192629 A1 describe un método de clasificación de paquetes de datos en base a sus direcciones de origen y de destino y además describe la clasificación de los paquetes de datos según requieren una calidad de servicio predeterminada, en base al tiempo entre llegadas de los paquetes de datos.

El documento WO 2010/068155 A1 describe la adquisición de información de estado de recursos para cada RAT de un sistema de múltiples RAT. La disponibilidad de recursos total que está asociada con cada RAT se usa para control de admisión y/o balanceo de carga.

Compendio de la invención La presente invención busca dirigir la necesidad antedicha tomando una decisión sobre asignar el tráfico de PS a una Tecnología de Acceso Radio (RAT) de las RAT disponibles en la red inalámbrica múltiple, la decisión que se basa en la correlación de al menos:

- el ancho de banda disponible de las diferentes RAT (conocido por las entidades de red de las redes de acceso radio) ;

- el tipo de tráfico de PS (determinado por la inspección de paquetes) ; y -la clase de la aplicación o servicio por paquetes (definido según, por ejemplo, el retardo medio experimentado por los paquetes de cada tipo de tráfico diferente sobre cada una de las RAT o según un parámetro de QoS que indica la Prioridad de Usuario) .

La presente invención permite la gestión de tráfico de Servicios por Paquetes en las redes móviles con diferentes tecnologías de acceso radio solapadas en base al conocimiento de las diferentes aplicaciones/servicios que van a través de la red móvil respectiva y la carga de red de cada RAT (en una o más celdas de esa RAT) .

A fin de tener este conocimiento, en primer lugar es necesario inspeccionar los paquetes a fin de detectar el tipo de tráfico. Con sólo la inspección de la cabecera IP y TCP/UDP (Protocolo de Internet y Protocolo de Control de Transporte/Protocolo de Datagrama de Usuario) básica, es posible saber el protocolo usado para transportar los paquetes (es decir, el tipo de tráfico de PS) :... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para asignar tráfico de datos de Paquetes Conmutados en redes móviles que proporcionan una pluralidad de tecnologías de acceso radio (11, 12, 13) para soportar Servicios por Paquetes, que comprenden los pasos de:

- identificar (3) cuál de las tecnologías de acceso radio proporcionadas tiene ancho de banda libre;

- determinar (2) el tipo de protocolo de tráfico de datos a ser transmitido, -clasificar los Servicios por Paquetes con los cuales está asociado el tráfico de datos teniendo en cuenta al menos el tipo de tráfico de datos de protocolo determinado, -seleccionar (4) al menos una de las tecnologías de acceso radio identificadas según la clasificación del Servicio por Paquetes, -establecer una conexión de Paquetes Conmutados para transmisión del tráfico de datos sobre una de la al menos una tecnología de acceso radio seleccionada.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la clasificación de Servicios por Paquetes además comprende tener en cuenta cada valor de Tiempo de Ida y Vuelta medido en cada una de las tecnologías de acceso radio identificadas para paquetes del tipo de tráfico de protocolo determinado.

3. El método según cualquier reivindicación precedente, en donde la clasificación de Servicios por Paquetes además comprende tener en cuenta una prioridad de QoS de usuario asociada con la conexión de Paquetes Conmutados establecida.

4. El método según cualquier reivindicación precedente, que además comprende comprobar si hay más de una tecnología de acceso radio seleccionada y, en su caso, asignar el tráfico de la conexión de Paquetes Conmutados a las tecnologías de acceso radio seleccionadas con el ancho de banda libre más amplio.

5. El método según cualquier reivindicación precedente, que además comprende: asociar el tipo de protocolo de tráfico de datos con una tecnología de acceso radio inicial y el paso de establecer una conexión de Paquetes Conmutados que comprende establecer una conexión de Paquetes Conmutados inicial sobre la tecnología de acceso radio inicial y si todas las tecnologías de acceso radio asignadas son diferentes de la tecnología de acceso radio inicial, realizar un traspaso de la conexión de Paquetes Conmutados a una de las tecnologías de acceso radio asignadas.

6. El método según la reivindicación 5, en donde el traspaso se realiza solamente si el Servicio por Paquetes tiene un tiempo de duración medio mayor que un umbral de tiempo configurado por el operador de red móvil.

7. El método según cualquier reivindicación precedente, en donde la determinación del tipo de protocolo de tráfico se realiza por una inspección de la cabecera IP.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde la determinación del tipo de protocolo de tráfico se realiza por una inspección profunda de paquetes.

9. Una entidad de red de una red de acceso radio que comprende un asignador de tráfico de Paquetes Conmutados y un clasificador de Servicio por Paquetes, en donde el asignador de tráfico de Paquetes Conmutados está adaptado para seleccionar al menos una tecnología de acceso radio a partir de una pluralidad de tecnologías de acceso radio disponibles (11, 12, 13) identificadas como que tienen ancho de banda libre, para establecer una conexión de Paquetes Conmutados sobre una de las tecnologías de acceso radio seleccionadas según una clasificación de Servicios por Paquetes que corresponden a la conexión de Paquetes Conmutados, los Servicios por Paquetes que se clasifican por el clasificador de Servicio por Paquetes teniendo en cuenta al menos un parámetro que incluye un tipo de tráfico de protocolo determinado que pertenece a la conexión de Paquetes Conmutados.

10. La entidad de red según la reivindicación 9, en donde el clasificador de Servicio por Paquetes comprende recibir medios de mediciones de Tiempo de Ida y Vuelta que corresponden a paquetes del tipo de tráfico de protocolo determinado de cada una de las tecnologías de acceso radio identificadas para tener en cuenta cada valor de Tiempo de Ida y Vuelta medido en la clasificación de Servicios por Paquetes.

11. La entidad de red según cualquier reivindicación 9-10, en donde el clasificador de Servicio por Paquetes comprende recibir medios de parámetros de QoS que indican la prioridad de usuario para tener en cuenta una prioridad de QoS de usuario asociada con la conexión de Paquetes Conmutados establecida.

12. La entidad de red según cualquier reivindicación 9-11, en donde el asignador de Servicio por Paquetes comprende comprobar los medios para determinar si hay más de una tecnología de acceso radio seleccionada y, en su caso, el asignador de Servicio por Paquetes está adaptado para asignar el tráfico de la conexión de Paquetes Conmutados a las tecnologías de acceso radio seleccionadas con el ancho de banda libre más amplio.

13. La entidad de red según cualquier reivindicación 9-11, que se selecciona a partir de un BSC de 2G, un Nodo B de 3G, un RNC de 3G y uneNodo B de LTE.

14. Un producto de programa de ordenador que comprende medios de código de programa que, cuando se cargan en los medios de procesamiento de un nodo en una red de acceso radio, hacen a dichos medios de código de programa ejecutar el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.