Método para reducir la congestión en el interfaz lub en redes UTRAN de acuerdo con el establecimiento de prioridades del usuario.

Método para reducir la congestión en un interfaz interno en redes UTRAN, en el que el interfaz interno comprende al menos de un interfaz lub o de un interfaz lur

, comprendiendo el método:

- detectar una situación de congestión en el interfaz interno; caracterizado por que

- cuando se detecta dicha situación de congestión, el método comprende reducir la velocidad de conexión de los usuarios de acuerdo con su prioridad, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de los parámetros Prioridad de Retención de la Asignación, ARP, y Prioridad de Gestión del Tráfico, THP, almacenados en el HLR para cada usuario.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09010377.

Solicitante: VODAFONE GROUP PLC.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: VODAFONE HOUSE THE CONNECTION NEWBURY BERKSHIRE RG14 2FN REINO UNIDO.

Inventor/es: TENORIO SANZ,SANTIAGO, GARRIGA MUÑIZ,BEATRIZ, DOMINGUEZ ROMERO,FRANCISCO JAVIER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Tráfico de red o gestión de recursos > H04W28/10 (Control de flujo)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > Redes de datos de conmutación (interconexión o... > H04L12/825 (Control adaptativo, en la fuente o nodos intermedios, basado en la realimientación de la congestión, p. ej.: X-on X-off)

PDF original: ES-2496175_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para reducir la congestión en el interfaz lub en redes UTRAN de acuerdo con el establecimiento de prioridades del usuario

Campo de la invención

La presente invención se inscribe en el campo de las comunicaciones con móviles y en particular en proporcionar un conjunto de técnicas para gestionar la congestión en el interfaz lub en redes UTRAN de acuerdo con información de prioridades.

Antecedentes de la invención

En un sistema de telecomunicación con móviles, se definen diversos interfaces para interconectar los diferentes Nodos del sistema. En el caso de las normas UMTS, el interfaz lub se define para interconectar el Controlador de Red por Radio (RNC) y los Nodos B (la Estación Base Transceptora en UMTS).

UTRAN (Red Terrestre de Acceso por Radio UMTS) es un término colectivo para los elementos de la red (es decir Nodos B y RNCs) que conforman la red de acceso por radio UMTS. Esta red de comunicaciones, denominada comúnmente 3G (por Tecnología de Comunicación con Móviles Inalámbrica de 3a Generación), puede transportar muchos tipos de tráfico desde Conmutación de Circuitos en tiempo real a Conmutación de Paquetes basada en IP. UTRAN proporciona conectividad entre el UE (Equipo de Usuario) y la red principal. UTRAN contiene las estaciones base, que se llaman Nodos B y los RNCs. El RNC proporciona funcionalidades de control para uno o más Nodos B. Un Nodo B y un RNC pueden ser el mismo dispositivo, aunque las realizaciones típicas dispongan de un RNC separado localizado en una oficina central que atiende a múltiples Nodos B. A pesar del hecho de que no tienen que estar físicamente separados, existe un interfaz lógico entre ellos, conocido como el interfaz lub. El RNC y sus correspondientes Nodos B se denominan Subsistema de Red de Radio (RNS). Puede haber más de un RNS presente en una UTRAN.

Existen cuatro interfaces que conectan la UTRAN interna o externamente a las otras entidades funcionales: lu, Uu, lub y lur. El interfaz lu es un interfaz externo que conecta el RNC a la Red Principal (CN). El Uu es también externo, que conecta el Nodo B al Equipo de Usuario (UE). El lub es un interfaz interno que conecta el RNC al Nodo B. Y por último el interfaz lur es un interfaz interno la mayoría de las veces, pero puede excepcionalmente ser un interfaz externo también para algunas arquitecturas de red. lur conecta dos RNCs entre sí.

El ancho de banda es uno de los principales cuellos de botella en una red UTRAN. Debido al impredecible patrón de tráfico de datos en la célula, la congestión es inevitable y todos los usuarios admitidos no pueden verse satisfechos con los servicios normalmente acordados en un cierto porcentaje de tiempo dado a causa de una sobrecarga.

Cuando se detecta una situación de sobrecarga, los mecanismos de congestión impactan en todos los usuarios independientemente de su prioridad.

Dentro de las redes 3G, es creciente la necesidad de tener diferentes prioridades para clientes y aplicaciones debido a la alta demanda de tráfico.

El uso de los atributos QoS (Calidad del Servicio) definidos por usuario y APN (Nombre del Punto de Acceso) en el HLR (Registro de Localización Domiciliaria) permite diferenciar a los usuarios por medio de diferentes algoritmos RRM (Gestión de Recursos de Radio):

En las normas 3GPP, existen dos atributos definidos para tener diferentes prioridades para diferentes sesiones de paquetes:

- ARP (Prioridad de Retención de Asignación) permite al usuario la diferenciación en los algoritmos de prevención de Control de Admisión de Llamadas (CAC). Este atributo se aplica a todos los TC (Clase de Tráfico). Se pueden definir tres valores posibles en el HLR.

- THP (Prioridad de Gestión del Tráfico) permite al usuario la diferenciación en el planificador. Este atributo se aplica al TC interactivo. También se pueden definir tres posibles valores en el HLR.

Para garantizar la diferenciación también en lub y lur, es necesario incluir estos dos parámetros en los algoritmos de control de la congestión.

El documento EP 1770918 se refiere a un método de conformación del tráfico para el enlace descendente en interfaces internos. Éste asegura que la capacidad del interfaz lub no se excede (es decir, se evita la congestión) y que la velocidad de datos del usuario final permanece aceptable. Lo logra detectando en primer lugar las situaciones de congestión y aplicando a continuación restricciones en el interfaz de radio (las conexiones entre los UES y la estación base) que entran dentro del interfaz congestionado.

En un artículo de revista titulado "Gestión de Recursos y Calidad del Servicio en Redes Inalámbricas de Tercera Generación", de Sudhir Dixit y otros (Revista de Comunicaciones IEEE, febrero 2001) la calidad del servicio se explica en términos de satisfacer la calidad requerida por diferentes servicios de balizas que se combinan para entregar de extremo a extremo el servicio acostumbrado por los clientes.

El documento EP 1771023 también se refiere a la gestión de recursos de radio: trata del uso convencional de los elementos de información ARP en la asignación de prioridades para servicios a usuarios en la gestión de los recursos de radio.

El documento EP 1331768 se refiere a un sistema de control de la velocidad que permite al usuario la reducción de su capacidad realizada al menos en parte, de acuerdo con la clase de prioridad.

La presente invención obtiene las prioridades del usuario por medio del completo acceso a la red en caso de congestión.

Resumen de la invención

La invención se refiere a un método para reducir la congestión en los interfaces internos (es decir, lub y lur) en redes UTRAN de acuerdo con prioridades del usuario según la reivindicación 1 y a un elemento de red (es decir Nodo B o RNC) para reducir la congestión en un interfaz interno en redes UTRAN de acuerdo con prioridades de usuario. Se definen las realizaciones preferidas del método y del elemento de red en las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona un método para reducir la congestión en un interfaz interno en una red UTRAN que comprende:

- detectar una situación de congestión en el interfaz interno;

- cuando se ha detectado dicha situación de congestión, reducir la velocidad de conexión de los usuarios de acuerdo con su prioridad, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de la Prioridad de Retención de la Asignación, ARP, y la Prioridad de Manejo del Tráfico, THP, parámetros almacenados en el HLR para cada usuario y APN.

El método preferiblemente incluye además:

- detectar la ausencia de dicha situación de congestión;

- cuando se ha detectado dicha ausencia de situación de congestión, aumentar la velocidad de conexión de los usuarios de acuerdo con su prioridad, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de sus parámetros ARP y THP.

La situación de congestión en el interfaz interno se detecta preferiblemente en cuanto la ocupación del interfaz supera un umbral de activación del control de la congestión, en el que la ausencia de la situación de congestión en el interfaz interno se detecta preferiblemente en cuanto la ocupación del interfaz cae por debajo de un umbral de desactivación del control de la congestión.

El método puede comprender, en una realización preferida cuando la situación de congestión ha sido detectada, que el Nodo B envíe al RNC créditos para cada usuario, proporcionales a una ponderación de la prioridad SPI_Weight_User para cada usuario, obtenida de los parámetros para ARP y THP.

Los créditos de cada usuario j, CreditsUserj, se pueden calcular de acuerdo con la siguiente fórmula:

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Reivindicaciones:

1. Método para reducir la congestión en un interfaz interno en redes UTRAN, en el que el Interfaz interno comprende al menos de un interfaz lub o de un interfaz lur, comprendiendo el método:

- detectar una situación de congestión en el Interfaz interno; caracterizado por que

- cuando se detecta dicha situación de congestión, el método comprende reducir la velocidad de conexión de los

usuarios de acuerdo con su prioridad, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de los

parámetros Prioridad de Retención de la Asignación, ARP, y Prioridad de Gestión del Tráfico, THP, almacenados en el HLR para cada usuario.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la situación de congestión en el interfaz interno se detecta en cuanto la ocupación del interfaz supera un umbral de activación del control de la congestión (CCAT).

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, que comprende además:

- detectar la ausencia de dicha situación de congestión; y

- cuando se ha detectado dicha ausencia de situación de congestión, aumentar la velocidad de conexión de los

usuarios de acuerdo con su prioridad, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de los

parámetros ARP y THP almacenados en el HLR para cada usuario.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la ausencia de la situación de congestión en el interfaz interno se detecta en cuanto la ocupación del Interfaz cae por debajo de un umbral de desactivación del control de la congestión (CCDT).

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que comprende, cuando se ha detectado la situación de congestión, enviar créditos desde el Nodo B (2) al RNC (1) para cada usuario proporcionales a una ponderación de prioridad para cada usuario SPI_Weight_User obtenida a partir de los parámetros ARP y THP.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que los créditos de cada usuario j, CreditsUserj, se calculan de acuerdo con la siguiente fórmula:

SP¡ _Weight _Vser

CredüsVser, = ==¡------------------------------------------- MaxBW

1 ^SPI _WeightK * Number _UsersK

K

en la que SPI_Weight_Userj es la ponderación de prioridad para el usuario j, el denominador es el cálculo de las Ponderaciones totales de todos los usuarios, y

MaxBW/ = CurrentUsedBW- MarginDecreasedBW

en la que MarginDecreasedBW es un parámetro configurable para reducir el máximo BW usado en caso de congestión.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que comprende

- definir una velocidad de conexión mínima por prioridad de usuario; y

- cuando se ha detectado la situación de congestión, reducir primero la velocidad de conexión de los usuarios con menor prioridad a su correspondiente velocidad de conexión mínima y continuar reduciendo la velocidad de conexión de los usuarios con mayor prioridad a su correspondiente velocidad de conexión mínima mientras continúa

la situación de congestión.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 3 o con la reivindicación 4, caracterizado por que comprende:

- cuando se detecta la ausencia de situación de congestión, aumentar primero la velocidad de conexión de los usuarios con mayor prioridad a su velocidad de conexión de servicio y continuar aumentando la velocidad de conexión de los usuarios con menor prioridad a su correspondiente velocidad de conexión de servicio mientras continúa la ausencia de situación de congestión.

9. Un elemento de red para reducir la congestión en un interfaz interno en redes UTRAN, en el que el interfaz interno comprende al menos de un interfaz lub y o de un interfaz lur, comprendiendo el elemento de red:

- un detector de congestión que, cuando se usa, detecta situaciones de congestión en el interfaz interno; estando caracterizado el elemento de red por que comprende:

- un controlador de velocidad de conexión que funciona para reducir la velocidad de conexión de los usuarios de acuerdo con su prioridad cuando se detecta una situación de congestión, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de los parámetros Prioridad de Retención de la Asignación, ARP y Prioridad de Gestión del Tráfico, THP, almacenados en el HLR para cada usuario.

10. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el detector de congestión identifica una situación de congestión en un interfaz interno en cuanto la ocupación del interfaz supera un umbral de activación del control de la congestión (CCAT).

11. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 9 o con la reivindicación 10, en el que el detector de congestión es, cuando se usa, capaz además de detectar la ausencia de una situación de congestión; y en el que el controlador de velocidad de conexión funciona para aumentar la velocidad de conexión de los usuarios de acuerdo con su prioridad cuando se detecta dicha ausencia de situación de congestión, siendo establecida dicha prioridad de acuerdo con los valores de los parámetros ARP y THP, almacenados en el HLR para cada usuario.

12. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que el detector de congestión identifica la ausencia de situación de congestión en el interfaz interno en cuanto la ocupación del interfaz cae por debajo de un umbral de desactivación del control de la congestión (CCDT).

13. Un elemento de red de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el controlador de la velocidad de conexión funciona además para enviar créditos al RNC (1) para cada usuario, proporcionales a una ponderación de prioridad SPI_Weight_User para cada usuario obtenida de los parámetros ARP y THP cuando se ha detectado la situación de congestión.

14. Un elemento de red de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el controlador de la velocidad de conexión funciona además para definir una velocidad mínima de conexión por prioridad de usuario; y en el que, cuando se detecta la situación de congestión, reduce primero la velocidad de conexión de los usuarios con prioridad menor a su correspondiente velocidad mínima de conexión y continúa reduciendo la velocidad de conexión de los usuarios con prioridad mayor a su correspondiente velocidad mínima de conexión mientras continúa la situación de congestión;

15. Un elemento de red de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, en el que, cuando se detecta la ausencia de situación de congestión, el controlador de la velocidad de conexión funciona además para aumentar primero la velocidad de conexión de los usuarios con prioridad mayor a su velocidad de conexión de servicio y continua aumentando la velocidad de conexión de los usuarios con prioridad menor a su correspondiente velocidad de conexión de servicio mientras continúa la ausencia de situación de congestión.