MÉTODO Y SISTEMA PARA CONTROLAR UNA DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS EN UNA RED DE COMUNICACIONES, Y RED Y PRODUCTO PROGRAMA DE COMPUTACIÓN CORRESPONDIENTES.

Procedimiento para controlar la prestación de servicios a usuarios por medio de recursos de radio de una red de comunicación de múltiples accesos (10,

20, 30), incluyendo el procedimiento los pasos de: - modelado de un sistema conformado por dichos recursos de radio de dicha red de comunicación de múltiples accesos (10, 20, 30) como una cadena de Markov, donde cada estado de dicha cadena de Markov está identificado por un conjunto respectivo de valores, siendo cada conjunto de valores representativo de un número (nGSM, nUMTSv, nUMTSd, nWLAN) de usuarios a los que cada uno de dichos recursos de radio les presta servicio, y cada transición entre dichos estados de dicha cadena de Markov está representada por la distribución y la distribución inversa a dichos usuarios de los servicios prestados por dichos recursos de radio; - definición de una función de costo (B; S) a la cual cada uno de dichos estados le otorga una contribución respectiva (ßi; Ρi), siendo cada una de dichas contribuciones ponderada por la probabilidad (Pi) de que dicho sistema se encuentre en dicho estado, donde dicha probabilidad es una función de las posibles transiciones entre dichos estados; - identificación de una pluralidad de transiciones entre dichos estados que optimizan dicha función de costo (B; S); y - distribución de dichos recursos a dichos usuarios, según dicha pluralidad de transiciones

Campo de la invención

La presente invención se refiere a técnicas para la gestión de recursos de radio.

En particular, la invención es aplicable a técnicas de gestión común de recursos de radio (CRRM), que, en una red de radio móvil ―heterogénea‖, es decir, una red de radio móvil que puede soportar tecnologías de 5 diferentes tipos, permiten la gestión conjunta de los recursos de radio.

Descripción de la técnica relacionada

En el campo de las redes de radio móviles, existen diferentes tecnologías y diversos estándares. Las redes de radio móviles más conocidas en forma corriente (las denominadas redes de segunda generación, como ser, por ejemplo, el sistema GSM) ya lindan y, en el futuro, lindarán cada vez más con redes de radio móviles 10 de nueva generación (por ejemplo, redes de tercera generación, como ser el sistema UMTS, o redes de cuarta generación, que aún están siendo definidas) y con redes de banda ancha de tipo LAN inalámbrica (WLAN). Las redes de radio móviles de segunda generación resultan más adecuadas para soportar el servicio de voz, mientras que las redes de radio móviles de nueva generación (por ejemplo, redes de tercera generación y cuarta generación) están diseñadas para soportar, además del servicio de voz, una serie de servicios de tipo datos y multimedia. 15

Dentro de este contexto, una tendencia del mercado consiste en no reemplazar por completo las redes de radio móviles de segunda generación que ya operan con las redes de radio móviles de nueva generación, sino en integrar los dos tipos de redes. La integración de las redes de radio móviles de nueva generación y las redes de radio móviles de segunda generación es posible dadas las características de los nuevos estándares, definidos de forma de permitir esta integración. Dentro del estándar del 3GPP, que define las características de los sistemas de 20 tercera generación, como ser, por ejemplo, el sistema UMTS, se especifican diferentes procedimientos que permiten el funcionamiento interno con la red de GSM.

En particular, en los documentos TR25.881 del 3GPP ―Mejora de RRM a través de RNS y RNS/BSS, Versión 5‖ (―Improvement of RRM across RNS and RNS/BSS, Release 5‖) y TR25.891 del 3GPP ―Mejora de RRM a través de RNS y RNS/BSS, Versión 6‖ (―Improvement of RRM across RNS and RNS/BSS, Release 6‖), se 25 definen los modelos funcionales y la arquitectura de red dentro de los cuales pueden aplicarse las técnicas de CRRM.

Otra tendencia de mercado consiste en utilizar, dentro de regiones de territorio determinadas de manera adecuada, denominadas “hot spots”, las tecnologías de WLAN (red inalámbrica de área local) con el fin de permitir que los usuarios presentes en dichas regiones obtengan acceso de banda ancha a una serie de servicios de 30 telecomunicación, por ejemplo, acceso a Internet. Las tecnologías de WLAN pueden, además, estar integradas dentro de una red de radio móvil, en particular, en el segmento de red de acceso.

Por esta razón, en la definición de las especificaciones de los diferentes sistemas, ya sean sistemas de radio móviles o sistemas de WLAN, se encuentra en curso una serie de actividades destinadas a definir los mecanismos de funcionamiento interno más apropiados entre estos sistemas, permitiendo, además, el uso de 35 tecnologías de WLAN (por ejemplo, el 802.11 del IEEE o HYPERLAN2) para acceder a la red de radio móvil de transporte de tercera generación. El documento TR 23.934, ―Sistema del 3GPP para interfuncionamiento de una red inalámbrica de área local (WLAN) – Definición arquitectónica y funcional, Versión 6‖ (―3GPP System to Gíreles Local Area Network (WLAN) Interworking – Functional and architectural definition, Release 6‖) del estándar del 3GPP, por ejemplo, especifica los requerimientos funcionales que deben cumplir las diversas arquitecturas de red que incluyen 40 los accesos a WLAN pertenecientes a la familia del 802.11 del IEEE en el sistema UMTS. En forma similar, el documento TR 101.953 del estándar del ETSI especifica los mecanismos de funcionamiento interno con la red de UMTS del estándar de un tipo banda ancha de WLAN, al que se hace referencia como HYPERLAN2.

Dadas las razones mencionadas anteriormente, las terminales móviles, como ser, por ejemplo, los teléfonos celulares, computadoras tipo Palm, PDAs, tarjetas de conectividad para computadoras personales, etc., ya 45 se comercializan y se hace referencia a las mismas como terminales móviles ―multi-modo‖, ya que no están limitadas a operar con una única red, siguiendo solamente un estándar, sino que pueden utilizar indistintamente varios sistemas pertenecientes a diferentes estándares. Un ejemplo en este sentido es provisto por las terminales multi-modo que, hoy en día, ya son capaces de gestionar indistintamente los estándares 802.11b de WLAN, UMTS y GSM. 50

En los diversos estándares mencionados anteriormente sólo se especifican las arquitecturas, procedimientos y mecanismos para el funcionamiento interno de los diferentes sistemas entre sí, incluyendo en los mismos la selección inicial del sistema a ser utilizado al momento de un pedido de servicio. Cuando se pide un cierto tipo de servicio que, sobre la base de sus características, pueda ser proporcionado indistintamente a través de diferentes sistemas de acceso (GSM, UMTS o WLAN), un operador de red puede así seleccionar el sistema a ser 55

utilizado, explotando estos mecanismos.

Por ejemplo, en la WO-A02/32160, se describe una técnica para determinar una distribución de células en una red que soporta diferentes estándares de comunicación.

La Solicitante ha destacado que esta técnica no resulta particularmente eficiente en la maximización del rendimiento de una red de acceso múltiple. En realidad se basa solamente en la asociación de un 5 nivel diferente de prioridad para las células de los diversos sistemas, sin tener en cuenta el hecho de que pueden presentarse así diferentes situaciones de tráfico en la célula en el tiempo, que no permitan la asignación de los recursos de red en una forma dinámica y eficiente, según el estado de los diferentes sistemas.

En Kalyanasundaram S., Chong E.K.P., Shroff N.B., ―Distribución óptima de recursos en redes multi-clase con funciones de utilidad de usuario específico‖ (―Optimal resourse allocation in multi-class networks with 10 user-specified utility functions‖), Redes de computación, tomo 38, Nº 5, págs. 613 a 630, se considera el problema de la distribución de recursos en redes multi-servicio, cuando los usuarios especifican el valor que le adjudican a obtener diferentes cantidades de recursos por medio de una función de utilidad. Se desarrolla un esquema de distribución de recursos que maximiza la utilidad total promedio por cada tiempo de unidad. Este problema de distribución de recursos se formula como un procedimiento de decisión de Markov. Se analizan, además, las 15 implicancias del engaño deliberado de los usuarios respecto de sus funciones de utilidad y se desarrolla un esquema de valoración que evita dicho engaño.

El documento US 20040010582 se refiere a un aparato y a un procedimiento para el aprovisionamiento predictivo de paquetes funcionales basados en tráfico ofrecido y un modelo predictivo del tráfico ofrecido. Según una realización de la invención, un agente gestionado proporciona predicciones respecto a una 20 necesidad anticipada de aprovisionamiento de paquetes funcionales basada en el tráfico ofrecido al agente gestionado y un modelo predictivo del tráfico ofrecido. Un agente de aprovisionamiento recibe las predicciones y en respuesta a las predicciones instruye al agente gestionado para aprovisionar un nuevo paquete funcional. Según otra realización de la invención, el agente de aprovisionamiento instruye a un segundo agente gestionado para la provisión de los recursos de medios necesarios para el agente gestionado original. El tráfico se encamina entonces 25 desde el agente gestionado original al segundo agente gestionado.

Propósito y descripción de la invención

Para un operador de red que gestiona una red de acceso múltiple, por ejemplo, una que comprenda tecnologías GSM y UMTS y hot spots de WLAN, se presenta, no obstante, el problema de utilizar todas estas tecnologías en una forma coordinada y sinergética para proveer el servicio pedido, maximizando así la 30 explotación y eficiencia general de...

1. Procedimiento para controlar la prestación de servicios a usuarios por medio de recursos de radio de una red de comunicación de múltiples accesos (10, 20, 30), incluyendo el procedimiento los pasos de:

- modelado de un sistema conformado por dichos recursos de radio de dicha red de comunicación de múltiples accesos (10, 20, 30) como una cadena de Markov, donde cada estado de dicha cadena de Markov está identificado por un conjunto respectivo de valores, siendo cada conjunto de valores representativo de un número 5 (nGSM, nUMTSv, nUMTSd, nWLAN) de usuarios a los que cada uno de dichos recursos de radio les presta servicio, y cada transición entre dichos estados de dicha cadena de Markov está representada por la distribución y la distribución inversa a dichos usuarios de los servicios prestados por dichos recursos de radio;

- definición de una función de costo (B; S) a la cual cada uno de dichos estados le otorga una contribución respectiva (βi; ρi), siendo cada una de dichas contribuciones ponderada por la probabilidad (Pi) de que 10 dicho sistema se encuentre en dicho estado, donde dicha probabilidad es una función de las posibles transiciones entre dichos estados;

- identificación de una pluralidad de transiciones entre dichos estados que optimizan dicha función de costo (B; S); y

- distribución de dichos recursos a dichos usuarios, según dicha pluralidad de transiciones. 15

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye el paso de seleccionar dicha función de costo como un indicador de la probabilidad de bloqueo (B) de dicha red de comunicación de múltiples accesos, donde dicha pluralidad de transiciones entre dichos estados que optimizan la función de costo comprende las transiciones que minimizan dicha probabilidad de bloqueo (B).

3. Procedimiento según la reivindicación 2, que incluye el paso de optimizar dicha función de costo 20 (B, S) identificando un punto mínimo de la misma.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye el paso de seleccionar dicha función de costo como un indicador de los ingresos (S) de proveer dichos servicios a dichos usuarios, por lo cual dicha pluralidad de transiciones entre dichos estados que optimiza dicha función de costo comprende la transición que maximiza dicho indicador de ingresos (S). 25

5. Procedimiento según la reivindicación 4, que incluye el paso de optimizar dicha función de costo (B, S) identificando un punto máximo de la misma.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 5, que incluye los pasos de:

- identificación de una pluralidad inicial de transiciones entre dichos estados (Θ = (1, …, R)) que corresponde a una política de distribución y distribución inversa dada de dichos recursos (10, 20, 30) a dichos 30 usuarios; y

- identificación de la pluralidad de transiciones entre dichos estados que optimiza dicha función de costo (B; S), comenzando desde dicha pluralidad inicial de transiciones entre dichos estados Θ = (1, …, R)).

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha red de comunicación de múltiples accesos (10, 20, 30) incluye al menos una primera (10), una segunda (20) y una tercera red (30), siendo dicha 35 primera red una red móvil de segunda generación (GSM), siendo dicha segunda red una red móvil de tercera generación (UMTS) y siendo dicha tercera red una red local (WLAN).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la cobertura de dicha red de comunicación de tercera generación (20) es un subconjunto de la cobertura de dicha red de comunicación móvil de segunda generación (10). 40

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, en el que la cobertura de dicha red de área local (30) es un subconjunto de la cobertura de dicha red de comunicación móvil de tercera generación (20).

10. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que dichos usuarios incluyen:

- un primer conjunto de usuarios adecuado para recibir un primer servicio solamente a través de 45 dicha primera red (10);

- un segundo conjunto de usuarios adecuado para recibir dicho primer servicio tanto a través de dicha primera red (10) como a través de dicha segunda red (20);

- un tercer conjunto de usuarios adecuado para recibir dicho segundo servicio solamente a través de dicha segunda red (20);

- un cuarto conjunto de usuarios adecuado para recibir dicho segundo servicio tanto a través de dicha segunda red (20) como a través de dicha tercera red (30).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicho primer servicio es un servicio de voz 5 y dicho segundo servicio es un servicio de datos.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que dichas transiciones comprenden:

- un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho primer y dicho segundo conjuntos de usuarios sea bloqueado;

- un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho primer conjunto de usuarios sea 10 bloqueado y un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha segunda red (20);

- un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho primer conjunto de usuarios sea bloqueado y un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha primera red (10); 15

- un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho primer conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha primera red (10), y un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea bloqueado;

- un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho primer conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha primera red (10), y un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho segundo 20 conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha segunda red (20); y

- un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho primer conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha primera red (10), y un nuevo pedido para que dicho primer servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha primera red (10).

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que dichas transiciones comprenden: 25

- un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho segundo y dicho tercer conjuntos de usuarios sea bloqueado;

- un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho tercer conjunto de usuarios sea bloqueado y un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha tercera red (30); 30

- un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho tercer conjunto de usuarios sea bloqueado y un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha segunda red (20);

- un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho tercer conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha tercera red (30), y un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho segundo 35 conjunto de usuarios sea bloqueado;

- un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho tercer conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha tercera red (30), y un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha tercera red (30);

- un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho tercer conjunto de usuarios sea 40 distribuido sobre dicha tercera red (30) y un nuevo pedido para que dicho segundo servicio desde dicho segundo conjunto de usuarios sea distribuido sobre dicha segunda red (20).

14. Sistema para controlar, en una red de comunicación de múltiples accesos (10, 20, 30), la prestación de servicios a los usuarios por medio de los recursos de radio de dicha red de comunicación de múltiples accesos, estando configurado el sistema para llevar a cabo el procedimiento según cualquiera de las 45 reivindicaciones 1 a 13.

15. Sistema según la reivindicación 14, en el que dicho sistema está distribuido sobre dispositivos de control (11, 22, 33) asociados con dicha red de comunicación de múltiples accesos (10, 20, 30).

16. Sistema según la reivindicación 14, en el que dicho sistema está ubicado en una entidad de

servidor (50), incluyendo la red de comunicación de múltiples accesos interfases (51, 52, 53) para establecer una interfase con dicha entidad de servidor (50).

17. Producto programa de ordenador, que puede cargarse en la memoria de al menos un ordenador (11, 22, 33; 50) e incluye porciones de código de software para llevar a cabo el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13. 5