MÉTODOS Y SISTEMAS PARA LA UTILIZACIÓN DE RECURSOS DE CONTENCIÓN BAJO CUALQUIER CARGA PARA FACILITAR EL ANCHO DE BANDA DESEADO A TRAVÉS DE DISPOSITIVOS ÚNICOS O DE MÚLTIPLES CLASES.

Un método (10; 100) para controlar la utilización de un recurso,

el método que comprende los pasos de: determinar (14,16,18; 104, 106, 108) un factor de escala de la utilización para un recurso o grupo de recursos basado al menos en parte en la utilización actual, donde el valor del factor de escala de utilización varía según cambia la utilización actual; el método caracterizado por: crear (20, 22, 30; 112, 122, 130) un patrón de la propiedad de apersistencia que comprende una pluralidad de entradas de apersistencia, cada entrada de la propiedad de apersistencia que corresponde a un ciclo de actualización de apersistencia de una ventana del patrón de apersistencia que define una pluralidad de ciclos de actualización de apersistencia, en donde el patrón de la propiedad de apersistencia incluye las entradas sin obstáculos si el factor de escala de la utilización está en un primer intervalo que corresponde a la utilización actual baja, y en donde el patrón de la propiedad de apersistencia incluye al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada no bloqueante o sin obstáculos si el factor de escala de la utilización está en un segundo intervalo que corresponde a la utilización actual más alta; y proporcionar (40; 140) una entrada del patrón de la propiedad de apersistencia a partir del patrón de la propiedad de apersistencia a los dispositivos en cada ciclo de actualización de apersistencia de la ventana del patrón de apersistencia para usar por los dispositivos en los intentos fallidos de reintento de manera selectiva para acceder o utilizar el recurso; donde cada entrada bloqueante impide a cualquier dispositivo pasar una prueba de apersistencia en un ciclo de acceso correspondiente, y en donde cada entrada sin obstáculos asegura que los dispositivos pasarán una prueba de apersistencia en un ciclo de acceso correspondiente

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a las redes de comunicaciones en general, y más concretamente a los métodos y sistemas para facilitar la utilización de recursos de contención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En los sistemas de comunicaciones, tales como los sistemas de comunicaciones móviles inalámbricos Blue Tooth, WIMAX, WAN, LAN, por cable, inalámbricas, etc., muchos dispositivos necesitan utilizar varios recursos, tales como elementos de la red de comunicaciones, estaciones base, redes, medios de comunicaciones, etc., en los que una pluralidad de dispositivos luchan o compiten por un recurso o grupo de recursos dados. Además, la Evolución de Datos Solamente (EVDO) moderna EVDO Rev. A y otros sistemas de comunicaciones pueden proporcionar múltiples niveles de prioridad del dispositivo (clases de prioridad), en los que el acceso a los recursos compartidos se proporciona de forma priorizada, con dispositivos de una clase de prioridad mayor que reciben utilización preferencial comparada con dispositivos de menor prioridad. En los sistemas que tienen un nivel de prioridad único o múltiples, la contención de recursos puede suceder cuando múltiples dispositivos intentan acceder simultáneamente a un recurso tal que la capacidad de manejo de entrada del recurso se excede (fallo de colisión del intento de acceso), o cuando el recurso está funcionando a la máxima capacidad y es incapaz de servir ninguna información adicional desde uno o más dispositivos (fallo de intento de utilización). Por ejemplo, para iniciar una llamada en una red inalámbrica EVDO Rev. A, los dispositivos de comunicaciones móviles, tales como teléfonos celulares, PDA, ordenadores portátiles, etc., compiten por el acceso a una estación base local que sirve a una ubicación o área dada para comunicar con la estación base sobre un canal de acceso. En este caso, la estación base envía periódicamente un mensaje de difusión a todos los dispositivos en el área, el cual identifica el canal de acceso que va a ser usado para establecer una llamada. La contención surge cuando dos o más unidades móviles intentan simultáneamente acceder a la estación base en el canal de acceso, conduciendo a una colisión de los mensajes de inicio de llamada. La contención de la utilización de los recursos sucede cuando la contención para un recurso compartido con capacidades de carga o utilización limitada provoca que fallen algunos intentos para la utilización (por ejemplo, los paquetes de datos caídos).

En muchos sistemas de comunicaciones, los dispositivos de acceso incluyen la funcionalidad de permitir al dispositivo reintentar un intento de acceso fallido, conocido como apersistencia. En los sistemas convencionales de arbitraje de canal principal de Detección de Colisión de Acceso Múltiple (MACD), los dispositivos conectados a un recurso de canal principal común iniciarán la transferencia de datos de una forma asíncrona y escucharán al canal principal para detectar si ocurre una colisión. Si es así, cada dispositivo implicado en la colisión esperará un tiempo aleatorio y entonces reintentará la transferencia. En este tipo de sistema, la apersistencia del dispositivo es por lo tanto aleatoria en naturaleza, con los dispositivos individuales generando internamente el valor de tiempo aleatorio. En otros sistemas con recursos compartidos, los dispositivos realizan una prueba de apersistencia usando la información de la propiedad de apersistencia recibida desde el recurso de contención. Por ejemplo, los dispositivos en un entorno EVDO se sincronizarán con la estación base para intentar el acceso en momentos discretos, en los que los dispositivos realizan internamente una prueba de apersistencia usando un valor de la propiedad de apersistencia emitido por la estación base. Los dispositivos obtienen un número de apersistencia a partir del valor de la propiedad de apersistencia recibida desde la estación base, y compara el número de apersistencia con un valor generado aleatoriamente en cada ciclo de acceso, por el cual la decisión sobre si intentar una utilización por el dispositivo se determina por la información recibida desde el recurso de contención. En estos sistemas, el recurso típicamente ajusta el valor de la propiedad de apersistencia para reducir la probabilidad de que un dispositivo dado pase la prueba de apersistencia cuando la carga del recurso actual es alta. No obstante, esto conduce a una acumulación en aumento de dispositivos que fallan la prueba de apersistencia, lo cual pospone dentro del siguiente ciclo de acceso, en el que la prueba de apersistencia se somete entonces a esta prórroga así como cualesquiera dispositivos entrantes que intentan acceder al recurso de contención, conduciendo eventualmente a una utilización del recurso subóptima. Por consiguiente, hay una necesidad de sistemas y métodos mejorados para controlar la utilización de los recursos compartidos por los cuales la acumulación de dispositivos que fallan una prueba de apersistencia se puede aliviar en un sistema de comunicaciones.

La Publicación de la Solicitud de Patente U.S. Nº. U.S. 2004/0165529 A1 es un ejemplo de un método de control de sobrecarga convencional en un sistema de comunicación de datos que controla discriminadamente la apersistencia de acuerdo con un grado de sobrecarga usando un valor de apersistencia único para cada una de la una o más clases para hacer frente a las situaciones de sobrecarga.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un resumen de uno o más aspectos de la invención se presenta ahora para facilitar una comprensión básica de la misma.

La invención se refiere a los sistemas y métodos para el escala del valor de apersistencia para controlar el acceso o utilización (de aquí en adelante denominado colectivamente como utilización, donde "utilización" se considera que incluye cualquier uso de un recurso incluyendo pero no limitado a nuevos accesos o intentos de acceso, así como el uso continuado de un recurso al que previamente se ha accedido, etc.) de los recursos compartidos, en los que el recurso o un sistema de control de apersistencia asociado con ello proporciona los valores de la propiedad de apersistencia en forma de patrones de valor múltiple para los dispositivos. La invención se puede emplear en conjunto con recursos y dispositivos de cualquier tipo, sin importar la forma particular de la prueba de apersistencia realizada por los dispositivos, donde el dispositivo realiza la prueba de acuerdo con un valor recibido desde el recurso o un sistema de control de apersistencia asociado funcionalmente con el recurso para determinar si el dispositivo intentará usar el recurso. La carga del recurso se caracteriza usando un factor de escala calculado de acuerdo con la carga de utilización del recurso actual, y distintos niveles de limitación de apersistencia se emplean de acuerdo con si la utilización actual (también denominada de aquí en adelante utilización real, utilización medida, o utilización predicha que significará la tasa de utilización total de intentos por todos los dispositivos en una clase antes de que la limitación se implemente) es alta o baja, en la que los valores de la propiedad de apersistencia se proporcionan como entradas en los patrones multientrada. Para situaciones de alta carga, las entradas de los patrones incluyen valores bloqueantes y no bloqueantes para limitar eficazmente la utilización, reduciendo por ello la acumulación de prórrogas del dispositivo y obteniendo flujo de datos del sistema total mejorado.

Se determina un factor de escala de la utilización de los recursos, tal como dividiendo el flujo de datos deseado por el flujo de datos entrante predicho o medido actual o dividiendo el flujo de datos entrante predicho o medido por el flujo de datos deseado, o calculando cualquier otro valor basado al menos en parte en la utilización actual que varía según cambia la cantidad de carga en el recurso. El factor de escala se compara con uno o más valores umbral para determinar si el factor de escala está en un intervalo en el cual no se necesita ninguna limitación o está en otro intervalo (utilización más alta) en el que se va a emplear la limitación del recurso. Dependiendo del intervalo en el que el factor de limitación cae, se proporcionan distintos valores del patrón de apersistencia a los dispositivos que intentan utilizar el recurso bajo contención para implementar ninguna limitación, limitación moderada, limitación agresiva, etc.

Para los factores de escala en un primer intervalo que indica situaciones de carga baja (por ejemplo, factores de escala por encima de un primer umbral en un ejemplo), se proporcionan valores de entrada del patrón sin obstáculos... [Seguir leyendo]

1. Un método (10; 100) para controlar la utilización de un recurso, el método que comprende los pasos de:

determinar (14,16,18; 104, 106, 108) un factor de escala de la utilización para un recurso o grupo de recursos basado al menos en parte en la utilización actual, donde el valor del factor de escala de utilización varía según cambia la utilización actual; el método caracterizado por:

crear (20, 22, 30; 112, 122, 130) un patrón de la propiedad de apersistencia que comprende una pluralidad de entradas de apersistencia, cada entrada de la propiedad de apersistencia que corresponde a un ciclo de actualización de apersistencia de una ventana del patrón de apersistencia que define una pluralidad de ciclos de actualización de apersistencia, en donde el patrón de la propiedad de apersistencia incluye las entradas sin obstáculos si el factor de escala de la utilización está en un primer intervalo que corresponde a la utilización actual baja, y en donde el patrón de la propiedad de apersistencia incluye al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada no bloqueante o sin obstáculos si el factor de escala de la utilización está en un segundo intervalo que corresponde a la utilización actual más alta; y proporcionar (40; 140) una entrada del patrón de la propiedad de apersistencia a partir del patrón de la propiedad de apersistencia a los dispositivos en cada ciclo de actualización de apersistencia de la ventana del patrón de apersistencia para usar por los dispositivos en los intentos fallidos de reintento de manera selectiva para acceder o utilizar el recurso; donde cada entrada bloqueante impide a cualquier dispositivo pasar una prueba de apersistencia en un ciclo de acceso correspondiente, y en donde cada entrada sin obstáculos asegura que los dispositivos pasarán una prueba de apersistencia en un ciclo de acceso correspondiente.

2 El método de la reivindicación 1, en donde si el factor de escala de la utilización está en el primer intervalo, el patrón incluye todas las entradas sin obstáculos.

3. El método de la reivindicación 1, en donde si el factor de escala de la utilización está en el segundo intervalo, las entradas bloqueantes se dispersan tan lejos como sea posible una de otra entre las entradas no bloqueantes en el patrón (124).

4. El método de la reivindicación 1, en donde los dispositivos de una pluralidad de distintas clases de prioridad son capaces de utilizar el recurso, en donde un factor de escala de la utilización de la clase se determina para cada clase de prioridad, en donde se crea un patrón de la propiedad de apersistencia de la clase (108) para cada clase de prioridad, en donde las entradas del patrón de la propiedad de apersistencia se proporcionan a partir de los patrones de la propiedad de apersistencia de la clase a los dispositivos en cada ciclo de actualización de apersistencia de la ventana del patrón de apersistencia, en donde la creación de un patrón de la propiedad de apersistencia comprende crear una pluralidad de entradas de la propiedad de apersistencia para el patrón de apersistencia de cada clase en base al factor de escala de la utilización de la clase correspondiente, en donde si el factor de escala de la utilización para una clase dada está en el primer intervalo, el patrón para la clase dada incluye las entradas sin obstáculos, y en donde si el factor de escala de la utilización para la clase dada está en el segundo intervalo, el patrón para la clase dada incluye al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada no bloqueante.

5. El método de la reivindicación 1, en donde (120) el segundo intervalo incluye las primera y segunda partes, la segunda parte del segundo intervalo que corresponde a la utilización actual más alta que la primera parte del segundo intervalo, en donde si el factor de escala de la utilización está en la primera parte del segundo intervalo, el patrón incluye (122) al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada sin obstáculos, y en donde si el factor de escala de la utilización está en la segunda parte del segundo intervalo, el patrón incluye (124) al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada no bloqueante.

6. El método de la reivindicación 5, en donde si el factor de escala de la utilización está en la primera parte del segundo intervalo, la relación del número de entradas sin obstáculos dividido por el número total de entradas en el patrón (122) es proporcional a la relación de la utilización deseada dividida por la utilización actual.

7. El método de la reivindicación 6, en donde si el factor de escala de la utilización está en la segunda parte del segundo intervalo, se determina un valor para las entradas no bloqueantes (130) de acuerdo con el factor de escala de la utilización.

8. El método de la reivindicación 5, en donde la segunda parte del segundo intervalo (130) corresponde a los factores de escala de la utilización para los que la relación de la utilización deseada dividida por la utilización actual es menor o igual que K, siendo K mayor que cero y menor o igual que 1,0, y en donde si el factor de escala de la utilización está en la segunda parte del segundo intervalo, una relación del número de entradas no bloqueantes dividido por el número total de entradas en el patrón es proporcional a K.

9. Un sistema de control de apersistencia (60) para controlar la utilización de un recurso (50), el sistema que comprende:

los medios (62) para determinar un factor de escala de la utilización (64) para un recurso o grupo de recursos basado al menos en parte en la utilización actual (54), donde el valor del factor de escala de la utilización varía según cambia la utilización actual; caracterizado porque el sistema comprende:

los medios para crear un patrón de la propiedad de apersistencia (70) que comprenden una pluralidad de entradas de la propiedad de apersistencia (204), cada entrada de la propiedad de apersistencia que corresponde a un ciclo de actualización de apersistencia de una ventana del patrón de apersistencia (202) que define una pluralidad de los ciclos de actualización de apersistencia, en donde si el factor de escala de la utilización está en un primer intervalo que corresponde a la utilización actual baja, el patrón de la propiedad de apersistencia incluye las entradas sin obstáculos, y en donde si el factor de escala de la utilización está en un segundo intervalo que corresponde con la utilización actual más alta, el patrón de la propiedad de apersistencia incluye al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada no bloqueante o sin obstáculos; y los medios para proporcionar una entrada del patrón de la propiedad de apersistencia a partir del patrón de la propiedad de apersistencia para los dispositivos en cada ciclo de actualización de apersistencia de la ventana del patrón de apersistencia para usar por los dispositivos en los intentos fallidos de reintento de manera selectiva para acceder o utilizar el recurso; donde cada entrada bloqueante impide a cualquier dispositivo pasar una prueba de apersistencia en un ciclo de acceso correspondiente, y en donde cada entrada sin obstáculos asegura que los dispositivos pasarán una prueba de apersistencia en un ciclo de acceso correspondiente.

10. El sistema de la reivindicación 9, en donde el segundo intervalo incluye las primera y segunda partes, la segunda parte del segundo intervalo que corresponde a la utilización actual más alta que la primera parte del segundo intervalo, en donde si el factor de escala de la utilización está en la primera parte del segundo intervalo, el patrón incluye al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada sin obstáculos con una relación del número de entradas sin obstáculos dividido por el número total de entradas en el patrón que es proporcional a una relación de una utilización deseada dividida por la utilización actual, y en donde si el factor de escala de la utilización está en la segunda parte del segundo intervalo, el patrón incluye al menos una entrada bloqueante y al menos una entrada no bloqueante con un valor de las entradas no bloqueantes que se determina de acuerdo con el factor de escala de la utilización.