MÉTODO PARA PROGRAMAR TRÁFICO EN UN CANAL DE COMUNICACIONES.
La invención se refiere a un método para programar tráfico en un canal de comunicación de una red de comunicaciones móviles que detecta ráfagas de datos de pequeño tamaño y prioriza su transmisión.
La detección se realiza mediante comparación con dos umbrales, siendo uno un indicador del tamaño instantáneo de la ráfaga de datos y refiriéndose el segundo al tamaño de dicha ráfaga de datos a lo largo de un periodo de tiempo dado.
La invención también se refiere a un programador de red que comprende medios para llevar a cabo el método anterior.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930300.
Solicitante: VODAFONE ESPAÑA, S.A.U.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GARRIGA MUÑIZ,BEATRIZ, DOMINGUEZ ROMERO,FRANCISCO JAVIER, SERRANO SOLSONA,CLARA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04W28/10 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS (difusión H04H; sistemas de comunicación que utilizan enlaces inalámbricos para comunicación no selectiva, p. ej. extensiones inalámbricas H04M 1/72). › H04W 28/00 Tráfico de red o gestión de recursos. › Control de flujo.
- H04W72/12 H04W […] › H04W 72/00 Gestión de recursos locales, p. ej. selección o reserva de recursos inalámbricos o planificación de tráfico inalámbrico. › Planificación de tráfico inalámbrico.
PDF original: ES-2357631_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Método para programar tráfico en un canal de comunicaciones.
Campo de la invención La presente invención se refiere a la transferencia de datos en un sistema de comunicaciones y, más en particular, a un método de programación de un canal compartido de datos.
Antecedentes de la invención En redes de comunicación modernas la planificación de canales compartidos de datos es un asunto de gran importancia, puesto que es responsable de la correcta distribución de ancho de banda entre un número de servicios y comunicaciones establecidos sobre un canal. Esta distribución determina la cantidad de tiempo que tiene que esperar un paquete en una cola de transmisión, y por tanto, la latencia experimentada en una comunicación y la calidad de la experiencia del usuario final.
No todos los servicios o tipos de tráfico tienen la misma tolerancia a latencia. Las comunicaciones en tiempo real requieren normalmente valores de latencia inferiores y más homogéneos, mientras que la transferencia de cantidades mayores de datos estáticos permite requisitos menos restrictivos. Por este motivo, la mayoría de arquitecturas de red proporcionan algún tipo de sistema que permite la asociación de un determinado grado de prioridad a un paquete, dependiendo del tipo de tráfico que porta.
Una correcta asignación de prioridad, y el consiguiente manejo de paquetes de datos dependiente de la prioridad, constituye un problema que se ha resuelto en cierta medida, con diferentes grados de éxito, por un número de invenciones y protocolos de comunicación.
Haciendo uso de los medios proporcionados por diferentes normas de protocolo de comunicación, un número de invenciones ha intentado optimizar el rendimiento del sistema de asignación de prioridad. El documento de patente US 2006/153216-A1 usa información acerca del estado actual de la red para generar una programación adaptativa. De esta forma, reorganiza las prioridades de los diferentes paquetes que están presentes en el sistema teniendo en cuenta la tasa de transmisión de enlace descendente de programación de la estación móvil y un factor de retardo que representa el retraso de los datos en cola. Específicamente, este procedimiento busca mejorar la calidad ofrecida a los servicios de voz sobre IP, aunque demanda los recursos necesarios para proporcionar una supervisión constante del estado de la red.
El documento de patente US 2005/288050-A1 proporciona un enfoque diferente al mismo asunto de mejorar la experiencia del usuario a través de la reducción de la latencia. En este caso, se centra en comunicaciones de PTT ("push-to-talk", pulsar para hablar) , enviando paquetes que pertenecen a un tipo de tráfico sensible al tiempo a través de un canal de señalización.
El manejo de datos diferenciales dependiendo del tipo de tráfico portado se extiende a otros aspectos de la comunicación, tal como el proceso de traspaso en redes celulares. Un ejemplo de traspaso dependiente del tipo de tráfico puede encontrarse en el documento WO 2006/062306-A1.
Sin embargo, en todos estos documentos los diferentes sistemas realizan una caracterización genérica de los servicios que están presentes en la red. Teniendo en cuenta sólo el tipo de tráfico que está portándose, se ignora cualquier aspecto referido a las características de una única comunicación. Por tanto, la programación satisface sólo parcialmente las necesidades de la comunicación, permitiendo mejoras adicionales de la experiencia del usuario.
Descripción de la invención La invención se refiere a un método para programar tráfico en un canal de comunicación según la reivindicación 1, yaun dispositivo de red de una red de comunicaciones móviles según la reivindicación 12. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas del método.
La presente invención resuelve los problemas mencionados anteriormente detectando y priorizando, antes de la programación de los canales de comunicación, aquellas ráfagas de datos que debido a su reducido tamaño son más sensibles a latencia.
Con este fin, el método de la reivindicación independiente de la presente invención etiqueta como tráfico sensible a latencia aquellas ráfagas de datos que verifican simultáneamente:
- La cantidad de datos añadida a una cola de transmisión por dicha ráfaga de datos en un instante dado, esto es, la parte de la ráfaga que se envía al sistema de planificación o programación en un momento determinado para transmitirse sobre el canal de comunicación, es más pequeña que un umbral dado.
- La cantidad de datos añadida a una cola de transmisión por dicha ráfaga de datos durante una cantidad de tiempo determinada definida por la longitud de una ventana de tiempo, es más pequeña que un segundo umbral dado. Preferentemente, la longitud de la ventana dependerá del caudal ("throughput") del usuario que es fuente
o destino de dicha ráfaga de datos, para realizar una clasificación más eficaz.
Por tanto, las ráfagas de datos con las siguientes características permanecen sin etiquetar:
- Ráfagas de datos que proporcionan una gran cantidad de datos en un instante dado.
- Ráfagas de datos que proporcionan de forma constante una cantidad de datos moderada o grande a lo largo de un periodo de tiempo largo.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un método para programar tráfico en un canal de comunicación de una red de comunicaciones móviles, siendo compartido el canal de comunicación por una pluralidad de equipos de usuario, que comprende:
- etiquetar como tráfico sensible a latencia cualquier ráfaga de datos que verifica que:
- la cantidad de datos a partir de dicha ráfaga de datos añadida a una cola de transmisión en un instante dado es inferior a un primer umbral; y
- la cantidad de datos a partir de dicha ráfaga de datos añadida a una cola de transmisión a lo largo de la duración de una ventana de tiempo es inferior a un segundo umbral;
- priorizar la transmisión de ráfagas de datos etiquetadas como tráfico sensible a latencia.
La longitud de la ventana de tiempo puede ajustarse dinámicamente para cada tráfico de usuario de servicio según el caudal o throughput de dicho usuario. Cada usuario puede establecer más de una comunicación (normalmente dos) , y cada comunicación se calcula de forma independiente.
Los umbrales primero y segundo se ajustan preferentemente como una función de un indicador de prioridad de la ráfaga de datos, dependiendo dicho indicador de prioridad del tipo de tráfico portado por dicha ráfaga de datos.
Dicho indicador de prioridad es preferentemente un campo de SPI según se define en el protocolo de HSPA, TS
25.433.
La etapa de priorizar ráfagas de datos etiquetadas como tráfico sensible a latencia se realiza preferentemente ajustando un peso que modifica un indicador de prioridad de la ráfaga de datos, siendo dicho indicador de prioridad dependiente del tipo de tráfico portado por dicha ráfaga de datos, donde dicho peso depende de si una ráfaga de datos está etiquetada como tráfico sensible a latencia.
Dicho peso puede depender de dicho indicador de prioridad de la ráfaga de datos.
Dicho indicador de prioridad es preferentemente el campo de SPI definido en el protocolo de HSPA y dicho peso se ajusta en el campo SPIweight definido en el protocolo de HSPA.
La etapa de priorizar ráfagas de datos etiquetadas como tráfico sensible a latencia se realiza preferentemente asignando un ancho de banda preestablecido a las ráfagas de datos mientras las ráfagas de datos permanezcan etiquetadas como tráfico sensible a latencia.
El valor de dicho ancho de banda preestablecido puede depender de un indicador de prioridad de la ráfaga de datos, dependiendo dicho indicador de prioridad del tipo de tráfico portado por dicha ráfaga de datos.
Con el método de la presente invención se realiza una caracterización completa del tráfico, considerando no sólo el tipo general de tráfico establecido sobre una conexión, sino también una característica intrínseca de ráfagas de datos solas. Esto permite una programación o planificación más eficaz de los recursos en la red, lo que da como resultado una mejor experiencia del usuario.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo de red de una red de comunicaciones móviles que comprende, al menos:
- un detector de tráfico sensible a... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Método para programas tráfico en un canal de comunicación de una red de comunicaciones móviles, compartiéndose el canal de comunicación por una pluralidad de equipos de usuario que comprende:
- etiquetar como tráfico sensible a latencia cualquier ráfaga de datos que verifica que:
- la cantidad de datos de dicha ráfaga de datos añadida a una cola de transmisión en un instante dado, es inferior a un primer umbral; y
- la cantidad de datos de dicha ráfaga de datos añadida a una cola de transmisión a lo largo de la duración de una ventana de tiempo es inferior a un segundo umbral;
- priorizar la transmisión de ráfagas de datos etiquetadas como tráfico sensible a latencia.
2. Método según la reivindicación 1, en el que la longitud de la ventana de tiempo se ajusta dinámicamente para cada tráfico de usuario de servicio según el caudal de dicho usuario.
3. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que los umbrales primero y segundo se ajustan como una función de un indicador de prioridad de la ráfaga de datos, dependiendo dicho indicador de prioridad del tipo de tráfico portado por dicha ráfaga de datos.
4. Método según la reivindicación 3, en el que dicho indicador de prioridad es el campo SPI según se define en el protocolo HSPA.
5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la etapa de priorizar ráfagas de datos etiquetadas como tráfico sensible a latencia se realiza ajustando un peso que modifica un indicador de prioridad de la ráfaga de datos, dependiendo dicho indicador de prioridad del tipo de tráfico portado por dicha ráfaga de datos, donde dicho peso depende de si la ráfaga de datos está etiquetada como tráfico sensible a latencia.
6. Método según la reivindicación 5, en el que dicho peso depende de dicho indicador de prioridad de la ráfaga de datos.
7. Método según la reivindicación 5, en el que dicho indicador de prioridad es el campo SPI definido en el protocolo HSPA y dicho peso se ajusta en el campo SPIweight definido en el protocolo HSPA.
8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la etapa de priorizar ráfagas de datos etiquetadas como tráfico sensible a latencia se realiza asignando un ancho de banda preestablecido a las ráfagas de datos mientras las ráfagas de datos permanezcan etiquetadas como tráfico sensible a latencia.
9. Método según la reivindicación 8, en el que el valor de dicho ancho de banda preestablecido depende de un indicador de prioridad de la ráfaga de datos, dependiendo dicho indicador de prioridad del tipo de tráfico portado por dicha ráfaga de datos.
10. Método según la reivindicación 9, en el que dicho indicador de prioridad es un campo SPI según se define en el protocolo HSPA.
11. Un programador de red de una red de comunicaciones móviles, que comprende medios para llevar a cabo el procedimiento según cualquier reivindicación anterior.
12. Un dispositivo de red de una red de comunicaciones móviles que comprende, al menos:
- un detector de tráfico sensible a latencia (10) configurado para etiquetar ráfagas de datos que verifican que:
- la cantidad de datos a partir de dicha ráfaga de datos añadida a una cola de transmisión en un instante dado, es inferior a un primer umbral;
- la cantidad de datos a partir de dicha ráfaga de datos añadida a una cola de transmisión a lo largo de la longitud de una ventana de tiempo es inferior a un segundo umbral;
- un programador de canal (20) configurado para priorizar ráfagas de datos etiquetadas por el detector de tráfico sensible a latencia (10) .
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
Nº solicitud: 200930300
ESPAÑA
Fecha de presentación de la solicitud: 12.06.2009
Fecha de prioridad:
INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
51 Int. Cl. : H04W28/10 (2009.01) H04W72/12 (2009.01)
DOCUMENTOS RELEVANTES
Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas A MUN CHOON CHAN et al., "Improving TCP/IP Performance over Third-Generation Wireless Networks". Transactions on Mobile Computing 2008, Vol. 7 Nº 4. IEEE Piscataway, NJ, USA. 22.02.2008. Páginas 430; ISSN 1536-1233. Epígrafes 5, 6 y 7. 1-12 A US 2007053290 A1 (MICHELS PETER) 08.03.2007, resumen; párrafo [0012]. 1-12 A US 2009122717 A1 (DAS ARNAB et al.) 14.05.2009, resumen; párrafos [0006-0016], [0043-0069]. 1-12 A WENJIE LI y BIN LIU: "Packet-mode Priority Scheduling for Terabit Core Routers" Parallel and Distributed Processing and Applications vol. 3358/2005, 17 Enero 2005 (2005-01-17) , página.55. 555, ISBN:978-3-540-24128-7. Página 551, líneas 1-22. 1-12 A GARRIGA B et al.: "QoS Load Differentiation Application in aUTRAN Live Network" 2009 IEEE 69TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE; Abri.
2. 29, 2009, Barcelona, España, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 26 Abril 2009 (2009-04-26) , páginas 1-8, ISBN.
97. 1-4244-2517-4. Todo el documento. 1-12 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 13.04.2011 Examinador M. Rivas Sáiz Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
Nº de solicitud: 200930300
Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04W, H04Q Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WIPI, INSPEC
Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
OPINIÓN ESCRITA
Nº de solicitud: 200930300
Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 13.04.2011
Declaración
Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NOSe considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .
Base de la Opinión.
La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
OPINIÓN ESCRITA
Nº de solicitud: 200930300
1. Documentos considerados.
A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación D01 MUN CHOON CHAN et al., "Improving TCP/IP Performance over Third-Generation Wireless Networks". Transactions on Mobile Computing 2008, Vol. 7 Nº 4. IEEE Piscataway, NJ, USA. 22.02.2008. Páginas 430; ISSN 1536-1233. Epígrafes 5, 6 y 7. 22.02.20082. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración El documento D01 se considera el más próximo del estado de la técnica a la invención solicitada.
El documento D01 describe en el epígrafe 6 un método para programar tráfico en un canal de comunicación de una red de comunicaciones móviles, compartiéndose el canal de comunicación por una pluralidad de equipos de usuarios. En la sección 6.1 de este epígrafe describe un programador intra-usuario denominado SFP (Short Flow Priority) . Un flujo es clasificado como corto o largo en función del número de bytes enviados por el programador. Los flujos cortos son priorizados frente a los flujos largos.
La diferencia entre el documento D01 y la reivindicación 1 es que D01 clasifica inicialmente todos los flujos como cortos y en función de los bytes transmitidos reclasifica el flujo a largo. La reivindicación 1 tiene en cuenta la cantidad de datos en la cola de transmisión, es decir se clasifican antes de ser transmitidas. El efecto técnico es seleccionar de forma más precisa las ráfagas a las que es necesario dar prioridad por su tamaño, incluso antes de que el programador envíe datos. El problema técnico es como clasificar las ráfagas por su tamaño antes de ser enviadas por el programador. Este problema no se plantea en D01.
Por tanto, a la vista del razonamiento anterior se concluye que la reivindicación 1 es nueva y implica actividad inventiva (Artículo 6 y 8 de L.P.) .
Las reivindicaciones 2 a 10, dependientes de la reivindicación, 1 también cumplen los requisitos de novedad y actividad inventiva (Artículo 6 y 8 de la LP.) .
Las reivindicaciones independientes 11 y 12 definen respectivamente un programador de red y un dispositivo de red basados en el método anterior. Por tanto, son nuevas e implican actividad inventiva (Artículo 6 y 8 de la LP.) .
Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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