Ajustes de tampón antifluctuaciones de fase en base a un retardo estimado.

Un procedimiento de adaptación de un tampón antifluctuaciones de fase,

comprendiendo el procedimiento:

la detección de un cambio de una calidad de la señal de un enlace aéreo inalámbrico, yla adaptación del tampón antifluctuaciones de fase en base al cambio detectado antes de que el cambio enla calidad de la señal afecte a los tiempos de llegada de los paquetes, en el que la adaptación comprende elincremento del tamaño del tampón antifluctuaciones de fase cuando se detecta una reducción en la calidadde la señal y la reducción del tamaño del tampón antifluctuaciones de fase cuando se detecta unincremento en la calidad de la señal.

Ajustes de tampón antifluctuaciones de fase en base a un retardo estimado Antecedentes Campo Las presentes formas de realización divulgadas se refieren, en general, al campo de las comunicaciones y, más concretamente, a la gestión de la fluctuación de fase de paquetes en un sistema de comunicaciones inalámbricas de conmutación de paquetes.

Antecedentes En las redes de conmutación de paquetes, la computadora remitente divide un mensaje en una serie de pequeños paquetes, y etiqueta cada paquete que dice la dirección adonde hay que enviarlo. Cada paquete, a continuación, es encaminado hacia su destino a través de la ruta más conveniente disponible, lo que significa que no todos los paquetes que discurran entre los dos mismos sistemas de comunicaciones seguirán necesariamente la misma ruta, incluso cuando procedan de un único mensaje. Cuando la computadora receptora recibe los paquetes los reagrupa en el mensaje original.

Debido a que cada paquete es gestionado separadamente, está sometido a una cantidad específica de retardo que será diferente de los tiempos de retardo experimentados por otros paquetes dentro del mismo mensaje. Esta variación en el retardo, conocida como “desplazamiento de fase” [“jitter”], crea complicaciones adicionales para aplicaciones del lado del receptor que deben ser tenidas en cuenta para el tiempo de retardo del paquete al reconstruir los mensajes procedentes de los paquetes recibidos. Sí la fluctuación de fase no se corrige, el mensaje recibido experimentará una distorsión cuando los paquetes sean reagrupados.

Por desgracia, en los sistemas VoIP que operan en Internet, no existe información disponible que un tampón antifluctuaciones de fase pueda utilizar para prever los cambios del retardo de los paquetes y, por tanto, el tampón antifluctuaciones de fase no es capaz de anticiparse a dichos cambios. Típicamente el tampón antifluctuaciones debe, por contra, esperar la llegada de paquetes con el fin de detectar los cambios en el retardo de los paquetes mediante el análisis de las estadísticas de la llegada de los paquetes. De esta manera, los tampones antifluctuaciones de fase tienden a ser reactivos, ajustándose, en el mejor de los casos, solo después de que los cambios de retardo de los paquetes se han producido. Muchos tampones antifluctuaciones de fase son incapaces de cambiar en modo alguno, y están simplemente configurados para incorporar tamaños de conservación de gran volumen, los cuales, según lo analizado con anterioridad, pueden añadir un retardo innecesario a la reproducción de los mensajes y provocar que la experiencia del usuario diste de ser la óptima. Por tanto, existe en la técnica la necesidad de una gestión de retardo adaptativa para suprimir de manera eficiente las fluctuaciones de fase procedentes de las transmisiones de paquetes en un sistema de comunicaciones que incorpora canales variables.

Choudhur y GL et al. “Diseño y análisis de tampones antifluctuaciones adaptativos óptimos”, Computer Communications. Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam, NL, Vol. 27, no. 6 de abril de 2004, páginas 529 a 537 propone y estudia diversos esquemas para ajustar de manera óptima la profundidad de un tampón antifluctuaciones de fase.

Benaissa M et al. “Un algoritmo para el ajuste de retardo de reproducción en aplicaciones de audio interactivas en redes móviles ad hoc”, Computer and Communications, 2002, Piscataway NJ, US, IEEE, 1 de julio de 2002, páginas 524 a 529 divulga un nuevo algoritmo de ajuste de retardo de reproducción de paquetes audio en redes móviles ad hoc para aplicaciones de audio interactivas.

Sumario La invención se define por la materia objeto de las reivindicaciones independientes.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 ilustra un sistema de comunicaciones inalámbricas;

la FIG. 2 es un sistema de comunicaciones inalámbricas que soporta transmisiones de Alta Tasa de Transmisión de Datos (“HDR”) ;

la FIG. 3 es un diagrama de bloques que ilustra los subsistemas básicos de un sistema de comunicaciones inalámbricas ejemplar;

la FIG. 4 es una diagrama de bloques que ilustra los subsistemas básicos de una estación de abonado ejemplar; y

la FIG. 5 es un diagrama de flujo que ilustra el proceso de un tampón antifluctuaciones de fase ilustrativo.

Descripción detallada La conmutación de circuitos ha sido utilizada por las redes telefónicas durante más de 100 años. Cuando se efectúa una llamada entre dos partes, la conexión se mantiene durante todo el tiempo de la llamada. Sin embargo, buena parte de los datos transmitidos durante ese tiempo se desperdician. Por ejemplo, mientras una persona está hablando y la otra parte está escuchando, solo se utiliza la mitad de la conexión. Así mismo, una cantidad considerable de tiempo en muchas conversaciones comprende tiempos muertos en los que ninguna parte está hablando. Por tanto, las redes de conmutación de circuitos de hecho desperdician un ancho de banda disponible mediante el envío de datos de comunicaciones innecesarios sobre la conexión continuamente abierta.

En lugar de transmitir datos de ida y vuelta todo el tiempo en una red de circuito conmutado, muchas redes de datos (como por ejemplo Internet) típicamente utilizan un procedimiento conocido como conmutación de paquetes. La conmutación de paquetes abre la conexión entre dos sistemas de comunicaciones justo durante un tiempo lo suficientemente prolongado para enviar un pequeño fragmento de datos denominado “un paquete”, de un sistema a otro. Estas conexiones cortas son abiertas de forma reiterada para enviar paquetes de datos de ida y vuelta, pero no se mantiene ninguna conexión durante los periodos de tiempo en los que no hay datos que enviar. En las redes de conmutación de paquetes, la computadora remitente divide un mensaje en una serie de pequeños paquetes, y etiqueta cada paquete con una dirección que establece la red a la que hay que enviarlo. Cada paquete, a continuación, es encaminado a su destino a través de la ruta más conveniente disponible, lo que significa que no todos los paquetes que discurren entre los mismos dos sistemas de comunicaciones necesariamente seguirán la misma ruta, incluso cuando procedan de un solo mensaje. Cuando la computadora de recepción recibe los paquetes, los reagrupa en el mensaje original.

Las comunicaciones de voz de circuitos conmutados pueden ser emulados sobre las redes de conmutación de paquetes. La telefonía de IP, también conocida como Voz sobre IP (“VoIP”) , utiliza la conmutación por paquetes para comunicaciones de voz y para proporcionar diversas ventajas respecto de la conmutación de circuitos. Por ejemplo, la conservación del ancho de banda suministrado por la conmutación de paquetes permite que varias llamadas telefónicas ocupen la cantidad del espacio de red (“ancho de banda”) ocupado solo por una llamada telefónica en una red de circuito conmutado. Sin embargo, es sabido que la VoIP es una aplicación sensible a los retardos. Dado que un mensaje transmitido no puede ser escuchado por el receptor hasta que al menos una determinada cantidad de paquetes hayan sido recibidos y reagrupados, los retardos en la recepción de los paquetes puede afectar a la tasa de transmisión global de los mensajes y a la capacidad de un sistema de comunicaciones de recepción para reagrupar el mensaje transmitido puntualmente.

Los retrasos en la transmisión de paquetes pueden estar provocados, por ejemplo, por el tiempo de procesamiento requerido para agrupar en paquetes los datos de comunicaciones, los retardos del hardware y el software, el tratamiento de los paquetes, y los sistemas operativos complejos que utilizan procedimientos retardatarios para despachar los paquetes. Así mismo, la propia red de comunicaciones puede provocar retardos en el tiempo de suministro de los paquetes. Los inconvenientes provocados por dichos retardos se pueden resumir en el hecho de que en los sistemas de conmutación de paquetes, cada paquete puede experimentar una cantidad de retardo de tiempo diferente. Debido a que cada paquete es gestionado separadamente, está sometido a una cantidad específica de retardo que será diferente de los tiempos de retardo experimentados por otros paquetes dentro del mismo mensaje. Esta variación en el retardo, conocida como “fluctuación de fase” [“jitter”] crea complicaciones adicionales para las aplicaciones del lado del receptor que deben tener en cuenta el tiempo de retardo de los paquetes al reconstruir los mensajes procedentes de los mensajes recibidos. Si las fluctuaciones de fase no se corrigen, el mensaje recibido experimentará distorsiones cuando los paquetes sean reagrupados.... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de adaptación de un tampón antifluctuaciones de fase, comprendiendo el procedimiento:

la detección de un cambio de una calidad de la señal de un enlace aéreo inalámbrico, y

la adaptación del tampón antifluctuaciones de fase en base al cambio detectado antes de que el cambio en la calidad de la señal afecte a los tiempos de llegada de los paquetes, en el que la adaptación comprende el incremento del tamaño del tampón antifluctuaciones de fase cuando se detecta una reducción en la calidad de la señal y la reducción del tamaño del tampón antifluctuaciones de fase cuando se detecta un incremento en la calidad de la señal.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también las etapas de:

la estimación de un retardo de paquete en base a la calidad de la señal; y la inicialización del tampón antifluctuaciones de fase en base al retardo de paquete estimado.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tampón antifluctuaciones de fase se inicializa en un tamaño calculado como una función del retardo de paquete estimado.

4. Una estación de abonado, que comprende:

un medio para recibir señales de comunicaciones sobre un enlace aéreo inalámbrico;

un medio para detectar un cambio en la calidad de la señal del enlace aéreo inalámbrico;

un medio para calcular un tamaño de tampón antifluctuaciones de fase en base al cambio detectado en la calidad de la señal para que el tamaño del tampón antifluctuaciones de fase esté adaptado antes de que el cambio en la calidad de la señal afecte a los tiempos de llegada de los paquetes;

un medio para adaptar el tamaño del tampón antifluctuaciones de fase para que el tampón antifluctuaciones de fase se adapte al tamaño calculado, en el que la adaptación comprende el aumento del tamaño del tampón antifluctuaciones de fase cuando se detecta una reducción en la calidad de la señal y una reducción del tamaño del tampón antifluctuaciones de fase cuando se detecta un incremento en la calidad de la señal.

5. La estación de abonado de la Reivindicación 4, en la que:

el medio para recibir señales de comunicaciones sobre un enlace aéreo inalámbrico es un receptor (406) ,

el medio para detectar un cambio en la calidad de la señal es un filtro y el medio para calcular un tamaño del tampón antifluctuaciones de fase en base al cambio detectado en la calidad de la señal es un procesador (416) .

6. La estación de abonado de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el aparato está adaptado para tratar datos del Protocolo de Voz sobre Internet, VoIP.

7. Unos medios legibles por computadora que incorporan un programa de instrucciones ejecutable por una computadora para llevar a cabo el procedimiento de la Reivindicación 1.