Control de la tasa de consumo de datos en una red de telecomunicaciones.

Un método de controlar una tasa de consumo de datos de un dispositivo (1) de usuario para su uso en unared de telecomunicaciones incluyendo un elemento de red de puerta de enlace (15,

20) en comunicación con unsistema de registro de operaciones y con el dispositivo (1) de usuario, incluyendo el método:

transmitir periódicamente, con un intervalo de tiempo variable, una secuencia de órdenes desde un primer nodo (12)del sistema de control hasta un segundo nodo (10a, 10b) del sistema de control, incluyendo cada una de las órdenesinformación de uso relativa al umbral de datos asociado con el dispositivo (1) de usuario, siendo esta información deluso recibida desde el elemento de red de puerta de enlace (15, 20);

en respuesta al menos a una de las citadas órdenes, transmitir un mensaje de respuesta correspondiente desde elsegundo nodo del sistema de control hasta el primer nodo (12) del sistema de control, incluyendo el o cada mensajede respuesta una información de control para controlar el intervalo de tiempo variable entre la transmisión periódicade las subsiguientes órdenes; y

utilizando el segundo nodo (10a, 10b) del sistema de control la información del uso dentro de al menos una de lasórdenes recibidas para controlar la tasa de consumo de datos del dispositivo (1) del usuario.

Control de la tasa de consumo de datos en una red de telecomunicaciones

Compendio de la invención La presente invención se refiere a una red de comunicaciones y a un método de controlar la transferencia de datos en la red, típicamente en tiempo real o en un tiempo cercano al real. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método de, y a una disposición para, monitorizar, gestionar y/o controlar el uso de los recursos de red de un abonado, particularmente un consumo de datos volumétrico o una tasa de consumo de datos en una red de telecomunicaciones.

Antecedentes Las comunicaciones móviles han avanzado marcadamente desde sus inicios más tempranos de proporcionar a los usuarios un medio de comunicación de voz de manera inalámbrica desde cualquier ubicación dentro del alcance de una estación de base. Esto ha derivado en poder proporcionar conectividad móvil para voz y datos a cualquier dispositivo móvil adecuado, incluyendo teléfonos móviles, PDAs y PCs con una tarjeta de conectividad adecuada. Pueden proporcionarse servicios móviles en varias redes, incluyendo GSM, UMTS, HSxPA, WiMaX y la red actualmente en desarrollo de LTE/SAE (Evolución a Largo Plazo / Evolución de Arquitectura del Sistema – Long Term Evolution / System Architecture Evolution, en inglés) .

El proyecto de colaboración de tercera generación (3GPP – Third Generation Partnership Project, en inglés) ha definido adicionalmente un nuevo concepto para transportar voz, datos y otros servicios de telecomunicación, conocidos como IMS (Subsistema de Multimedios basado en IP – IP-based Multimedia Subsystem, en inglés) . El IMS es un conjunto de servidores de red de núcleo que se encuentran detrás del GGSN (Nodo de Soporte de GPRS de Puerta de Enlace – Gateway GPRS Support Node, en inglés) en el dominio de paquetes conmutados. Con IMS, los usuarios ya no están restringidos a una llamada de voz o a una sesión de datos separadas. Las sesiones pueden ser establecidas entre dispositivos que permitan una variedad de tipos de comunicación para ser utilizados y de medios para ser intercambiados. Por ejemplo, la arquitectura de IMS puede soportar voz, video, intercambio de mensajes instantáneos, “presencia” (disponibilidad de un usuario para ser contactado) , servicios basados en la ubicación, correo electrónico y acceso a internet. Otros tipos de comunicación es probable que sean añadidos en el futuro.

Este incremento en la disponibilidad de servicios con configuraciones de red mejoradas también se ha correspondido con un incremento en la disponibilidad de ancho de banda, pero el ancho de banda por supuesto no es ilimitado. Por lo tanto, es necesario aplicar técnicas para asegurar que los usuarios no abusen indebidamente del ancho de banda disponible para ellos, y desde este punto de vista generalmente se implementa una política de uso leal. Esto se ha convertido particularmente en un problema con la rápida adopción de tarifas de tasa plana de datos, haciendo la gestión del tráfico de datos y el control un requisito importante para los operadores de red.

Bajo políticas de uso leal, el uso del ancho de banda de un usuario es monitorizado, y si se encuentra que es excesivo en un cierto periodo de tiempo, particularmente hasta el punto de impactar en otros usuarios, entonces la disponibilidad/velocidad de ancho de banda del usuario será moderada/restringida. Por ejemplo, una tasa de transferencia de 60 GB por mes podría actualmente ser considerada como excesiva para un usuario con una tarifa de uso de datos “ligera”.

Por lo tanto, es necesario que haya un mecanismo para poder monitorizar la tasa de consumo de datos de un usuario y controlar su uso, preferiblemente en un tiempo cercano al real.

El documento WO 02/017561 describe un sistema para monitorizar y reportar un volumen de datos transferidos entre un dispositivo de usuario y una red de comunicaciones utilizando el protocolo RADIUS. El mecanismo para monitorizar el volumen de datos es rastrear los volúmenes de datos reportados en cada “mensaje de ínterin de registro de operaciones” para una sesión de registro de operaciones dada – siendo estos mensajes de ínterin emitidos en un intervalo de tiempo “t” fijo. En una realización, un mensaje de detener solicitud de registro de operaciones es enviado cuando el volumen de datos ya transferidos en una sesión ha disminuido el “crédito” del usuario hasta un volumen de datos de umbral. Los mensajes de ínterin en el mismo intervalo de tiempo fijo son reiniciados siempre que el crédito se extienda.

El documento WO2006/000994 busca tratar el problema del uso leal proporcionando datos a velocidades de datos progresivamente menores a medida que el uso de datos se aproxima a la cuota de suscripción.

La habilidad de monitorizar la tasa de consumo de datos de un usuario en un tiempo cercano al real resulta también útil desde el punto de vista de un usuario, por poder proporcionar un mecanismo para evitar una “factura exorbitante”. Más específicamente, el acceso mejorado a una multitud de servicios inalámbricos y la capacidad de descargar mayores cantidades de datos en las redes de telecomunicaciones, también resulta en la posibilidad deque se haga un recuento de facturas inesperadamente elevadas. Éste es particularmente el caso cuando los usuarios buscan descargar datos cuando no están en su casa (por ejemplo, cuando están itinerando) , o donde no tienen uso ilimitado de paquetes.

La capacidad de hacer esto en un tiempo cercano al real, permitirá que se aplique un grado de control a los usuarios problemáticos, o a usuarios a punto de ponerse en situaciones problemáticas, que puede ser aplicado inmediatamente una vez que se alcanza o está a punto de ser alcanzado un evento / umbral inaceptable, evitando con ello o al menos minimizando cualquier consecuencia adversa.

Compendio de la Invención De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un método de controlar la tasa de consumo de datos de un dispositivo de usuario, tal como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención proporciona un sistema de control, tal como se define en la reivindicación 8.

Preferiblemente la periodicidad del intervalo de tiempo para la transmisión de órdenes y/o de mensajes de respuesta es determinada dinámicamente. Por ejemplo, la longitud de los intervalos de tiempo puede ser disminuida a medida que el uso de datos del dispositivo de usuario se aproxima a un umbral. De esta manera, resulta posible una mejor gestión del equilibrio entre el control del uso del usuario y la minimización del exceso de señalización del sistema.

Idealmente, estos aspectos de la invención son implementados utilizando un mecanismo de registro de operaciones basado en Diameter utilizado junto con un sistema de Política y Control de Tarificación (PCC – Policy and Charging Control, en inglés) o un servidor AAA. También resulta preferible que el primer nodo sea un PCEF o un NASS o cualquier Puerta de Enlace de Acceso (denominada en lo que sigue Puerta de Enlace) y el segundo nodo sea una PCRF o un servidor AAA (denominado en lo que sigue Controlador) , y la orden es una orden de Solicitud de Registro de Operaciones (ACR – ACcounting Request, en inglés) de protocolo DIAMETER y el mensaje de respuesta es un mensaje de Respuesta de Registro de Operaciones (ACA – ACcounting Answer, en inglés) de protocolo DIAMETER.

Ventajosamente estos aspectos de la invención permiten la aplicación de un control en un tiempo cercano al real al uso de datos de la red de un usuario sin que se requieran cambios sustanciales de hardware, y también sin que se requiera un cambio en los estándares del 3GPP y de IETF. Por lo tanto, los mecanismos de acuerdo con estos aspectos de la invención pueden ser fácilmente introducidos en las implementaciones existentes.

El mecanismo de acuerdo con estos aspectos de la invención permite que se proporcione un intervalo de tiempo variable para reportar los datos que pueden cambiar dinámicamente basándose en el consumo de volumen en un tiempo cercano al real del abonado. De esta manera, por ejemplo, puede conseguirse un mecanismo más preciso para la señalización en un tiempo cercano al real cuando se ha alcanzado un límite de volumen de datos para el abonado durante un tiempo de facturación particular.

Además de permitir que se implemente una política de uso leal, estos aspectos de la invención pueden ser también utilizados para evitar que el usuario reciba un “factura exorbitante”, porque pueden limitar el uso de la red por parte del usuario una vez que se ha alcanzado... [Seguir leyendo]

1. Un método de controlar una tasa de consumo de datos de un dispositivo (1) de usuario para su uso en una red de telecomunicaciones incluyendo un elemento de red de puerta de enlace (15, 20) en comunicación con un sistema de registro de operaciones y con el dispositivo (1) de usuario, incluyendo el método:

transmitir periódicamente, con un intervalo de tiempo variable, una secuencia de órdenes desde un primer nodo (12) del sistema de control hasta un segundo nodo (10a, 10b) del sistema de control, incluyendo cada una de las órdenes información de uso relativa al umbral de datos asociado con el dispositivo (1) de usuario, siendo esta información del uso recibida desde el elemento de red de puerta de enlace (15, 20) ;

en respuesta al menos a una de las citadas órdenes, transmitir un mensaje de respuesta correspondiente desde el segundo nodo del sistema de control hasta el primer nodo (12) del sistema de control, incluyendo el o cada mensaje de respuesta una información de control para controlar el intervalo de tiempo variable entre la transmisión periódica de las subsiguientes órdenes; y

utilizando el segundo nodo (10a, 10b) del sistema de control la información del uso dentro de al menos una de las órdenes recibidas para controlar la tasa de consumo de datos del dispositivo (1) del usuario.

2. El método de la reivindicación 1, que incluye también determinar de manera dinámica el intervalo de tiempo variable aplicado a la transmisión de subsiguientes órdenes.

3. El método de la reivindicación 2, en el que el intervalo de tiempo variable se determina dinámicamente basándose en un consumo de datos volumétrico, calculado a partir del consumo de datos del dispositivo del usuario, con respecto a un umbral de consumo de datos volumétrico predefinido.

4. El método de la reivindicación 2 ó 3, en el que el intervalo de tiempo variable se determina dinámicamente de manera que la frecuencia de las órdenes subsiguientes aumenta a medida que el parámetro de consumo de datos acumulativo medido se aproxima a un umbral de consumo de datos correspondiente.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el intervalo de tiempo variable se determina de acuerdo con la siguiente fórmula:

Intervalo_de_Reg = Máximo [ ( (Umbral – Uso_de_Volumen) / Max_Tasa_de_Bits) – Margen_de_Seguridad, Min_Intervalo _de_Reporte]

donde:

-Intervalo_de_Reg es el intervalo de tiempo;

-Umbral es un límite de volumen de datos establecido para el dispositivo del usuario;

-Uso_de_Volumen es el consumo de volumen de datos acumulativo del dispositivo de usuario en un tiempo cercano al real;

-Max_Tasa_de_Bits es la tasa de bits máxima de los datos por parte del dispositivo del usuario;

-Margen_de_Seguridad es un valor predeterminado; y

-Min_Intervalo_de_Reporte es un mínimo intervalo de tiempo permitido.

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la tasa del consumo de datos del dispositivo de usuario es controlada restringiendo el consumo de datos del dispositivo de usuario una vez que el consumo de datos del dispositivo de usuario alcanza un umbral de consumo de datos.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la o cada orden es una orden de Solicitud de Registro de Operaciones (ACR – ACcounting Request, en inglés) de protocolo DIAMETER y el o cada mensaje de respuesta es un mensaje de Respuesta de Registro de Operaciones (ACA – ACcounting Answer, en inglés) de protocolo DIAMETER.

8. Un sistema de control configurado para su uso en una red de telecomunicaciones que incluye un elemento de red de puerta de enlace (15, 20) en comunicación con un dispositivo de usuario (1) , incluyendo el sistema de control un primer nodo (12) y un segundo nodo (10a, 10b) :

estando el primer nodo (12) configurado para recibir desde el elemento de red de puerta de enlace (15, 20) información de uso relativa al consumo de datos asociado con el dispositivo de usuario (1) , y transmitir periódicamente, con un intervalo de tiempo variable, una secuencia de órdenes a un segundo nodo (10a, 10b) , incluyendo cada una de las órdenes la información de uso;

estando el segundo nodo configurado para transmitir correspondientes mensajes de respuesta al primer nodo en respuesta al menos a una de las citadas órdenes, incluyendo el o cada mensaje de respuesta información de control;

incluyendo también el primer nodo un controlador configurado para utilizar la información de control para controlar el intervalo de tiempo variable entre la transmisión periódica de las subsiguientes órdenes; y

utilizando el segundo nodo la información de uso dentro de al menos una de las órdenes recibidas para controlar la tasa de consumo de datos del dispositivo de usuario.

9. El sistema de la reivindicación 8, en el que el controlador está también configurado para determinar dinámicamente el intervalo de tiempo variable aplicado a la transmisión de subsiguientes órdenes.

10. El sistema de la reivindicación 9, en el que el controlador está también configurado para determinar el intervalo de tiempo variable dinámicamente basándose en un consumo de datos volumétrico, calculado a partir del consumo de datos del dispositivo de usuario, con respecto a un umbral de consumo de datos volumétrico predefinido.

11. El sistema de la reivindicación 9 ó 10, en el que el controlador está configurado para determinar el intervalo de tiempo variable dinámicamente de manera que la frecuencia de las subsiguientes órdenes aumenta a medida que el parámetro de consumo de datos acumulativos medido se aproxima a un umbral de consumo de datos correspondiente.

12. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la periodicidad del intervalo de tiempo se determina de acuerdo con la siguiente fórmula:

Intervalo_de_Reg = Máximo