MÉTODO Y SISTEMA PARA PLANIFICAR EL ENLACE DESCENDENTE EN REDES DE EVOLUCIÓN A LARGO PLAZO (LTE) BASÁNDOSE EN CALIDAD DE SERVICIO (QOS).

Método y sistema para planificar el enlace descendente en redes de evolución a largo plazo (LTE) basándose en calidad de servicio (QoS).

El método comprende:

realizar una planificación de paquetes para una pluralidad de terminales de usuario (UE) basándose en información relativa a clases de QoS, estando dicha información relativa a clases de QoS incluida en identificadores de clase de QoS recibidos desde un núcleo de paquetes evolucionado que proporciona servicios de comunicación a dichos terminales de usuario, comprendiendo además dicho método recibir indicadores de calidad de canal desde dicha pluralidad de terminales de usuario y realizar dicha planificación basándose también en dichos indicadores de calidad de canal recibidos.

El sistema de la invención está dispuesto para implementar el método de la invención.

Método y sistema para planificar el enlace descendente en redes de evolución a largo plazo (lte) basándose en calidad de servicio (qos)

Campo de la técnica La presente invención se refiere, en general, a un método para planificar el enlace descendente en redes de evolución a largo plazo (LTE) basándose en calidad de servicio (QoS) , proporcionando dicho método una planificación de paquetes para terminales de usuario y consiguiendo los correspondientes requisitos de QoS según las especificaciones 3GPP. Un segundo aspecto de la invención se refiere a un sistema dispuesto para implementar el método del primer aspecto.

Estado de la técnica anterior La evolución a largo plazo (LTE) es la siguiente etapa en sistemas 3G celulares, que representa básicamente una evolución de normas de comunicaciones móviles actuales, tales como UMTS y GSM. Constituye la parte de acceso de radio de UMTS evolucionado, una norma de 3GPP que proporciona rendimientos globales de hasta 50 Mbps en el enlace ascendente y de hasta 100 Mbps en el enlace descendente. Usa un ancho de banda escalable desde 1, 4 hasta 20 MHz con el fin de adecuarse a las necesidades de operadores de red que tienen diferentes asignaciones de ancho de banda. También se espera que LTE mejore la eficiencia espectral en redes, permitiendo que las empresas operadoras proporcionen más servicios de datos y voz sobre un ancho de banda dado. El término LTE abarca la evolución del acceso de radio a través de UTRAN evolucionado (E-UTRAN) . LTE va acompañado de una evolución de los aspectos no de radio bajo el término evolución de arquitectura de sistemas (SAE) que incluye la red núcleo de paquetes evolucionado (EPC) . LTE y SAE comprenden juntos el sistema de paquetes evolucionado (EPS) . La planificación de paquetes desempeña un papel esencial como parte de la gestión de recursos de radio para aumentar el rendimiento de redes de LTE. La estrategia a adoptarse en planificadores DL de LTE no está definida por ninguna norma: soluciones nuevas y propietarias están investigándose continuamente tanto por la industria como por la comunidad científica. Las estrategias de planificación se diseñan en general para maximizar el número de usuarios soportados mientras se proporciona una calidad de servicio (QoS) mínima. El contexto para la medición de QoS lo define 3GPP con la introducción de las denominadas portadoras EPS [1]. Uno de los elementos clave en la arquitectura EPS es la portadora EPS, que representa el equivalente del contexto PDP en núcleo UMTS. Según la especificación TS 23.203 de 3GGP [1], cada portadora EPS está asociada a un único identificador de clase de QoS (QCI) . El QCI es un escalar que se usa como referencia para parámetros específicos de nodo que controlan el tratamiento de reenvío de paquetes (por ejemplo, pesos de planificación, umbrales de admisión, umbrales de gestión de cola, configuración de protocolo de capa de enlace, etc.) y que se han preconfigurado por el operador propietario del nodo (por ejemplo, eNodo B) . La especificación 23.203 de 3GPP [1] define un conjunto de 9 QCI normalizados. Estos valores de QCI normalizados se asocian con características de calidad de servicio (QoS) que describen el tratamiento de reenvío de paquetes de un flujo de datos de servicio (SDF) entre el UE y la PCEF en cuanto a las siguientes características de rendimiento:

1. Tipo de recurso (GBR o no GBR) . Determina si se asignan permanentemente recursos de red dedicados relacionados con un valor de tasa de transmisión de bits garantizada (GBR) a nivel de servicio o portadora.

2. Prioridad. Se usará para priorizar entre agregados SDF del mismo UE, y también se usará para priorizar entre agregados SDF de diferentes UE.

3. Presupuesto de retardo de paquetes (PDB) . El presupuesto de retardo de paquetes (PDB) define un límite superior para el tiempo que puede retardarse un paquete entre el UE y la PCEF.

4. Tasa de pérdida por errores de paquetes (PELR) . La tasa de pérdida por errores de paquetes (PELR) define un límite superior para la tasa de SDU (por ejemplo, paquetes IP) que se han procesado por el emisor de un protocolo de capa de enlace (por ejemplo, RLC en E UTRAN) pero que no se han entregado satisfactoriamente por el correspondiente receptor a la capa superior (por ejemplo, PDCP en E UTRAN) . Según [1], estas características normalizadas no se señalizan en ninguna interfaz. Deben entenderse como directrices para la preconfiguración de parámetros específicos de nodo para cada QCI. La correlación uno a uno de valores de QCI normalizados con características normalizadas está recogida en la tabla 1 extraída de [1].

QCI Tipo de recurso Prioridad Presupuesto de retardo de paquetes (NOTA 1) Tasa de pérdida por errores de paquetes (NOTA 2) Servicios de ejemplo

1 (NOTA 3) 2 100 ms 10-2 Voz de conversación

2 (NOTA 3) GBR 4 150 ms 10-3 Vídeo de conversación (flujo continuo en directo)

3 (NOTA 3) 3 50 ms 10-3 Juegos en tiempo real

4 (NOTA 3) 5 300 ms 10-6 Vídeo no de conversación (flujo continuo almacenado temporalmente)

5 (NOTA 3) No GBR 1 100 ms 10-6 Señalización IMS

6 (NOTA 4) 6 300 ms 10-6 Vídeo (flujo continuo almacenado temporalmente) basado en TCP (por ejemplo, www, e-mail, chat, ftp, compartición de archivos por p2p, vídeo progresivo, etc.)

7 (NOTA 3) 7 100 ms 10-3 Voz, Vídeo (flujo continuo en directo) Juegos interactivos

8 (NOTA 5) 8 300 ms 10-6 Vídeo (flujo continuo almacenado temporalmente) basado en TCP (por ejemplo, www, e-mail, chat, ftp, compartición de archivos por p2p, vídeo progresivo, etc.)

9 (NOTA 6) 9

NOTA 1: Un retardo de 20 ms para el retardo entre una PCEF y una estación base de radio debe restarse de un PDB dado para derivar el presupuesto de retardo de paquetes que se aplica a la interfaz de radio. Este retardo es el promedio entre el caso en el que la PCEF está situada “cerca” de la estación base de radio (aprox. 10 ms) y el caso en el que la PCEF está situada “lejos” de la estación base de radio, por ejemplo, en caso de itinerancia con tráfico encaminado localmente (el retardo de paquetes unidireccional entre Europa y la costa oeste de los EE.UU. es de aprox. 50 ms) . El promedio tiene en cuenta que la itinerancia es una situación menos típica. Se espera que restar este retardo promedio de 20 ms de un PDB dado llevará a un rendimiento de extremo a extremo deseado en los casos más típicos. Además, ha de observarse que el PDB define un límite superior. Los retardos de paquete reales, en particular para tráfico GBR, normalmente deben ser inferiores al PDB especificado para un QCI siempre que el UE tenga suficiente calidad de canal de radio. NOTA 2: La tasa de pérdidas de paquetes no relacionada con congestión que puede producirse entre una estación base de radio y una PCEF se considerará despreciable. Un valor PELR especificado para un QCI normalizado por tanto se aplica por completo a la interfaz de radio entre un UE y una estación base de radio. NOTA 3: Este QCI está normalmente asociado con un servicio controlado por operador, es decir, un servicio en el que se conocen los filtros de paquete de enlace ascendente / enlace descendente del agregado SDF en el momento en el que se autoriza el agregado SDF. En el caso de E-UTRAN, éste es el momento en el que se establece/modifica una correspondiente portadora EPS dedicada. NOTA 4: Si la red soporta servicios de prioridad multimedia (MPS) entonces este QCI puede usarse para la priorización de datos no en tiempo real (es decir, servicios/aplicaciones que no están basadas normalmente en TCP) de abonados MPS. NOTA 5: Este QCI puede usarse para una “portadora premium” dedicada (por ejemplo, asociada con contenido premium) para cualquier abonado/grupo de abonados. También en este caso, los filtros de paquete de enlace ascendente / enlace descendente del agregado SDF se conocen en el momento en el que se autoriza el agregado SDF. Alternativamente, este QCI puede usarse para la portadora por defecto de un UE/PDN para “abonados premium”. NOTA 6: Este QCI se usa normalmente para la portadora por defecto de un UE/PDN para abonados no privilegiados. Obsérvese que AMBR puede usarse como una “herramienta” para proporcionar diferenciación de abonados entre grupos de abonados conectados a la misma PDN con el mismo QCI en la portadora por defecto.

Tabla 1. Correlación uno a uno de valores de QCI normalizados con características normalizadas de la TS

23.203 de 3GPP.

El uso de los diferentes QCI permite a los operadores diferenciar tratamientos de reenvío de paquetes en la red para los diferentes servicios (HTTP, FTP, voz de conversación, vídeo, etc.) . El uso de estos QCI y la correlación de servicios...

Método para planificar el enlace descendente en redes de evolución a largo plazo (lTE) basándose en la calidad de servicio (QoS) , que comprende realizar una planificación de paquetes para una pluralidad de terminales de usuario (UE) basándose en información relativa a clases de QoS, estando dicho método caracterizado porque dicha información relativa a clases de QoS está incluida en identificadores de clase de QoS recibidos desde un núcleo de paquetes evolucionado que proporciona servicios de comunicación a dichos terminales de usuario, y porque dicha planificación de paquetes maximiza el número de usuarios que cumplen dichos parámetros de QoS en la red. Método según la reivindicación 1, comprendiendo el método además recibir indicadores de calidad de canal desde dicha pluralidad de terminales de usuario y realizar dicha planificación basándose también en dichos indicadores de calidad de canal recibidos. Método según la reivindicación 1, en el que dichos identificadores de clase de QoS son al menos dos de un tipo de recurso, que incluyen una tasa de transmisión de bits garantizada (GBR) y una portadora no GBR, una prioridad, un presupuesto de retardo de paquetes y una tasa de pérdida por errores de paquetes. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque el límite superior de retardo indicado por dicho presupuesto de retardo de paquetes no se supera para ninguno de dichos terminales de usuario. Método según la reivindicación 3, en el que el método comprende, si no puede garantizarse que dicho límite superior de retardo no se supera para todos los dichos terminales de usuario, realizar una priorización entre dichos paquetes, en cuanto a dicha planificación de paquetes, basándose en dicho identificador de clase de prioridad.

tráfico elástico. Método según la reivindicación 6, en el que dicha regla para portadoras GBR de dichas etapas a) y b) garantiza a dichas portadoras GBR el cumplimiento de

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

Método según la reivindicación 7, en el que dicha regla para otras portadoras no GBR de dicha etapa c) garantiza que se dote a dichas portadoras no GBR de una tasa de transmisión de datos minima. Método según la reivindicación 8, que comprende además combinar dichas estrategias de planificación para dichas portadoras GBR y dichas portadoras no GBR usando una prioridad relativa de dichos identificadores de clase de QoS. Método según la reivindicación 9, en el que dicha combinación de dichas estrategias de planificación se basa en un parámetro de prioridad de dichas caracteristicas de identificadores de clase de QoS normalizados de cada uno de dichos identificadores de clase de QoS. Método según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho identificadores de clase de QoS de mayor prioridad cumplen un objetivo de calidad minimo. Método según la reivindicación 11, que comprende además definir un indicador de rendimiento de calidad Q¡ para cada una de dichas portadoras, y una calidad objetivo TQccl_m para establecer un nivel de calidad minimo. Método según la reivindicación 12, en el que se define un factor Fm para modificar dichas prioridades de portadoras según dichas métricas de calidad objetivo. Sistema para planificar el enlace descendente en redes de evolución a largo plazo (L TE) basándose en calidad de servicio (QoS) , que comprende:

una pluralidad de terminales de usuario; y un planificador de paquetes, ubicado en un eNodo B, configurado para

caracterizado porque comprende además un núcleo de paquetes evolucionado que proporciona servicios de comunicación a dichos terminales de usuario y configurado para enviar identificadores de clase de QoS, incluyendo dicha

17. Sistema según la reivindicación 14, en el que dicho planificador de paquetes es un planificador de equidad proporcional para dicha no GBR que soporta dicho tráfico elástico.