Congestión de tráfico en controladores de red radio.

Un método para reducir la congestión de tráfico en un Controlador de Red Radio,

RNC, que maneja tráfico dedatos en un Plano de Usuario y un Plano de Control, el método que comprende:

recibir al menos una petición de establecimiento de una conexión de Paquetes Conmutados respectiva desde unusuario respectivo en el RNC, cada usuario que tiene un perfil de QoS respectivo con parámetros que incluyenprioridad así como un flujo máximo medido medio;

medir un valor de carga de tráfico en el RNC;

comparar el valor medido de carga de tráfico con al menos un umbral de carga (1), y

si el valor medido de carga de tráfico excede el al menos un umbral de carga, reducir el tráfico transportadosobre conexiones de Paquetes Conmutados establecidas para cada usuario según un orden de los usuarios quesigue a una combinación configurable del perfil de usuario de QoS desde el valor más bajo al valor más alto deprioridad y el flujo máximo medido medio desde el valor más alto al valor más bajo (2).

Congestión de tráfico en controladores de red radio Campo técnico de la invención La presente invención tiene su aplicación dentro del sector de telecomunicaciones y, especialmente, en el área industrial dedicada a proporcionar Redes de Acceso Radio (RAN) con elementos de infraestructuras celulares tales como Controladores de Red Radio (RNC) para sistemas de comunicaciones inalámbricas de Tercera Generación (3G) que soportan Acceso de Paquetes de Alta Velocidad (HSPA) o Acceso de Paquetes de Alta Velocidad Evolucionado (HSPA+) .

Más particularmente, la invención descrita en la presente memoria se refiere a un método y un RNC para manejar (reducir) la congestión de tráfico en tales RAN.

Antecedentes de la invención El tráfico de conmutación de paquetes (PS) en redes de telecomunicaciones móviles ha aumentado drásticamente en los últimos años: también lo ha hecho la asimilación de aplicaciones móviles y el uso de RAN de 3G con la introducción de nuevas tecnologías (HSPA, HSPA+) como portadora radio para tráfico de Banda Ancha Móvil. Este crecimiento del tráfico de PS conduce a problemas de congestión, no solamente en la interfaz aérea (Uu) al equipo de usuario (UE) y la interfaz Iub entre la estación base 3G (es decir, el Nodo B) y el controlador de red radio (RNC) , sino también los medios de procesamiento dentro del RNC pueden llegar a estar congestionados cuando se maneja el tráfico de usuario (y la señalización asociada a las conexiones de PS) .

Una posible solución consiste en abordar el aumento de tráfico con un aumento en la capacidad del Plano de Usuario del RNC (en otras palabras, introducir más componentes de RNC) . Esto no es atractivo ya que el gran aumento consiguiente en gasto de capacidad de red (es decir, el CAPEX) produce poco aumento en ingresos de servicio, dado que el modelo económico principal para facturación a los usuarios de servicios de PS está basado normalmente en Tarifa Plana o sub versiones de esta tarifa. Al mismo tiempo, las altas tasas de datos soportadas por HSPA, HSPA+ están aumentando el flujo máximo alcanzable por los usuarios.

Además, se aplican medidas de sobrecarga dentro de un RNC a todos los tipos de tráfico con independencia de su valor para el usuario o el operador de red; ya que estas medidas están orientadas normalmente a proteger el funcionamiento del RNC. Consecuentemente, afectan al tráfico valioso y no valioso en el mismo sentido.

Por otra parte, se aplica actualmente diferenciación de Calidad de Servicio (QoS) en otras partes no relacionadas de las redes de telecomunicaciones celulares, como por ejemplo: las interfaces Uu y Iub y las redes de transporte. La EP-2154837 discute un planteamiento tal. En este contexto, el término “diferenciación de Calidad de Servicio (QoS) ” se refiere a la capacidad de proporcionar diferente tratamiento a diferentes clases de tráfico (o servicio) , dependiendo de sus perfiles de QoS respectivos. Un perfil de QoS representa un conjunto de garantías, que se requieren por una clase particular de tráfico/servicio sobre un conjunto de parámetros de QoS.

No obstante, cuando el cuello de botella es el RNC no hay diferenciación de QoS sino que todos los usuarios y el tráfico son tratados de la misma manera.

La US-2008/104377 se refiere a un método para control de la sobrecarga del procesador en una red inalámbrica u otra. Un nivel de ocupación del procesador se monitoriza y compara con un valor objetivo. Si el valor medido excede el valor objetivo, se controlan uno o más fuentes de carga de red para reducir la carga de datos de la unidad de procesamiento. Las fuentes de carga se controlan según los niveles de QoS diferenciados, en donde se reducen los flujos de datos de retado no crítico antes que los flujos de datos de retardo crítico.

“Performance aspects of enhanced radio resource management with QoS differentation in UMTS network” de Singh et al. (Conferencia Internacional del IEEE sobre 3G y más allá, 6 del 2005) se refiere a soportar múltiples clases de tráfico con diferentes restricciones de QoS en un sistema UMTS. Las estrategias de gestión de recursos radio (RRM) con diferenciación de usuario/servicio se realizan a fin de explotar el espectro de una forma eficiente bajo un escenario cargado de múltiples servicios.

La EP-1672845 se refiere a un método de control de tasa para un dispositivo de estación base inalámbrica. Cuando se detecta congestión, se detecta primero el flujo de datos con la tasa de datos más alta y se reduce la tasa de ese flujo de datos. En una realización, se considera la prioridad en la determinación de esa reducción. Posteriormente, se consideran otros flujos de datos en orden de su nivel de tasa de datos.

“HSUPA transport network congestion control” de Nadas et al. (Talleres de Globecom del IEEE 2008) se refiere a algoritmos de control de flujo en un trabajo de teléfono del 3GPP.

Compendio de la invención

La presente invención proporciona un método para reducir la congestión de tráfico en un controlador de red radio según la reivindicación 1.

Esta invención sirve para resolver el problema antes mencionado proporcionando un controlador de red radio (RNC) con un método para reducir dinámicamente el tráfico en el dominio de conmutación de paquetes (PS) (tráfico de paquetes) de redes móviles de área ampliada 3G a fin de optimizar los recursos para el Plano de Usuario así como el tráfico del Plano de Control manejado por el RNC, de manera que los operadores de red móvil puedan ahorrar costes o posponer inversiones en capacidad de RNC.

Para este propósito, la presente propuesta se basa en el uso de parámetros de diferenciación de QoS como un modo para controlar los recursos del Plano de Usuario y la capacidad del Plano de Control del RNC. Típicamente se especifican los siguientes parámetros de perfil de QoS, que definen diferentes clases de servicio: Prioridad de Manejo de Tráfico, Tasa de bits máxima, Tasa de bits garantizada y latencia. La Calidad de Servicio (QoS) se ha usado hasta ahora como un método para controlar la congestión en la interfaz (Iub) con el Nodo B, pero nunca se ha propuesto que sea usada para abordar Tráfico de RNC.

La carga de tráfico gestionada por los medios de procesamiento del RNC se mide por el RNC tanto en el Plano de Usuario como en el Plano de Control (el RNC puede tener o bien un único procesador que controla todo el tráfico o bien diferentes procesadores que manejan porciones de dicho tráfico con uno o más para el tráfico del Plano de Usuario y uno o más para el tráfico del Plano de Control) . Teniendo en cuenta las mediciones de carga de tráfico gestionado, el flujo máximo real de los usuarios (UE) servidos por este RNC y otros parámetros activos diferentes de sus perfiles de QoS (por ejemplo, prioridad de QoS) , el RNC puede disminuir activamente (es decir dinámicamente) el tráfico actual:

- En el Plano de Usuario del RNC reduciendo el tráfico de las conexiones de PS en curso, que se inician desde los UE con la prioridad de QoS más baja (usuarios Bronce) y que está usando el flujo máximo más alto.

- En el Plano de Control del RNC reduciendo la oportunidad de establecer nuevas conexiones de PS para los UE con la prioridad de QoS más baja (usuarios Bronce) y, si el RNC permanece en un estado en que la congestión de tráfico se determina que es inaceptablemente probable, seguir de la misma forma con los otros UE en orden de prioridad de QoS (usuarios Plata y finalmente usuarios Oro) .

La reducción de tráfico del Plano de Usuario se puede hacer tanto para el Enlace Ascendente como el Enlace Descendente. La reducción del tráfico de las conexiones de PS en curso se logra ralentizando los Protocolos TCP en dichas conexiones de PS del RNC.

En el Enlace Descendente (DL) , esto se puede realizar descartando Unidades de Datos de Servicio (SDU) .

Para el Enlace Ascendente (UL) , de manera similar al programador de Acceso de Paquetes de Enlace Descendente de Alta Velocidad (HSDPA) en el DL, el RNC controla un programador de paquetes de UL para el Canal Dedicado Mejorado (E-DCH) , que es un canal de UL de transporte usado en las tecnologías 3G (tal como HSUPA: Acceso de Paquetes de Enlace Ascendente de Alta Velocidad) . La programación controlada por el Nodo B se basa en control de UL o DL junto con un conjunto de reglas sobre el comportamiento del UE con respecto a esta programación. En el DL, se requiere una indicación de recursos, conocida como Concesión de Programación (especificada en la TS

25.309 V6.6.0 del 3GPP) , para indicar al UE la cantidad máxima de recursos de UL que puede usar. El Nodo-B y el RNC comparten las tareas de asignación de recursos... [Seguir leyendo]

1. Un método para reducir la congestión de tráfico en un Controlador de Red Radio, RNC, que maneja tráfico de datos en un Plano de Usuario y un Plano de Control, el método que comprende:

recibir al menos una petición de establecimiento de una conexión de Paquetes Conmutados respectiva desde un usuario respectivo en el RNC, cada usuario que tiene un perfil de QoS respectivo con parámetros que incluyen prioridad así como un flujo máximo medido medio;

medir un valor de carga de tráfico en el RNC;

comparar el valor medido de carga de tráfico con al menos un umbral de carga (1) , y

si el valor medido de carga de tráfico excede el al menos un umbral de carga, reducir el tráfico transportado sobre conexiones de Paquetes Conmutados establecidas para cada usuario según un orden de los usuarios que sigue a una combinación configurable del perfil de usuario de QoS desde el valor más bajo al valor más alto de prioridad y el flujo máximo medido medio desde el valor más alto al valor más bajo (2) .

2. El método según la reivindicación 1, en donde, si el valor medido de carga de tráfico en el Plano de Usuario es igual o está por debajo de un segundo umbral de carga para un cierto intervalo de tiempo, detiene la reducción de tráfico transportado sobre conexiones de Paquetes Conmutados establecidas.

3. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la reducción de tráfico transportado sobre conexiones de Paquetes Conmutados establecidas se realiza en un Enlace Descendente y comprende descartar unidades de datos de servicio de los usuarios del Protocolo de Control de Transporte en una relación configurable.

4. El método según la reivindicación 3, en donde la relación de unidades de datos de servicio descartadas depende del parámetro de prioridad del perfil de QoS del usuario.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, en donde la relación de unidades de datos de servicio descartadas se aumenta o reduce en un valor específico que depende de la comparación de un cierto umbral de carga con el valor de carga de tráfico en el Plano de Usuario medida en el Enlace Descendente.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la reducción de tráfico transportado sobre conexiones de Paquetes Conmutados establecidas se realiza en un Enlace Ascendente y comprende disminuir las concesiones de programación en Canales Dedicados Mejorados asignadas a usuarios en un número configurable.

7. El método según la reivindicación 6, en donde el número de concesiones de programación depende del parámetro de prioridad del perfil de QoS del usuario.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en donde el número de concesiones de programación se aumenta o reduce en un valor específico que depende de la comparación del valor medido de carga de tráfico en el Plano de Usuario en el Enlace Ascendente con respecto a un cierto umbral de carga.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, si el valor de carga de tráfico se mide en el Plano de Control del RNC, y excede un umbral de carga de control, reducir el tráfico transportado sobre conexiones de Paquetes Conmutados establecidas que comprende reducir el número de establecimientos completados de conexiones de Paquetes Conmutados solicitados por los usuarios con el valor más bajo de parámetro de prioridad.

10. El método según la reivindicación 9, en donde reducir el número de establecimientos completos de conexiones de Paquetes Conmutados comprende rechazar peticiones de conexión de Control de Recursos Radio para Conmutación de Paquetes desde los usuarios durante un periodo de tiempo determinado.

11. El método según la reivindicación 10, en donde el periodo de tiempo se determina dependiendo del parámetro de prioridad del perfil de QoS del usuario.

12. Un controlador de red radio que comprende medios de procesamiento configurados para implementar todos los pasos del método para reducir la congestión de tráfico como se expone en cualquier reivindicación previa.

13. El controlador de red radio según la reivindicación 12, que además comprende medios de desencadenamiento para desencadenar un programador HSPA en un Nodo B.

14. Un producto de programa de ordenador que comprende medios de código de programa los cuales, cuando se ejecutan en los medios de procesamiento de un controlador de red radio, hacen a dichos medios de procesamiento ejecutar todos los pasos del método según cualquiera de las reivindicaciones 1-11.