Procedimiento, sistema y dispositivo para determinar si se realiza el traspaso entre frecuencias en redes de telecomunicaciones.

Procedimiento, sistema y dispositivo para determinar si se realiza el traspaso entre frecuencias en redes de telecomunicaciones.

Un procedimiento y sistema para determinar si se realiza un traspaso entre frecuencias (IFHO), que comprende:

- obtener información en la aplicación (102) para asociar un grupo de aplicación (103) con los datos que se van a transmitir por medio de la sesión de datos activa,

- calcular (104) un tamaño de datos restantes a transmitir o un tiempo restante de transmisión (RemTT), dependiendo de la aplicación asociada, para todos los datos restantes a transmitir por la sesión de datos activa,

- determinar si se realiza un traspaso entre frecuencias para la sesión de datos activa o no, seleccionando los UE que son objetivo para el IFHO (107, 110), en base al tamaño de datos restantes calculado o al tiempo restante de transmisión (106, 109) y en base a si el traspaso entre frecuencias se inicia en el establecimiento de llamada (105) o durante la llamada (108).

Procedimiento, sistema y dispositivo para determinar si se realiza el traspaso entre frecuencias en redes de telecomunicaciones

Campo técnico de la invención

La presente invención se aplica en el sector de las telecomunicaciones inalámbricas y, más en particular, se refiere a un procedimiento y entidades de red para la determinación de los criterios usados en el traspaso (handover, en inglés) entre frecuencias y entre sistemas en redes celulares de tercera generación (3G) y posteriores a 3G (Evolución a largo plazo: LTE).

Antecedentes de la invención

La demanda de Internet móvil se incrementa cada día y, para seguir las preferencias de los usuarios, hoy en día se proporcionan aplicaciones de internet móvil por las redes 3G, en base a las tecnologías de sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS) / acceso de paquetes a alta velocidad (HSPA), y, al mejorar la tercera generación, también se emplean la evolución a largo plazo (LTE) o la LTE avanzada. Ejemplos de aplicaciones que se usan por los usuarios de móviles son videoconferencia, correo electrónico, mensajería y TV en vivo. Para la mayoría de estas aplicaciones, los usuarios de móviles desean que se mantengan sus conexiones mientras sus dispositivos se mueven de un punto de acceso a otro. Para proporcionar este servicio, se usan mecanismos de traspaso entre los puntos de acceso.

El UMTS usa la red de acceso de radio terrestre universal (UTRAN) para traspasos. El principal componente en la UTRAN es el controlador de red de radio (RNC) que está conectado a varias estaciones base denominadas Nodos B.

La LTE usa la red de acceso de radio terrestre UMTS evolucionado (EUTRAN) para traspasos, que es la evolución de UTRAN con una división funcional entre el acceso de radio y la red núcleo en la arquitectura de red. Debido a esta división, toda la funcionalidad de radio está situada en la entidad de red de estación base, también denominada eNodoB (un nodo B UTRAN evolucionado). Debido al uso del eNodoB con capacidades de RNC, no existe la necesidad de un RNC separado.

Los traspasos entre frecuencias (IFHO: inter-frequency handover, en inglés) son traspasos ente diferentes frecuencias en la misma red. Estos traspasos se usan para proporcionar una mayor capacidad en la célula. En las redes 3G, el RNC activa el equipo de usuario (UE) para que empiece a medir e identificar las células y, en base a las medidas informadas, el RNC envía el comando a la célula con la menor carga o la mejor señal. El algoritmo de traspaso entre frecuencias basado en la norma UMTS implementa un traspaso entre frecuencias como un traspaso difícil entre las diferentes bandas de frecuencia [véase 3GPP TS 25.331 Control de recursos de radio (RRC), especificación de protocolo (publicación 6); 3GPP TR 25.931 Funciones de UTRAN], En la LTE, también es posible los traspasos entre frecuencias, por ejemplo entre LTE 2600 MHz y LTE 1800 MHz. Y además, se produce otro tipo de traspaso entre frecuencias entre 3G y LTE, cambiando no sólo la frecuencia sino también la tecnología de acceso de radio (RAT), estos se denominan típicamente traspaso entre sistemas (ISHO: inter-system handover, en inglés).

En 3G y LTE existen varias frecuencias que se usan actualmente. El espectro usado típicamente para 3G-UMTS es de 2100 MHz en la mayoría de los países y de 900 MHz en países que han destinado parte de esta banda a GSM y parte a UMTS. Cada frecuencia en 3G tiene un valor fijo de 5 MHz, por lo que se pueden usar hasta 5 o 6 portadoras en 3G (por ejemplo, 4 portadoras en 2100 MHz - 20 MHz - y 2 portadoras en 900 MHz - 10 MHz). Entonces, es bastante necesario realizar un balance de carga entre frecuencias.

Los espectros usados típicamente en redes de LTE son las bandas 2600 y 800 MHz (también conocidas como UHF). En algunas redes LTE es posible el uso de la banda 1800 MHz que se usó originalmente por el sistema GSM (conocido como DCS). En el caso de LTE, cada banda es una única frecuencia debido a la naturaleza de la tecnología LTE OFDMA que permite tener un ancho de banda de frecuencia flexible (1,4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz). Por lo tanto, en Europa es posible tener hasta 3 frecuencias en LTE, y de nuevo es necesario tener un traspaso entre frecuencias bueno y eficaz. Y además, LTE y 3G se usan en las mismas áreas, con la necesidad de tener mecanismos de balance de carga entre RAT buenos.

Se usan algoritmos de balance de carga (o distribución de carga; load balance, en inglés) para obtener la mayor capacidad del sistema y maximizar el uso del espectro de radio, que es uno de los recursos más caros de los operadores de redes móviles. Se puede lograr el balance de carga dirigiendo el tráfico a una portadora específica en el establecimiento de la llamada o durante la llamada, para lograr una distribución de carga eficaz de destino a

través de varias portadoras en las llamadas de conmutación de paquetes (PS). En lo que se refiere a la dirección del tráfico durante la llamada PS, una solución típica es analizar la carga en una cantidad de portadoras y ordenar un IFHO a un número de UE para traer la carga de las portadoras fuente y de destino hasta un valor específico.

Los algoritmos de balance de carga típicos se pueden clasificar en dos grupos:

Balance de carga en el establecimiento de llamada: Básicamente este grupo se refiere al hecho de que el traspaso a otra frecuencia se ejecuta en inicio de la llamada. Cuando se establece una nueva llamada en una frecuencia dada, si la carga de esta frecuencia es mayor que el resto de las frecuencias, entonces se ejecuta el traspaso. A menudo, el balance de carga entre frecuencias en el tiempo de establecimiento se basa en el número de UE en una portadora específica, y por tanto la gestión de la sobrecarga a través de este IFHO no tiene en cuenta las aplicaciones por detrás de las sesiones de conmutación de paquetes (PS).

Traspaso de balance de carga, durante la llamada: Este grupo se refiere al hecho de que se incrementa la carga de una frecuencia y entonces es necesario mover uno o más usuarios a otras frecuencias menos cargadas. Los criterios típicos para elegir un UE es la carga producida, que puede ser debida a la potencia del enlace descendente del amplificador de potencia o debido a la interferencia del enlace ascendente. Ambas medidas, la potencia del enlace descendente y la interferencia del enlace ascendente, son carga instantánea producidas en un momento dado sin tener en cuenta la futura carga de potencial que se va a producir.

El aumento actual en la utilización de teléfonos inteligentes está haciendo estas estrategias de balance de carga mucho menos eficaces de lo que eran en el pasado. La mayoría de las llamadas PS realizadas por medio de teléfonos inteligentes tienen una duración corta y se descarga un número limitado de paquetes. Por lo tanto, el efecto de carga que se crea por la entrega a otra portadora usada por un UE que sea un teléfono inteligente simplemente desaparece tan pronto como la sesión PS finaliza. Además, el movimiento de una sesión PS (datos) en curso a otra portadora tiene un coste en el procesado de RNC / eNodoB debido a la necesidad de la entrada en el estado de modo comprimido y, además, el envío de mensajes desde RNC/NodoB/eNodoB al UE para el IFHO incrementa la carga de señalización de la interfaz de radio.

Hay sistemas existentes que describen un balance de carga alternativo aproximado para IFHO en 3G. Por ejemplo, el documento US 2013/100839 A1 divulga un sistema y

procedimiento en los que, en respuesta a una noticia de reselección de célula, la red, por ejemplo, E-UTRAN o UTRAN, está habilitada para proporcionar un dispositivo inalámbrico (por ejemplo, UE) con datos suficientes para completar una transferencia de datos pendiente, en lugar de realizar el cambio de célula inmediato. La asignación apropiada de los recursos de radio al dispositivo inalámbrico en la célula de servicio actual y antes del cambio de célula permite la reducción en las latencias de transferencias de datos de paquetes para sesiones de datos pequeñas, la mejora del balance de carga y provisión de recursos de tráfico entre células, asignación apropiada de recursos de enlace ascendente en la nueva célula de destino, y la potenciación del control sobre la congestión de la red. El documento US 2013/100839 A1 se centra en resolver el problema de la transmisión de los datos almacenados en la memoria intermedia cuando se va a realizar un cambio de célula. Algunos datos se envían en la primera célula y a continuación se realiza la conmutación. Peso esto no resuelve los criterios de elección del usuario que se va a poder elegir en el traspaso de balance de carga. Además de los `datos suficientes que se van a transmitir están...

1. Un procedimiento para determinar si se realiza un traspaso entre frecuencias en una red de telecomunicaciones, en el que al menos una sesión de datos de un equipo de usuario (UE) participante en una llamada está activa y en el que se detecta una necesidad de iniciar un traspaso entre frecuencias, el procedimiento caracterizado por que comprende:

- asociar una aplicación con unos datos que se van a transmitir a través de la sesión de datos activa,

- calcular, dependiendo de la aplicación asociada, un tamaño de datos restantes a transmitir o un tiempo restante de transmisión, para todos los datos restantes a transmitir a través de la sesión de datos activa,

- determinar si se realiza un traspaso entre frecuencias para la sesión de datos activa o no, en base al calculado tamaño de datos restantes a transmitir o al calculado tiempo restante de transmisión y en base a si el traspaso entre frecuencias está previsto que se inicie en el establecimiento de llamada o durante la llamada.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se calcula un tiempo estante de transmisión (RemTT), para cada aplicación asociada con los datos sobre la sesión de datos activa, como el tiempo restante esperado antes de que todos los datos asociados con la aplicación se descarguen totalmente en el equipo de usuario (UE).

3. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que se calcula el tiempo restante de transmisión (RemTT) como RemTT = Sec1 - Sec2, donde Sec1 es el tiempo transcurrido en el uso de la sesión de datos por la aplicación y Sec2 es una duración esperada del uso de la sesión de datos por la aplicación.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o bien 2, en el que se calcula un tamaño de datos restantes a transmitir (SRD) para cada aplicación asociada con los datos a través de la sesión de datos activa y se calcula un tiempo restante de transmisión (RemTT) como RemTT = SRD/ETH, donde ETH es un rendimiento esperado, asignado al equipo de usuario (UE) en la sesión de datos.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la aplicación se selecciona de transmisión en directo de audio, descarga de contenido, aplicación de programas informáticos, música, Podcast, archivos adjuntos de correo electrónico, documentos, FTP, mensajería instantánea, navegación por internet, VolP y P2P.

6. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que asociar la aplicación con datos que se van a transmitir por medio de la sesión de datos activa comprende obtener una indicación de la aplicación desde la red de acceso de radio (RAN) de la red de telecomunicaciones.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la indicación de la aplicación se obtiene por medio de inspección detallada de paquetes por una entidad de red que se selecciona entre un controlador de red de radio (RNC), un nodo B (NB) y un NodoB evolucionado (eNB).

8. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que asociar la aplicación con los datos que se van a transmitir por medio de la sesión de datos activa comprende obtener una indicación de la aplicación desde la red de núcleo (CN) de la red de telecomunicaciones.

9. Una entidad de red para determinar si se realiza un traspaso entre frecuencias en una red de telecomunicaciones, que comprende medios de procesado para implementar el procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1-8.

10. La entidad de red de acuerdo con la reivindicación 9, que es un controlador de red de radio (RNC).

11. La entidad de red de acuerdo con la reivindicación 9, que es un NodoB evolucionado (eNB).

12. Un sistema para determinar si se realiza un traspaso entre frecuencias en una red de telecomunicaciones, que comprende una entidad de red definida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-11 y un equipo de usuario (UE) conectado con la entidad de red.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la red de telecomunicaciones es 3G.

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la red de telecomunicaciones es LTE.

15.- Un producto de programa informático que comprende medios de código de programa que, cuando se cargan en medios de procesado de una entidad de red en una red de telecomunicaciones, hacen que dichos medios de código de programa ejecuten el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8.