PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVOS PARA ASIGNAR TRÁFICO PS EN UNA RED DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA DE MÚLTIPLES TECNOLOGÍAS.

Procedimiento y dispositivos para asignar tráfico PS en una red de comunicación inalámbrica de múltiples tecnologías.



Un procedimiento, estación base y controlador para asignar tráfico PS en redes móviles que proporcionan una pluralidad de RAT (redes de múltiples RAT) para soportar servicios de paquetes, que comprende:

- identificar más de una RAT con ancho de banda libre,

- determinar un tipo de tráfico que pertenece a una conexión PS inicialmente establecida a través de una RAT inicial,

- clasificar servicios de paquetes teniendo en cuenta al menos un parámetro que es el tipo de tráfico previamente determinado,

- seleccionar al menos una de las RAT identificadas para establecer la conexión PS según la clasificación previa del servicio de paquetes.

La clasificación del servicio de paquetes puede adicionalmente tener en cuenta otros parámetros: QoS, RTT medido, carga de cada RAT y combinación de estos parámetros.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201230473.

Solicitante: VODAFONE ESPAÑA, S.A.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: DE PASQUALE,ANDREA, DOMINGUEZ ROMERO,FRANCISCO JAVIER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04W76/02
  • H04W88/10 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS (difusión H04H; sistemas de comunicación que utilizan enlaces inalámbricos para comunicación no selectiva, p. ej. extensiones inalámbricas H04M 1/72). › H04W 88/00 Dispositivos especialmente adaptados para redes de comunicación inalámbricas, p. ej. terminales, estaciones base o dispositivos de punto de acceso. › adaptados para funcionar en múltiples redes, p. ej. puntos de acceso multimodo.
PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVOS PARA ASIGNAR TRÁFICO PS EN UNA RED DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA DE MÚLTIPLES TECNOLOGÍAS.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivos para asignar tráfico ps en una red de comunicación inalámbrica de múltiples tecnologías Campo técnico de la invención La presente invención tiene su aplicación dentro del sector de telecomunicaciones y, especialmente, en el área industrial encargada de proporcionar redes de acceso de radio (RAN) con elementos de infraestructuras celulares tales como estaciones base y controladores de radio, para comunicaciones móviles de segunda generación (2G) , tercera generación (3G) y más de 3G.

Más particularmente, la invención descrita en el presente documento se refiere a un procedimiento y a un dispositivo implementados en una entidad de red de radio para la asignación de tráfico conmutado por paquetes (PS) en redes celulares de área amplia que soportan múltiples tecnologías de comunicaciones inalámbricas (GSM-GPRS, UMTS, HSPA, LTE, LTE avanzado, …) .

Antecedentes de la invención En las redes actuales 3G implantadas, ha prosperado el uso de tráfico conmutado por paquetes (PS) para servicios de paquetes. Una tendencia similar es evidente en la aceptación de diferentes aplicaciones de cliente móvil (“app”) y el uso de conectividad celular de datos como una alternativa móvil al acceso de red de banda ancha de línea fija, tal como la línea de abonado digital asimétrica (ADSL) , denominada con frecuencia “banda ancha móvil”.

Tanto impulsando como respondiendo a esta tendencia, están implementándose tecnologías de acceso de paquetes de velocidad superior (HSPA, HSPA+) aumentando así el rendimiento máximo alcanzable para estos usuarios. Sin embargo, el principal modelo económico para los operadores de red se basa en una tarifa plana o subversiones de estas tarifas (datos “ilimitados” con topes de uso razonables) .

En determinados escenarios más allá de 3G denominados a veces “4G”, se introduce la tecnología de evolución a largo plazo (LTE) en redes celulares que ya proporcionan acceso usando tecnologías 2G (GSM-GPRS) y 3G (UMTS) existentes (con cobertura geográfica con solapamiento sustancial) .

La figura 1 muestra un ejemplo de escenario de red en el que se solapa la cobertura de las diferentes tecnologías: cobertura 11 GSM, cobertura 12 UMTS y cobertura 13 LTE. Hay un único nodo o sitio 10 en el que se ubican las tres estaciones base de las tecnologías mencionadas anteriormente: estación de transceptor base (BTS) para GSM, nodo B para UMTS y nodo B evolucionado (eNodo B) para LTE. Las entidades de red que implementan la funcionalidad de controladores se conectan entre las respectivas estaciones base y la red 101 núcleo. Esta, la BTS de GSM se conecta al controlador de estación base (BSC) , el nodo B de UMTS se conecta al controlador de red de radio (RNC) , tanto BTS como RNC están a su vez conectados a la red 101 núcleo, y el eNodo B, que integra funcionalidades tanto de estación base como de controlador, se conecta directamente desde la red de acceso de LTE a la red 101 núcleo. La infraestructura de red núcleo está compuesta por dominios conmutados por paquetes (PS) y conmutados por circuitos (CS) que se conectan a las diferentes tecnologías de acceso inalámbrico. El sitio 10 está encargado de redirigir el tráfico desde la estación base hasta el controlador correspondiente y viceversa (enlace ascendente y enlace descendente) : el tráfico 111 2G se gestiona por el BSC, el tráfico 112 3G se gestiona por el RNC y el tráfico 113 LTE fluye directamente entre el eNodo B y la red 101 núcleo.

Por el momento, cuando cada una de estas tres tecnologías de radio (GSM-GPRS, UMTS, LTE) está disponible para los usuarios, cada equipo de usuario (UE) , por defecto, acampará en la tecnología a la que se le asigna el nivel de prioridad mayor por el operador de red móvil, es decir, LTE por encima de UMTS por encima de GPRS. Un UE normalmente sólo se redirige a otra tecnología cuando hay una alta probabilidad de pérdida y/o cobertura o capacidad. Este criterio para redirigir un usuario a una tecnología de radio no es óptimo para la mayoría de las aplicaciones, ya que los requisitos (por ejemplo, sensibilidad de latencia) son diferentes para cada aplicación.

Por otro lado, en UMTS, el equipo de usuario (UE) mide e informa del nivel recibido de la relación energía por elemento de código con respecto a densidad de interferencia de banda ancha total de piloto, o Ec/I0, para la selección de celda de traspaso. La potencia de piloto determina el área de cobertura de celda y el número promedio de UE conectados a la celda. Por tanto, puede aplicarse el ajuste de potencias de piloto para equilibrar la carga de celda entre celdas vecinas. La carga de celda se mide como la relación de potencia de transmisión total con respecto a la potencia de transmisión objetivo. Además, las normas actuales de red de acceso de radio de UMTS mejorada (eUTRAN) tienen operaciones de equilibrio de carga y de autoorganización de la red entre estaciones base (eNodos B) usando una interfaz directa (X2) para intercambiar información entre las estaciones base (por ejemplo, esta información puede ser una relación o porcentaje de los bloques de recursos físicos usados, PRB, para un tipo de tráfico con respecto al total de PRB disponibles) en la misma dirección de enlace

durante un determinado intervalo de tiempo.

Por tanto, el problema técnico es la asignación de tráfico en las redes inalámbricas en las que se solapan diferentes tecnologías móviles (2G, 3G, 4G, …) para los diferentes clientes, proporcionando cada tecnología su propia cobertura y calidad en cuanto a ancho de banda disponible y latencia en la red y teniendo clientes con terminales móviles (UE) que soportan más de una o incluso todas las tecnologías.

Sumario de la invención La presente invención pretende tratar la necesidad mencionada anteriormente tomando una decisión sobre la asignación del tráfico PS a una tecnología de acceso de radio (RAT) dada de las RAT disponibles en la múltiple red inalámbrica, basándose la decisión en la correlación de al menos:

-el ancho de banda disponible de las diferentes RAT (conocido por las entidades de red de las redes de acceso de radio) ;

-el tipo de tráfico PS (determinado mediante inspección de paquetes) ; y

-la clase de la aplicación o servicio de paquetes (definida según, por ejemplo, el retardo promedio experimentado por paquetes de cada tipo de tráfico diferente a través de cada una de las RAT o según un parámetro de QoS que indica la prioridad de usuario) .

La presente invención permite la gestión de tráfico de servicios de paquetes en las redes móviles con diferentes tecnologías de acceso de radio solapantes basándose en el conocimiento de las diferentes aplicaciones/servicios que pasan a través de la respectiva red móvil y de la carga de red de cada RAT (en una o más celdas de esa RAT) .

Con el fin de tener este conocimiento, es necesario en primer lugar inspeccionar los paquetes con el fin de detectar el tipo de tráfico. Con sólo una inspección básica de cabecera de IP y TCP/UDP (protocolo de Internet y protocolo de control de transporte/protocolo de datagrama de usuario) , es posible conocer el protocolo usado para llevar los paquetes (es decir, el tipo de tráfico PS) : protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) , protocolo de transferencia de archivos (FTP) , protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP) , protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) , punto a punto (P2P) .

Las entidades de red implementadas en los controladores o las estaciones base de las redes de acceso de radio tienen conocimiento de la carga de cada celda cubierta por las diferentes RAT que dan servicio a un equipo de usuario (UE) . Por ejemplo, en una red 3G, el controlador de red de radio (RNC) tiene conocimiento de la carga de 2G, 3G y 4G de las diferentes celdas de servicio gestionadas por este RNC. Además, el RNC comprende medios para inspeccionar los paquetes y así, el RNC puede tomar la decisión de mover determinado tráfico a 2G

o 4G o dejarlo en 3G.

Con el fin de tomar la decisión mencionada anteriormente de una manera óptima, además de la medición de las condiciones de carga de red, se propone tener en cuenta otros parámetros. Por ejemplo, un parámetro preferido es el tiempo de retardo de ida y vuelta o tiempo de ida y vuelta (RTD o RTT: “Round Trip delay Time”) de los paquetes que pueden medirse para cada RAT disponible. Estas mediciones combinadas con la información de tipo de tráfico, (y, posiblemente, con información incluso más precisa sobre la aplicación exacta que va a llevarse, obtenida mediante una inspección profunda de paquetes o DPI) hace posible asignar paquetes...

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para asignar tráfico de datos conmutado por paquetes en redes móviles que proporcionan una pluralidad de tecnologías de acceso de radio para soportar servicios de paquetes, que comprende las etapas de: -identificar cuál de las tecnologías de acceso de radio proporcionadas tiene ancho de banda libre, -determinar el tipo de tráfico de datos que va a transmitirse, -clasificar los servicios de paquetes con los que se asocia el tráfico de datos teniendo en cuenta al menos el tipo de tráfico de datos determinado, -seleccionar al menos una de las tecnologías de acceso de radio identificadas según la clasificación del servicio de paquetes, -establecer una conexión conmutada por paquetes para la transmisión del tráfico de datos a través de una de la al menos una tecnología de acceso de radio seleccionada.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que clasificar servicios de paquetes comprende además tener en cuenta cada valor de tiempo de ida y vuelta medido en cada una de las tecnologías de acceso de radio identificadas para paquetes del tipo de tráfico determinado.

3. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que clasificar servicios de paquetes comprende además tener en cuenta una prioridad de QoS de usuario asociada con la conexión conmutada por paquetes establecida.

4. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, que comprende además comprobar si hay más de una tecnología de acceso de radio seleccionada y, si es así, asignar el tráfico de la conexión conmutada por paquetes a las tecnologías de acceso de radio seleccionadas con el ancho de banda libre más amplio.

5. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, que comprende además: asociar el tipo de tráfico de datos con una tecnología de acceso de radio inicial y, en la etapa de establecimiento de una conexión conmutada por paquetes, establecer una conexión conmutada por paquetes inicial a través de la tecnología de acceso de radio inicial, y si todas las tecnologías de acceso de radio seleccionadas son diferentes de la tecnología de acceso de radio inicial, realizar un traspaso de la conexión conmutada por paquetes a una de las tecnologías de acceso de radio seleccionadas.

6. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que el traspaso se realiza sólo si el servicio de paquetes tiene un tiempo de duración promedio superior a un umbral de tiempo configurado por el operador de red móvil.

7. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que determinar el tipo de

8.

9.

10.

11.

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14.

tráfico se realiza mediante una inspección de cabecera de IP. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que determinar el tipo de tráfico se realiza mediante una inspección profunda de paquetes. Una entidad de red de una red de acceso de radio que comprende un asignador de tráfico conmutado por paquetes y un clasificador de servicio de paquetes, en la que el asignador de tráfico conmutado por paquetes selecciona al menos una tecnología de acceso de radio a partir de una pluralidad de tecnologías de acceso de radio disponibles que se identifica que tienen ancho de banda libre, para establecer una conexión conmutada por paquetes, a través de una de las tecnologías de acceso de radio seleccionadas según una clasificación de servicios de paquetes correspondiente a la conexión conmutada por paquetes, clasificándose los servicios de paquetes por el clasificador de servicio de paquetes que tiene en cuenta al menos un parámetro que incluye un tipo de tráfico determinado perteneciente a la conexión conmutada por paquetes. La entidad de red según la reivindicación 9, en la que el clasificador de servicio de paquetes comprende medios de recepción de mediciones de tiempo de ida y vuelta correspondientes a paquetes del tipo de tráfico determinado de cada una de las tecnologías de acceso de radio identificadas para tener en cuenta cada valor de tiempo de ida y vuelta medido en la clasificación de servicios de paquetes. La entidad de red según cualquier reivindicación 9-10, en la que el clasificador de servicio de paquetes comprende medios de recepción de parámetros de QoS que indican la prioridad de usuario para tener en cuenta una prioridad de QoS de usuario asociada con la conexión conmutada por paquetes establecida. La entidad de red según cualquier reivindicación 9-11, en la que el asignador de servicio de paquetes comprende medios de comprobación para determinar si hay más de una tecnología de acceso de radio seleccionada y, si es así, el asignador de servicio de paquetes asigna el tráfico de la conexión conmutada por paquetes a las tecnologías de acceso de radio seleccionadas con el ancho de banda libre más amplio. La entidad de red según cualquier reivindicación 9-12, que se selecciona a partir de un BSC 2G, un nodo B 3G, un RNC 3G y un eNodo B de L TE. Un producto de programa informático que comprende medios de código de programa que, cuando se carga en medios de procesamiento de un nodo en una red de acceso de radio, hace que dichos medios de código de programa ejecuten el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.

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