PROCESO DE ASIGNACION Y OPTIMIZACION DE RECURSOS CON GARANTIAS DE CALIDAD DE SERVICIO EN SISTEMAS DE SATELITE BASADOS EN EL ESTANDAR DVB-RCS.

Mecanismo de asignación de ancho de banda en sistemas de satélite basados en el estándar DVB-RCS (Digital Video Broadcasting - Return Channel vía Satellite).

Esta invención se centra en el proceso de reparto de la capacidad del canal de retorno en sistemas basados en satélite, para ello realiza una distinción entre paquetes proporcionando diferentes niveles de calidad de servicio que se traduce en un tratamiento dispar a la hora de repartir el ancho de banda disponible. Esta asignación dinámica de recursos permite una utilización más eficaz de aquellos canales con recursos limitados, como el caso de los canales de retorno en satélites. De esta forma, y con objeto de incrementar la penetración en el mercado de las aplicaciones multimedia en sistemas DVB-RCS, se incorporan conceptos novedosos como la calidad de servicio a través de la diferenciación de tráfico

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200701798.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE VALLADOLID.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: VALLADOLID.

Inventor/es: SANCHEZ ESGUEVILLAS,ANTONIO JAVIER, CARRO MARTINEZ,BELEN, AGUIAR PEREZ,JAVIER MANUEL, DE LA CUESTA DE DIEGO,BORJA.

Fecha de Solicitud: 22 de Junio de 2007.

Fecha de Publicación: 30 de Agosto de 2010.

Fecha de Concesión: 18 de Agosto de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

H04W28/16 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 28/00 Tráfico de red o gestión de recursos. › Gestión central de recursos; Negociación de recursos o parámetros de comunicación, p. ej. negociación de ancho de banda o QoS [Calidad del Servicio].

Clasificación PCT:

H04W28/16 H04W 28/00 […] › Gestión central de recursos; Negociación de recursos o parámetros de comunicación, p. ej. negociación de ancho de banda o QoS [Calidad del Servicio].

PROCESO DE ASIGNACION Y OPTIMIZACION DE RECURSOS CON GARANTIAS DE CALIDAD DE SERVICIO EN SISTEMAS DE SATELITE BASADOS EN EL ESTANDAR DVB-RCS.

Fragmento de la descripción:

Proceso de asignación y optimización de recursos con garantías de calidad de servicio en sistemas de satélite basados en el estándar DVB-RCS.

Sector de la técnica

El presente invento se refiere a las comunicaciones vía satélite que siguen el estándar DVB-RCS (Digital Video Broadcasting-Return Channel via Satellite). Más particularmente, el presente invento está relacionado con la optimización en la utilización del ancho de banda en el canal de subida a través del mecanismo de asignación de recur- sos.

Estado de la técnica

Antecedentes de la invención

El estándar DVB-RCS es el utilizado en el canal de retorno en las comunicaciones vía satélite. Este canal proporciona un medio de transmisión compartido, y como técnica de acceso se utiliza MF-TDMA (Multi frecuency-Time Division Multiple Access), que se caracteriza por utilizar un conjunto de frecuencias portadoras, estando cada una de ellas divididas en slots temporales.

El proceso de registro de un terminal de satélite (RCST, Rerturn Channel Satellite Terminal) se realiza mediante la utilización de slots de acceso aleatorio ALOHA ranurado. Una vez que se ha finalizado el proceso de registro se puede empezar a transmitir tráfico.

La principal ventaja de los sistemas DVB-RCS es que la asignación de recursos para los RCSTs puede ser dinámica, ajustándose a las necesidades de tráfico de los terminales.

El estándar DVB-RCS permite la posibilidad de que el tráfico asignado a cada RCST sea fijo o que exista flexibilidad y que la capacidad asignada a cada RCST se realice de forma dinámica.

En los sistemas de comunicación terrestres las peticiones se sobreestiman, sin embargo en los sistemas vía satélite debido a la existencia de limitaciones de ancho de banda esto no se puede realizar. Además, como los patrones de tráfico son aleatorios la asignación fija de recursos es ineficiente. La asignación dinámica usando reserva bajo demanda aumenta la eficiencia de transmisión.

El estándar también deja abierta la posibilidad de definir un protocolo DAMA (Demand Assignment Multiple Access), con la finalidad de proporcionar al sistema una mayor flexibilidad y eficiencia en la utilización de los recursos. Esta patente presenta un mecanismo eficiente en el reparto de capacidad entre los terminales RCST de forma eficiente.

Ventajas sobre el estado de la técnica

La forma en que se asigna el ancho de banda a cada uno de los terminales dentro del sistema basado en el estándar DVB se encuentra abierto. En este sentido, el mecanismo de asignación dinámica del ancho de banda que se propone permite una mayor flexibilidad de configuración ante las necesidades demandadas por los distintos usuarios y una mayor eficiencia del uso del ancho de banda (que en el caso de redes vía satélite es limitado).

Además se mejora la flexibilidad y la adaptabilidad del mecanismo de asignación, mediante un tratamiento diferenciado de las distintas categorías de tráfico, de tal forma que se adapta a las características de cada uno de ellas.

En este contexto, y con el fin de proporcionar un servicio diferenciado en función del terminal y de las aplicaciones que requieran de capacidad, se define un mapeo entre las categorías de tráfico definidas a nivel de capa 3 y las utilizadas a nivel 2 por el estándar DVB.

Finalmente, con objeto de proporcionar un servicio adecuado a cada uno de los terminales conectados al sistema, se presenta un proceso de registro en el que únicamente se permite el registro de un número de terminales tal que se puedan satisfacer sus necesidades de tráfico de máxima prioridad a nivel 2.

Descripción de la invención

La invención se refiere a un nuevo mecanismo para asignar el ancho de banda disponible en el canal de retorno entre los distintos terminales del sistema.

El estándar DVB-RCS definido por el ETSI (European Telecommunications Standards Institute) describe el canal interactivo en las redes de satélite. El sistema de canal de retorno, que se presenta en la Figura 1, está compuesto por los siguientes elementos:

sqbullet vtcortaunaSatélite (1). sqbullet vtcortaunaRCST (Return Channel Satellite Terminal) (2): Son los terminales de satélite que proporcionan la interfaz a los usuarios finales. Estos terminales transmiten señales basadas en DVB-RCS (8) y las reciben basadas en DVB-S o DVB-S2 (7). sqbullet vtcortaunaGateway (3): Este dispositivo es el encargado de la recepción de las señales procedentes de los RCSTs, las funciones de facturación, el acceso a los servicios interactivos y la conexión a servicios de proveedores y redes, públicas, privadas y/o propietarias. sqbullet vtcortaunaAlimentador (3): Se encarga de enviar las señales a través del canal que transmite información del proveedor al usuario, de acuerdo con el estándar DVB-S (o DVB-S2). Este elemento se ubica físicamente con el Gateway, siendo la función del alimentador la de transmitir y la del Gateway la recepción de señales y gestión de los usuarios que acceden a otras redes. sqbullet vtcortaunaCentro de Control de la Red (CCR) (4): Proporciona las funciones de control y monitorización. Para permitir el modo de funcionamiento interactivo de la red vía satélite son necesarios el control y las señales de referencia temporal (generadas por esta entidad). sqbullet vtcortaunaRedes locales (5). sqbullet vtcortaunaRed IP (6).

La capacidad del canal de retorno se segmenta en supertramas, consideradas como una porción de tiempo y de frecuencia del canal. Cada supertrama está compuesta por una ó varias tramas.

En el estándar DVB-RCS se definen cuatro categorías de tráfico/peticiones:

sqbullet vtcortaunaCRA (Continuous Rate Assignments): Es la tasa de capacidad que se proporciona de forma constante en todas las supertramas. sqbullet vtcortaunaRBDC (Rate Based Dynamic Capacity): Es una tasa de capacidad que se peticiona de forma dinámica. La capacidad de tipo RBDC se proporciona en respuesta a peticiones explícitas del RCST al CCR; estas peticiones deben ser absolutas (es decir, al realizar dicha petición se invalidan las anteriores). Está sujeto a una tasa máxima (RBDCmax) que ha sido negociada previamente entre el RCST y el CCR. sqbullet vtcortaunaA/VBDC (Absolute/Volume Based Dynamic Capactiy): Se expresa en volumen y se peticiona de forma dinámica por los distintos RCSTs. Presentan una naturaleza acumulativa. El total acumulado por un terminal se reduce por la capacidad que se le haya asignado por supertrama. AVBDC es una variante de VBDC, pero en este caso es de naturaleza absoluta. A/VBDC se configura con los siguientes parámetros: ovtcortaunaVBDCmax: Volumen máximo por supertrama que se puede ser asignado a un RCST por el controlador. ovtcortaunaVBDCmaxBacklog: Capacidad máxima peticionada. ovtcortaunaVBDCtimeout: El tiempo de vida de una petición A/VBDC; si ésta no es servida, el controlador resetea su valor. sqbullet vtcortaunaFCA (Fixed Capactiy Assignment): Es la capacidad no asignada que se reparte entre los RCSTs. Esta asignación de capacidad es automática y no involucra señalización del RCST al CCR, o sea que esta petición es originada por él.

Con el fin de aprovechar las capacidades que proporciona DVB-RCS a nivel 2 de la capa OSI (Open Systems Interconnection), es necesario integrarlas con una arquitectura de calidad...

Reivindicaciones:

1. Proceso de asignación y optimización de recursos con garantías de calidad de servicio en sistemas de satélite basados en el estándar DVB-RCS, caracterizado por que comprende un satélite (1), uno o más terminales satélite RCST (2), un Gateway 5 (3), un Alimentador (3) y un Centro de Control de la Red CCR (4) en el que cada uno de los RCST dados de alta en el sistema está definido por los parámetros CRA, MaximumRBDC, MaximumVBDC, VBDCmaxBacklog: y VBDCtimeout que se negocian entre el operador del sistema cliente y el usuario final; y que comprende un mecanismo DAMA, formado por un agente DAMA y un controlador DAMA, ubicados en los RCST (2) y en la CCR (4) respectivamente, en el que la asignación de recursos se realiza periódicamente y es enviada en una tabla TBTP desde el CCR (4) al RCST (2), siendo realizada dicha asignación limitada por los parámetros que se definen en la fase de establecimiento de conexión, de modo que:

sqbullet vtcortaunala petición máxima de RBDC de un terminal está limitada por MaximumRBDC, sqbullet vtcortaunaen las peticiones VBDC la cantidad peticionada sumada a la acumulada no puede superar el valor VBDCmaxBacklog, y sqbullet vtcortaunano se puede asignar a un terminal capacidad VBDC por encima de Maximum VBDC

y siendo la asignación proporcional a las peticiones que realizan los RCST, y siendo definido el mecanismo DAMA por las siguientes etapas:

a. Cálculo de peticiones de capacidad por parte de los agentes DAMA. b. Asignación periódica, una vez por cada supertrama, de los recursos por parte del controlador DAMA. Para proporcionar calidad de servicio se sigue el siguiente esquema: i. En el proceso de registro del terminal, se le asigna la capacidad CRA, la cuál se mantiene fija en el periodo de vida del terminal. ii. Se realiza la asignación de las peticiones RT (Real Time). iii. Se realiza la asignación de las peticiones CD (Critical Data). iv. Se realiza la asignación de las peticiones BE (Best Effort). v. Si hay capacidad libre se reparte entre los terminales en forma de tráfico FCA. El reparto se realiza de forma proporcional a la capacidad peticionada VBDC de cada categoría de tráfico, RT, CD y BE. quadUn RCST (según el estándar DVB-RCS) maneja tres categorías de tráfico: Tiempo Real (TR), Datos Críticos (DC) y Best Effort (BE). La asignación de recursos dentro de cada categoría se realiza la asignación en función del tipo de petición, RBDC o VBDC. i. Primero se asigna la capacidad RBDC. En caso de congestión en la asignación RBDC, la capacidad asignada a cada terminal es proporcional a la petición con respecto a la suma total de las peticiones. ii. Luego, se asigna la capacidad VBDC. En caso de congestión en la asignación VBDC, la capacidad que se asigna a cada terminal es proporcional al tiempo que lleva en congestión cada terminal.

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