ES2207568T3

ES2207568T3 - Esquema de acceso aleatorio optimizado a un recurso compartido.

Info

Publication number: ES2207568T3
Application number: ES00991660T
Authority: ES
Inventors: Mark Shahaf; Salomon Serfaty; Rafael Carmon
Original assignee: Motorola Israel Ltd
Current assignee: Motorola Solutions Israel Ltd
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2004-06-01
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: DE60005194T2; DE60005194D1; EP1196853B1; WO2001035227A2; GB2356325B; GB9926728D0; WO2001035227A3; EP1196853A2; US6490645B1; ATE249644T1; AU3399101A; GB2356325A; GB2356325A8

Abstract

Un método de compartir el acceso a un recurso (32) por una pluralidad de usuarios (72), que comprende las etapas de: (a) asignar a cada usuario una clase de prioridad, teniendo al menos dos de los usuarios clases diferentes de prioridad (40, 50); (b) proporcionar a cada usuario una probabilidad de acceso correspondiente a la clase de prioridad del usuario; y (c) para cada usuario, calcular a partir de un rango de tiempos de acceso posibles al recurso, un tiempo de acceso basándose en la probabilidad de acceso de la clase de usuario asignada; caracterizado porque la probabilidad para cada clase de usuario está determinada a partir de una función de una pluralidad de funciones de distribución de probabilidades en que la probabilidad está representada gráficamente con respecto al tiempo es una función con pendiente (140, 150), en las que al menos dos de tales funciones (140, 150) se solapan mutuamente, y las funciones de distribución de la probabilidad son tales que el rango de tiempo de acceso posibles (0 a 1) para todas las clases de usuarios es una suma normalizada de las funciones de distribución de la probabilidad que proporciona una distribución de probabilidad uniforme global.

Description

Esquema de acceso aleatorio optimizado a un recurso compartido.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada con un método de asignación de un recurso compartido entre múltiples usuarias no coordinados, y más particularmente con la situación en la que los usuarios son de niveles de prioridad distintos.

Antecedentes de la invención

Existen numerosos sistemas bien conocidos en los que usuarios múltiples comparten un recurso común de forma que pueden ser conducidos a un conflicto. Estos sistemas son conocidos en el arte como sistemas de contención, y que incluyen aunque no en forma exclusiva ejemplos tales como compartir la memoria entre diferentes periféricos dentro de un microprocesador, compartiendo un bus digital entre diferentes componentes digitales conectados al mismo, compartiendo una línea de multi-derivaciones que conecta a un grupo de terminales de ordenadores, o compartiendo una red de radiocomunicaciones.

Existen dos tipos de métodos para resolver los conflictos entre múltiples usuarios; esquemas centralizados y esquemas distribuidos. En un esquema centralizado, un emplazamiento central actúa como moderador, proporcionando un único punto de coordinación. Un ejemplo de un esquema centralizado es el sondeo secuencial. El emplazamiento central envía un mensaje a cada terminal por turno, dándole permiso para transmitir. Aunque es esquema es sencillo, existe un retardo añadido porque el emplazamiento central está incluido en cada transferencia exclusiva. Adicionalmente, conforme el número de terminales llega a ser alto, el ciclo de sondeo completo se incrementa hasta un nivel inaceptable para la mayoría de los usuarios de los terminales interactivos. Finalmente, en el caso de que solo una fracción de los posibles terminales agua podido registrarse en un momento en particular, el sondeo es particularmente ineficiente. El sondeo no es aplicable a las modernas redes de radio.

En un esquema distribuido, todos los terminales son unidades del mismo nivel o pares. Los sistemas distribuidos tienen retardos menores en los mensajes, y permiten una utilización más alta de la red que los sistemas centralizados, pero son más complicados. El sistema ALOHA es un tipo de sistema distribuido, en el cual los usuarios transmiten cuando tiene alguna información para suministrar. El usuario espera el acuse de recibo. Si no se recibe el acuse de recibo, se supone la existencia de una colisión entre las transmisiones de más de un remitente. El usuario esperará un tiempo aleatorio y entonces efectuará la retransmisión. En el sistema ALOHA puro, la transmisión tiene lugar tan pronto como se emite la petición de emisión, mientras que en el sistema ALOHA por intervalos de tiempo, el eje del tiempo está dividido en intervalos y el terminal esperará la transmisión hasta el comienzo del siguiente intervalo.

Los sistemas de acceso múltiple pueden ser evaluados basándose en dos métricas, 1) capacidad total normalizada que es equivalente a la fracción de la capacidad del enlace utilizado para transportar los paquetes no retransmitidos de datos, y 2) el retardo promedio que es una magnitud de tiempo que el terminal tiene que esperar antes de que transmita con éxito un paquete. La capacidad total normalizada es inversamente dependiente de la probabilidad de colisión. Este retardo promedio es directamente dependiente del retardo de acceso promedio, el cual es el tiempo de espera promedio en el caso de la retransmisión. Con el fin de minimizar la probabilidad de colisión repetitiva (capacidad máxima), las retransmisiones deberán dispersarse uniformemente a través del periodo de retransmisión, es decir, el retardo de acceso aleatorio en caso de retransmisión deberá tener unas características distribuida uniformemente a través del periodo de retransmisión. La distribución uniforme f(x) está caracterizada por la ecuación:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 f(x) = 0 \+ para x < L _{1,x}   \geq  L _{2} \cr 
f(x) = 1 / (L _{2}  - L _{1} ) \+ para  L _{1}   \leq  x <
L _{2}   \hskip10cm 
(1)\cr}

en donde L_{1} y L_{2} definen los límites del periodo de retransmisión.

La magnitud del periodo de retransmisión es un compromiso entre la probabilidad de colisión y el retardo de acceso promedio.

Los estándares de radio requieren que el retardo de acceso aleatorio en caso de retransmisión deberá ser uniformemente distribuido. El estándar TETRA (ETS 300 392-2) que es el estándar panaeuropeo para los sistemas de radio troncales que son totalmente digitales utiliza este tipo de distribución.

Aunque en el sistema ALOHA puro o ALOHA por intervalos de tiempo, utilizando la dispersión uniforme de las retransmisiones con una capacidad total máxima, estos esquemas no están enfocados en el caso en que algunos usuarios deban tener una prioridad más alta. En el sistema ALOHA de reservas, en que se reservan algunos intervalos de tiempo para terminales específicos, se puede dar a ciertos clientes una prioridad más alta, pero el sistema no permite la ejecución como un sistema ALOHA por intervalos de tiempo.

El protocolo de re-intento SAE J1708 propone cambios en el tiempo de re-intento aleatorio mediante un factor de ponderación que depende de una prioridad predeterminada de las diferentes clases de usuarios. Debido a que la distribución global no es uniforme, la utilización del intervalo de retransmisión es sub-óptimo. En el sistema TETRA y en otros sistemas que proporcionan comunicaciones de radio bidireccionales, dicha utilización sub-óptima de los recursos da lugar a retardos más altos de configuración de llamadas, y a un rendimiento degradado del sistema. Existe pues una necesidad ampliamente reconocida, y que sería altamente ventajosa en caso de existir, de un método para compartir un recurso entre múltiples usuarios no coordinados, que permita a usuarios de mayor prioridad tener un retardo de acceso promedio menor de retransmisión, mientras que el proceso de aleatorización global preserva su característica distribuida de forma uniforme.

El documento US-A-5729542 concedido al afiliado (Motorola Inc) de la presente solicitud Motorola Israel Limited, describe un método y aparato para el acceso a sistemas de comunicaciones. En el método y aparato el tiempo de acceso a un recurso compartido de comunicaciones por un abonado se calcula de acuerdo con una probabilidad de acceso, la cual está asignada a una clase de prioridad a la cual pertenece el abonado. La referencia no expone ni sugiere las nuevas y beneficiosas ventajas de la presente invención aquí descritas.

Sumario de la invención

La presente invención está definida en las reivindicaciones adjuntas.

Un método preferido que incluye la invención es el expuesto a continuación. Un usuario selecciona el instante en que accede al recurso mediante la generación de un número aleatorio de acuerdo con su función asignada de distribución de probabilidad. El instante de acceso del usuario es una función lineal del número aleatorio que general el usuario. Las funciones de distribución de probabilidad de alta prioridad operan en forma sesgada para generar tiempo de acceso más tempranos que las funciones de distribución de probabilidad de baja prioridad, de forma que los usuarios de alta prioridad tengan probablemente un acceso más temprano al recurso que los usuarios de baja prioridad. A diferencia de las funciones de distribución de probabilidad del protocolo SAE J1708 de re-intento, las funciones de distribución de probabilidad de la presente invención están restringidas de forma que sea uniforme su suma.

Preferiblemente, cada usuario está provisto con un generador de números aleatorios que genera números aleatorios distribuidos uniformemente, y con una transformación que transforma los números aleatorios distribuidos uniformemente en números aleatorios que se distribuyen de acuerdo con la función de distribución de la probabilidad no uniforme del usuario. Cuando un usuario necesita acceder al recurso, el usuario genera primeramente un número distribuido uniformemente, utilizando el generador de números aleatorios previsto, transformando entonces el número aleatorio distribuido uniformemente en un número aleatorio distribuido no uniformemente, utilizando la transformación suministrada, y finalmente transforma el número aleatorio distribuido no uniformemente en un instante de acceso.

Se describirán a continuación las realizaciones de la presente invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento de muestreo para optimizar el acceso a un recurso compartido de usuarios múltiples de diferentes niveles de prioridad;

la figura 2 es una ilustración de un método para la generación de una función de densidad de probabilidad para el tiempo de espera aleatorizado antes del instante de la transmisión;

la figura 3 es una ilustración de una aplicación de la presente invención al sistema TETRA;

la figura 4 es una ilustración de las funciones de densidad de la probabilidad que corresponden a los diferentes niveles de prioridad para la aplicación de la figura 3.

Descripción específica de las realizaciones de la invención

La presente invención es un método para permitir a los usuarios de más alta prioridad en un sistema multiusuario tener un retado de acceso promedio inferior para la retransmisión sobre un recurso compartido. Específicamente, el presente método puede ser utilizado en un sistema en el que el proceso de aleatorización global del acceso aleatorio en la retransmisión esté uniformemente distribuido para un rendimiento máximo.

Los principios y operación del esquema de acceso aleatorio optimizado de acuerdo con la presente invención pueden ser comprendidos mejor haciendo referencia a los dibujos y a la descripción adjunta.

Con referencia ahora a los dibujos, la figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento para optimizar el acceso a un recurso compartido de múltiples usuarios de diferentes niveles de prioridad. Su pone que es el sistema ALOHA el método de acceso. Un usuario emite una petición de transmisión cuando necesita transmitir (recuadro 10), y espera hasta el inicio del siguiente intervalo de tiempo (recuadro 12). En el siguiente intervalo de tiempo (recuadro 14), el usuario transmite sus datos. Si el usuario recibe un acuse de recibo (recuadro 16 y recuadro 18), el usuario retorna al modo de recepción. En caso contrario, el usuario supone que ha tenido lugar una colisión. En el supuesto de que una serie de reintentos no hayan sido ejecutados, el usuario aleatoriza su tiempo de espera antes de la retransmisión, de acuerdo con una distribución asignada al grupo (recuadro 20), espera hasta el instante de espera de la retransmisión (recuadro 22) y hasta el inicio del intervalo de tiempo siguiente, comenzando el nuevo procedimiento. Si ya han tenido lugar un número predefinido de reintentos, el intento de acceso aleatorio es abortado en su lugar (recuadros 19 y 21). En el caso en que se utilice un esquema de acceso ALOHA regular en lugar del sistema ALOHA por intervalos, se salta la etapa 12 (recuadro), porque el acceso es continuo. Con el fin de permitir los niveles de prioridad, se emplean diferentes técnicas de aleatorización por diferentes grupos de usuarios, es decir, cada grupo de usuarios genera números aleatorios que no están uniformemente distribuidos. No obstante, la combinación global de todos los usuarios de la red simula el caso en que todos los usuarios tienen igual prioridad y una probabilidad igual de acceso, es decir, una distribución global uniforme.

La función de distribución acumulativa Fx(x) de una variable aleatoria X es la probabilidad de que la variable aleatoria tome valores inferiores o iguales a x; es decir:

Fx(x) = P(X \leq x)

con Fx(x) \geq 0, Fx (\infty) = 1, Fx (-\infty) = 0, y Fx(x1) \leq Fx(x2) para x1 \leq x2

\hskip5.5cm

(2)

La función de la densidad de probabilidad de una variable aleatoria X es la derivada de su función de distribución acumulativa, es decir:

(3)\frac{dFx(x)}{dx} = px(x)

Se deduce de las propiedades de Fx(x) que:

\int\limits^{\infty}_{-\infty} px(x)= 1,

\hskip0.5cm

y

\hskip0.5cm

px(x) \geq 0

Supongamos una red con una población de N terminales. Todos los terminales en consideración están divididos en K subconjuntos en donde cada subconjunto contiene uno o más terminales. Cuando tiene lugar un acceso a un recurso compartido, en el caso aquí de la retransmisión, se define la prob_{i} como la probabilidad de que un miembro de un subconjunto i tenga acceso al recurso compartido.

La prob_{i} del subconjunto i puede ser calculada basándose en las probabilidades de acceso individual de los miembros del subconjunto i. En el caso más sencillo, en el que la probabilidad de acceso para todos los usuarios sea idéntica, la prob_{i} del subconjunto dependerá del número de usuarios en el subconjunto i. Si la probabilidad de acceso de todos los usuarios no es idéntica, las diferencias individuales deberán estar reflejadas en la probabilidad de acceso del grupo prob_{i} del subconjunto i. La probabilidad de acceso de cada usuario puede ser determinada basándose en un perfil estadístico previamente conocido, o bien puede deducirse basándose en registros estadísticos acumulados que se actualizan periódicamente para reflejar los cambios en el comportamiento del usuario.

Cuando tiene lugar un acceso del recurso compartido, en el caso aquí de la retransmisión, tiene que ser uno de los terminales de los K subconjuntos que acceden al mismo. En consecuencia, las probabilidades de acceso de los K subconjuntos tienen que cumplir la ecuación:

(4)\sum\limits_{1}^{k} prob_{i} = 1

Supóngase que todos los miembros de cada uno de los subconjuntos K aleatorizan su tiempo de espera antes de la retransmisión de su propia función de densidad de probabilidad de acceso. Cada una de las funciones de densidad de probabilidad K están contenidas completamente dentro del intervalo de aleatorización \Re en donde \Re=[L_{1},L_{2}]. En consecuencia, cada una de las funciones de densidad de probabilidad de acceso K están caracterizadas porque:

(5)\forall i \in [1..K], \int\limits^{L_{2}}_{L_{1}} p_{i} (r)dr = 1 \ \text{en que} \ r \in \Re

La probabilidad de que el acceso al recurso compartido después de un tiempo de espera aleatorio, P_{i}(z), en donde z\in [L_{1}, L_{2}] se lleve a cabo por cualquier miembro de un cierto subconjunto, está dada por:

(6)\forall i \in [1..K], \forall z \in [L_{1}, L_{2}], P_{i} (z) = prob_{i} \int\limits^{2}_{L_{1}}p_{i} (r)dr

Con el fin de sea óptimo el esquema de acceso aleatorio, el acceso aleatorio global deberá tener una entropía máxima (máxima incertidumbre). La entropía máxima tendrá lugar cuando el proceso completo, es decir, la probabilidad de que un terminal de cualquiera de los subconjuntos haya accedido al recurso compartido para la retransmisión después de un tiempo de espera aleatorio, tendrá propiedades estadísticas similares del proceso aleatorio distribuido uniformemente a través del intervalo de acceso aleatorio \Re .

(7)\forall z \in [L_{1}, L_{2}], P(z)= \int\limits^{2}_{-\infty} \sum\limits^{K}_{i=1}prob_{i} p_{i} (r)dr = \frac{z}{L_{2}-L_{1}}

La figura 2 muestra el método de generación de un tiempo de espera aleatorizado antes de la función de densidad de probabilidad de retransmisión (o probabilidad de acceso) para un grupo específico de usuarios del mismo nivel de prioridad (es decir, el recuadro detallado adicional 20 de la figura 1). Para la utilización del método de la invención presente, cada usuario que sea un miembro de un nivel de prioridad específico tiene un generador de número aleatorios 24 para generar números aleatorios distribuidos uniformemente y. Los métodos para generar números aleatorios distribuidos uniformemente son bien conocidos en el arte. Véase el documento "Fórmulas numéricas en C" de W. H. Press y otros, (Cambridge University Press, 1992), Capítulo 7, páginas 275-286. Cada usuario está provisto con una función de transformación 28, la cual es una función de probabilidades acumuladas, de acuerdo con la característica requerida del grupo del nivel de prioridad al cual pertenece el usuario. La función de transformación 28 se utiliza para convertir los números aleatorios distribuidos uniformemente y en números aleatorios t distribuidos de acuerdo con la función de densidad de probabilidad deseada.

En la realización más sencilla de la presente invención, las funciones de transformación están pre-programadas para cada usuario. En otra realización, las funciones de transformación están adaptadas basándose en el análisis estadístico de redes, a fin de cambiar cuando se actualicen las probabilidades de acceso prob_{i}. En el caso de funciones de transformaciones adaptativas, las funciones de transformación 28 se suministran preferiblemente con la forma de una tabla de consulta. La función de densidad de probabilidad para cada grupo de nivel de prioridad está diseñada primeramente y más destacada a fin de optimizar el esquema de acceso global, es decir, que la suma de las funciones de densidad de probabilidad al ser normalizada por las probabilidades de acceso del subconjunto dé por resultado una distribución uniforme. Las consideraciones adicionales en el diseño de la función de densidad de probabilidad de cada subconjunto incluyen el asegurar que el valor promedio de la función de densidad de probabilidad conduzca al tiempo de acceso promedio deseado para el subconjunto, y relacionando el solapado entre cada una de las funciones de densidad de probabilidad del subconjunto con los requisitos de la red específicos. En general, las funciones de distribución de la probabilidad específica utilizas están determinadas por simulación y comparación con el rendimiento deseado.

La figura 3 muestra una aplicación del método propuesto al sistema TETRA: El sistema TETRA se define como un sistema multiplexado en el tiempo (TDMA = "acceso múltiple por división en el tiempo") con cuatro canales de transmisión independientes 32, 34, 36 y 73 por portadora 73. A un grupo 72 de usuarios se les asigna el canal 32 que es un intervalo en particular en la portadora de RF 73.

Supóngase que el grupo 72 se divide en 3 subgrupos: líderes del equipo 40, miembros del equipo 50, y personal de apoyo 60. Los líderes del equipo 40 constituyen ¼ del grupo 72, los miembros del equipo 50 constituyen ½ del grupo 72, y el personal de apoyo constituye ¼ del grupo 72. Al final de una cierta transmisión, varios miembros del grupo 42, 54, 58 y 64 se encuentran compitiendo para la siguiente concesión del control de transmisión, la cual es asignada por el sistema 70 en el supuesto de que no se detecte ninguna colisión en el caso de un sistema TMO de modo de truncamiento, o por el último transmisor 46 en el caso de un sistema DMO en modo directo. Los miembros del grupo 72 utilizan el esquema de acceso aleatorio ALOHA en el caso de colisión durante el primer acceso.

Supóngase que los terminales 42, 54, 58 y 64 intentan transmitir al mismo tiempo, y que las transmisiones de los terminales 42, 54, 58 y 64 colisionan. Los terminales 44, 46, 52, 55, 56, 59, 62 y 66 permanecen en modo de recepción. Debido a que no existe forma de conocer cuales son los terminales colisionados, todos los subgrupos 40, 50 y 60, como en el caso de cualquier colisión, aleatorizan sus tiempos de espera para la retransmisión, de acuerdo con su función de densidad de probabilidad respectiva, 140, 150 y 160 mostradas en la figura 4. Obsérvese que el intervalo de acceso aleatorio \Re en la figura 4 está normalizado para que sea igual a [0, 1]. Según se expuso anteriormente con referencia a la figura 2, cada uno de los miembros de los subgrupos 40, 50 y 60 utilizan un generador de números aleatorios distribuidos uniformemente 24, para generar un número aleatorio distribuido uniformemente y, el cual es transformado por la función de transformación específica del subgrupo 28 en un número aleatorio diferente t a partir de una distribución cuya función de distribución de la probabilidad es una función de densidad de probabilidad no uniforme. El valor t que está normalizado a través del intervalo [0, 1], tiene que estar correlacionado sobre el intervalo no normalizado [L_{1}, L_{2}] para proporcionar el tiempo de espera T para la retransmisión: T = L_{1} + t (L_{2} - L_{1}).

\newpage

De acuerdo con la notación anterior:

prob_{1} =	1/4
prob_{2} =	1/2
prob_{3} =	1/4
p_{1}(r) =	-8r + 4	r \in[0,1/2]
	0	r \notin[0,1/2]

p_{2}(r) =	4r	r \in[0,1/2]
	-4r + 4	r \in [1/2,1]

p_{3}(r) =	8r – 4	r \in [1/2,1]
	0	r \notin [1/2,1]

Para el terminal 42 que es un miembro del subgrupo 40, su probabilidad de acceso total (de acuerdo con la ecuación 6) es equivalente a:

(8)P_{1} (z)= prob_{i} \int\limits^{2}_{0} p_{i} (r)dr = \frac{1}{4} \int\limits^{2}_{0} -8r + 4 = -z^{2} + z \ para \ z \ \in [0,1/2]

\hskip8.5cm

0

\hskip0.8cm

para z \notin [0,1/2]

Los terminales 54 y 58, de forma similar, tienen una probabilidad de acceso de:

\hskip2cm

P_{2} (z) = prob_{2} \int\limits^{2}_{0} p_{2} (r)dr = \frac{1}{2} \int\limits^{2}_{0} 4r =

\hskip1cm

z^{2} \ para \ z \ \in [0,1/2]

(9)

\hskip2.5cm

= \frac{1}{2} \int\limits^{1/2}_{0} 4r + \frac{1}{2} \int\limits^{2}_{1/2} -4r + 4 = -z^{2} + 2z - 1/2 \ para \ z \ \in [1/2,1]

\hskip7.7cm

0

\hskip0.6cm

para \notin [0,1]

El terminal 64 tiene la probabilidad de acceso:

(10)P_{3} (z) = prob_{3} \int\limits^{2}_{1/2} p_{3} (r)dr = \frac{1}{4} \int\limits^{2}_{1/2} 8r - 4 = z^{2} - z + 1/4 \ para \ z \ \in [1/2,1]

\hskip8.5cm

0 para z \in [1/2,1]

A partir de las ecuaciones (8), (9) y (10), es evidente que un miembro del subgrupo 40 (es decir, el terminal 42) es más probable que se le conceda la retransmisión primeramente con antelación a un miembro de los subgrupos 50 y 60, incluso aunque dos terminales del subgrupo 50 estén intentando la retransmisión. Aunque a través del intervalo de acceso aleatorio completo \Re = [0, 1], los miembros del subgrupo 50 tendrán todavía una mayor probabilidad de acceso que los subgrupos 40 y 60 (½ con respecto a ¼), la función 150 de densidad de probabilidad del subgrupo 50 provocará que su probabilidad de acceso esté más dispersada uniformemente a través del intervalo de acceso aleatorio, mientras que la probabilidad de acceso del subgrupo 40 de prioridad mayor, aunque menor en su totalidad, se concentra más densamente al comienzo del intervalo de acceso aleatorio. En el ejemplo anterior, solo un miembro del subgrupo 40 está compitiendo para la retransmisión. En el caso de que más de un miembro del subgrupo 40 hayan estado compitiendo, no tendría importancia para el método, a los que se les concedería el derecho de una primera transmisión.

La substitución de las ecuaciones (8), (9) y (10) en la ecuación (7) recordando que la ecuación (9) tiene su probabilidad compuesta por 2 partes, da por resultado:

(11)\forall z \in [0,1]P(z) = -z^{2} + z + 1/2z^{2} - 1/2z^{2} + z - 1/4 + z^{2} - z + 1/4 = z

\newpage

Debido a que L_{2} - L_{1} en este caso es 1, P(z) del proceso de acceso aleatorio global para la retransmisión está uniformemente distribuido para la óptima utilización del intervalo de aleatorización.

Las curvas transformadas 28 correspondientes a estas funciones de distribución de probabilidad no uniformes se obtienen por métodos bien conocidos para los técnicos especializados en el arte. Por ejemplo, la curva de transformación t_{1} para la función de distribución de probabilidad p_{1} es una función de una variable aleatoria uniformemente distribuida y ( en el intervalo [0, 1]), de forma tal que el área debajo de p_{1}(r) entre 0 y t_{1} es igual a y:

\int\limits^{t_{1}}_{0} \ (-8r + 4)dr = y

o bien, -4t_{1}{}^{2} + 4t_{1} = y. Resolviendo esta ecuación cuadrática para t_{1} se obtiene:

t_{1} (y) = \frac{1-\sqrt{1-y}}{2}

Esta función de y transforma los números aleatorios distribuidos uniformemente y en números aleatorios que tienen la función de distribución de probabilidad p_{1}(y).

Aunque la presente invención está descrita anteriormente en términos de comunicaciones celulares, el método de permitir a los usuarios de alta prioridad en un sistema multiusuario para que tengan un tiempo de espera menor, manteniendo al mismo tiempo una aleatorización global distribuida uniformemente, puede ser utilizado en el diseño de puesta en cola. Por ejemplo, supóngase que un sistema acepta llamadas de clientes de dos tipos de prioridad. El sistema necesitaría favorecer a sus clientes de alta prioridad pero no en forma exclusiva. En consecuencia, de acuerdo con la presente invención, el sistema asigna a cada grupo de clientes un generador de números aleatorios distintos y una función de densidad de probabilidad, de forma que los clientes preferidos tengan generalmente un tiempo más corto de espera.

Aunque la invención ha sido descrita con respecto a un número limitado de realizaciones, se observará que pueden efectuarse muchas variaciones, modificaciones y otras aplicaciones de la invención.

Claims

1. Un método de compartir el acceso a un recurso (32) por una pluralidad de usuarios (72), que comprende las etapas de:

(a): asignar a cada usuario una clase de prioridad, teniendo al menos dos de los usuarios clases diferentes de prioridad (40, 50);

(b): proporcionar a cada usuario una probabilidad de acceso correspondiente a la clase de prioridad del usuario; y

(c): para cada usuario, calcular a partir de un rango de tiempos de acceso posibles al recurso, un tiempo de acceso basándose en la probabilidad de acceso de la clase de usuario asignada;

caracterizado porque la probabilidad para cada clase de usuario está determinada a partir de una función de una pluralidad de funciones de distribución de probabilidades en que la probabilidad está representada gráficamente con respecto al tiempo es una función con pendiente (140, 150), en las que al menos dos de tales funciones (140, 150) se solapan mutuamente, y las funciones de distribución de la probabilidad son tales que el rango de tiempo de acceso posibles (0 a 1) para todas las clases de usuarios es una suma normalizada de las funciones de distribución de la probabilidad que proporciona una distribución de probabilidad uniforme global.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, y en el que en una zona de solapado entre dos las funciones (140, 150), una de las funciones (150) tiene pendiente ascendente, y la otra de las funciones (140) tiene una pendiente descendente.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, y en el que al menos dos de las funciones con pendiente (140, 150) son funciones triangulares.

4. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, y en el que la función de probabilidad (140, 150) para cada clase está diseñada para proporcionar un tiempo de acceso promedio deseado para la clase.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, y en el que el solapado entre las funciones de probabilidad (140, 150) está diseñado para que esté relacionado con los requisitos de la red específica.

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que para cada usuario, el cálculo del tiempo de acceso se efectúa por etapas que incluyen:

: (i) generar (24) un primer número aleatorio; y

: (ii) transformar la función de distribución de la clase del usuario en el mencionado tiempo de acceso.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el tiempo de acceso es una función lineal del número aleatorio transformado generado (28).

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en el que la generación (24) del primer número aleatorio está de acuerdo con una distribución uniforme de números aleatorios, y en el que la transformación convierte el primer número aleatorio en un segundo número aleatorio que representa el mencionado tiempo de acceso.

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y en el que los usuarios comprenden terminales de transmisión de RF (42, 52), y en el que el recurso compartido comprende un canal de comunicaciones (32).

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, y en el que el canal de comunicaciones comprende un intervalo (32) en una portadora de RF (73), en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división en el tiempo.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, y en el que el sistema (40, 50) comprende un sistema de comunicaciones TETRA.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, 10 ú 11, y en el que la comunicación es mediante un modo de truncamiento de operación.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, 10 ú 11, y en el que la comunicación es mediante un modo directo de operación.

14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, y en el que el método comprende un procedimiento de acceso por contención.

\newpage

15. Un terminal de RF (42) el cual es operable para generar un número que represente un tiempo de acceso a un recurso compartido, mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.