ES2281435T3 - Procedimiento para mejorar la utilizacion de los canales en un sistema cdma. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para mejorar la utilización de los canales de un sistema CDMA, que comprende las etapas siguientes: recibir una solicitud de servicio para la transmisión de datos por un canal mediante un módulo de acceso a los servicios (202) del sistema CDMA, comprendiendo la solicitud de servicio información del tipo de servicio y del usuario, para lo cual se recupera una característica de servicio de un servicio actual del usuario a partir de una base de datos del sistema (204), basándose en la información del tipo de servicios y del usuario; transmitir la característica de servicio por el sistema CDMA a un módulo de gestión de canales (206) del sistema CDMA, para lo cual el módulo de gestión de canales (206) selecciona un procedimiento de multiplexado de canales y un ancho de banda de canal basándose en la característica de servicio; transmitir datos, en la cual, cuando una tasa de transmisión de datos cambia hasta el punto de que la capacidad del canal actualmente configurado no puede satisfacer las necesidades de la tasa de transmisión de datos, el módulo de gestión de canales reasigna el canal actualmente configurado; registrar la variación de la tasa de transmisión de datos por el módulo de acceso a los servicios (202) durante la transmisión de datos; modificar la característica de servicio del servicio actual basándose en la variación; y actualizar registro correspondiente de la característica de servicio en la base de datos del sistema (204) para que cuando se realice una nueva solicitud de servicio del mismo tipo de servicios del usuario, se utilice el registro actualizado de la característica de servicio como referencia para configurar y asignar el canal.
Description
Procedimiento para mejorar la utilización de los
canales en un sistema CDMA.
La presente invención se refiere a un sistema de
comunicaciones CDMA (Acceso Múltiple por División de Código) y, más
particularmente, la presente invención se refiere a un aparato y un
procedimiento para perfeccionar el grado de utilización de los
canales en un sistema de comunicaciones CDMA.
Además de proporcionar funciones de comunicación
básicas, el sistema de comunicaciones CDMA proporciona nuevos
servicios de aplicación de datos, tales como facsímiles,
intercambios de mensajes cortos, acceso a internet, etc. Las nuevas
aplicaciones de datos pueden comprender ordenadores personales
inalámbricos, oficinas móviles, transmisión de informes por
transferencia electrónica, navegación por red de microteléfono,
transmisión y recepción de correo electrónico y similares. La
característica de estas aplicaciones es la forma de ráfagas que
caracteriza los servicios, es decir, se transmite una gran cantidad
de datos en un corto período de tiempo y, después de ello, se
transmitirán solamente unos pocos o ningún dato. Por ejemplo, cuando
un usuario clica en una página WWW para conectarse, se transmite
una solicitud de descarga y se transmiten una o más secuencias de
paquetes durante el procedimiento de solicitud, y es necesario
transmitir una gran cantidad de datos por un canal rápidamente. Una
vez descargado el documento solicitado por el usuario, durante un
determinado período de tiempo el usuario lee el documento y en este
período se transmite una cantidad inferior de datos por el canal.
En el caso de los servicios de esta clase, si convencionalmente se
asignan a tales servicios canales de un ancho de banda determinado,
el requisito de transmisión rápida de datos no puede satisfacerse
durante las ráfagas de servicios y, además, cuando hay poca
presencia de datos se desaprovechan recursos de canal. Una solución
eficaz consiste en multiplexar canales basándose en características
de servicios y la complementariedad entre una pluralidad de
servicios se utiliza para transmitir una pluralidad de servicios por
un canal. La tasa de datos actual de un canal se monitoriza. Si una
tasa de datos actual de un canal es muy elevada y el ancho de banda
del canal no puede satisfacer los requisitos de transmisión, se
efectuará una reasignación del canal. Cuando los servicios no se
utilicen, se reasignará al canal un ancho de banda reducido para
mejorar el grado de utilización de los canales.
La figura 1 muestra una configuración habitual
de un procedimiento de servicio empaquetado. Un procedimiento de
sesiones de un servicio empaquetado está formado por diversas
demandas de paquetes. Cada demanda de paquetes comprende una
pluralidad de solicitudes de paquetes y existe un tiempo de llegada
entre diferentes paquetes. Cuando llega una demanda de un paquete,
durante un período de tiempo (tiempo de lectura), el usuario lee los
datos llegados y, durante este período de tiempo, en el canal solo
hay una pequeña cantidad de datos. Una vez completada la lectura de
los datos, vuelve a emitirse una demanda de paquete. El
procedimiento se repite continuamente has el final del servicio
empaquetado.
El CDMA es una tecnología de comunicaciones de
espectro ensanchado. Una de las ventajas del CDMA es que soporta
servicios empaquetados que presentan tasas de transmisión de datos
variables. En el caso del CDMA, el acceso múltiple se implementa
mediante la asignación de un código seudoaleatorio, que puede
presentar una excelente característica de autocorrelación y de baja
correlación para cada usuario. Se utiliza un código seudoaleatorio
para convertir las señales de usuario en señales de espectro
ensanchado de banda ancha, y el receptor convierte las señales de
espectro ensanchado de banda ancha en las señales de banda ancha
originales que utilizan el mimo código seudoaleatorio. En un
sistema CDMA, se utilizan códigos de factor de ensanchado variable
ortogonal (OVSF), que garantizan la ortogonalidad entre canales
físicos diferentes, como código de canal, porque sus factores de
ensanchado (SF) son variables. Por lo tanto, diferentes factores de
ensanchado pueden proporcionar diferentes tasas de transmisión de
datos. Cuanto menor es el SF mayor es la tasa de transmisión
suministrada. Esta característica del CDMA permite a un sistema
CDMA satisfacer rápidamente una diversidad de tasas de transmisión
de datos, o variaciones de las mismas, seleccionando diferentes
códigos de factor de ensanchado.
La figura 2 muestra una estructura de códigos en
árbol de una factor de ensanchado variable ortogonal (OVSF). Los
factores de espectro ensanchado de un sistema CDMA se implementan
mediante gestión de recursos de códigos. Todos los factores de
espectro ensanchado existen en un código ramificado. Un código
cercano a un nodo de raíz corresponde a la tasa más elevada de
transmisión de datos. Los nodos hermanos del árbol, es decir, los
códigos que presentan la misma longitud en un factor de espectro
ensanchado, son ortogonales, y un código padre no es ortogonal con
un código hijo. Los códigos asignables de un árbol de códigos deben
satisfacer las condiciones siguientes:
- 1)
- no ha sido asignado ningún código en una ruta desde el código al nodo raíz C_{1,1} del árbol de códigos;
- 2)
- no ha sido asignado ningún código en un árbol hijo que presenta el código como el nodo raíz.
Para un canal de tasa inferior de transmisión de
datos, la asignación de un código de factor de espectro ensanchado
bajo tendrá como resultado muchos códigos de factor de espectro
ensanchado que no pueden ser asignados, y el número de códigos que
pueden ser utilizados por los demás usuarios es restringido. Por lo
tanto, al asignar los códigos, los códigos que presentan un factor
de espectro ensanchado se retienen tanto como sea posible para
satisfacer la tasa de transmisión de datos del canal para retener
más recursos para el sistema CDMA.
Además, la utilización de los canales puede
incrementarse por un procedimiento de multiplexado de una pluralidad
de servicios mediante un sistema CDMA en un canal físico. Como
muestra la figura 3, el multiplexado tiene lugar antes o después de
la codificación interna o externa, después del multiplexado de los
servicios y la codificación de los canales, los datos multiservicio
se correlacionan sobre un canal físico. Si la tasa completa de
transmisión de datos excede el límite superior de la tasa de
transmisión de datos de un sólo código, pueden asignarse diversos
canales físicos. Para datos empaquetados, como por ejemplo navegador
WWW, carga de FTP y similares, el CDMA utiliza dos procedimientos
para la transmisión de datos. El primero es la transmisión de datos
en lotes de datos cortos, es decir paquetes cortos de datos se
aplican directamente sobre un canal separado de acceso aleatorio.
Este procedimiento también se denomina transmisión de datos
empaquetados sobre canal común, y se utiliza de forma adaptable
para paquetes de datos cortos infrecuentes. Para la transmisión de
paquetes de datos largos y frecuentes en canales dedicados, se
selecciona un canal dedicado con un factor de ensanchado adecuado
mediante el sistema CDMA basándose en una tasa de transmisión de
datos y un tamaño de datos empaquetados. Cuando se produce la
ráfaga de datos empaquetados, se selecciona un canal con capacidad
grande para la transmisión de datos. Para paquetes de datos
reducidos o infrecuentes, se reduce la capacidad del canal para
adaptar la variación de la tasa de transmisión de
datos.
datos.
Cuando llega una solicitud de servicio al
sistema CDMA, si el servicio puede multiplexarse en el canal
original, el sistema CDMA reconfigura los canales físicos. Si el
servicio no puede ser multiplexado con éxito en el canal original,
el sistema de CDMA solicita un módulo de gestión de recursos de
código para recursos de código. Si falla la solicitud de recursos
de código, el servicio puede ser rechazado.
Cuando el sistema CDMA anteriormente citado
asigna servicios, es necesario multiplexar muchos tipos de servicios
para incrementar la utilización de los canales. En un aspecto,
cuando se asignan los canales y configuraciones, las
características específicas de los diferentes servicios son
distintas, y las características de servicio del mismo servicio de
usuarios diferentes también son distintas. En otro aspecto, al
configurar los canales, si la característica de servicio de un
servicio específico no puede ser entendido, hará que la
configuración quede oculta, con el resultado de que los recursos
del canal se desaprovecharán y/o se reconfigurarán con frecuencia,
lo cual afectará significativamente al rendimiento del sistema
CDMA.
Un procedimiento de gestión de anchos de banda
en un sistema de comunicaciones inalámbrico que soporta
comunicaciones multimedia se describe en la patente US nº
6.097.733.
Uno de los objetivos de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para mejorar la utilización de los
canales de un sistema CDMA. El procedimiento asigna un ancho de
banda de canal y un procedimiento de multiplexado para mejorar la
utilización de los canales y reducir el número de reconfiguraciones
basándose en las características de servicio de servicios
diferentes de distintos usuarios.
Para alcanzar los objetivos mencionados
anteriormente, un procedimiento para mejorar la utilización de los
canales de un sistema CDMA, según los principios de la presente
invención, comprende las etapas siguientes: recepción de una
solicitud de servicio que comprende información del tipo de servicio
y del usuario por un módulo de acceso a los servicios del sistema
CDMA; recuperación de una característica de servicio de un servicio
actual del usuario a partir de una base de datos del sistema,
basándose en la información del tipo de servicio y del usuario;
transmisión de la característica de servicio por el sistema CDMA a
un módulo de gestión de canales del sistema; selección por le
módulo de gestión de canales de un procedimiento de multiplexado de
canales y de un ancho de banda de canal, basándose en la
característica de servicio; transmisión de datos, en la cual,
cuando una tasa de transmisión de datos cambia hasta el punto de que
la capacidad del canal actualmente configurado no puede satisfacer
las necesidades de la tasa de transmisión de datos, el módulo de
gestión de canales reasigna el canal actualmente configurado;
registro de la variación continua de la tasa de transmisión de
datos, durante la transmisión de datos, por el módulo de acceso a
los servicios; modificación de la característica de servicio del
servicio actual basándose en la estadística; actualización de la
característica de servicio correspondiente en la base de datos del
sistema una vez completada la transmisión de datos; y utilización
de la base de datos del sistema actualizada como referencia en al
siguiente configuración y asignación de canal.
En el procedimiento mencionado anteriormente
para mejorar la utilización de canales del sistema CDMA, el tipo de
servicio puede comprender servicios empaquetados, servicios de voz y
otros servicios de tasa no constante.
En el procedimiento mencionado anteriormente
para mejorar la utilización de canales del sistema CDMA, la
característica de servicio puede comprender la tasa máxima del
servicio, la duración de la tasa máxima del servicio, la
probabilidad de ocurrencia de la tasa máxima, la tasa media del
servicio, la duración de la tasa media del servicio, la
probabilidad de ocurrencia de la tasa media, la tasa mínima del
servicio, la duración de la tasa mínima del servicio y la
probabilidad de ocurrencia de la tasa mínima.
\newpage
En el procedimiento anterior para mejorar la
utilización de canales del sistema CDMA, el tipo de servicio puede
comprender la distribución de las tasas de los servicios,
distribución de la duración de cada una de las tasas y estadística
de la tendencia de las variaciones de tasa.
En el procedimiento anterior para mejorar la
utilización de canales del sistema CDMA, se determina una
característica de servicio inicial de cada tipo de servicio de cada
usuario basándose en un modelo común de tipo de
servicio.
servicio.
En el procedimiento anterior para mejorar la
utilización de canales del sistema CDMA, el número de veces que se
modifica la característica de servicio del servicio actual puede ser
un número elevado y cada vez se implementa la modificación
basándose en una característica de servicio modificada, o basándose
en la característica de servicio inicial.
La figura 1 es un diagrama que ilustra un modelo
de servicio de navegación WWW.
La figura 2 es un diagrama que ilustra un código
en árbol de un factor de ensanchado variable ortogonal (OVSF).
La figura 3 es un diagrama que ilustra un
diagrama de un múltiplex de servicio de CDMA común.
La figura 4 es un diagrama de flujo de una forma
de realización de un procedimiento para mejorar la utilización de
canales en un sistema CDMA según los principios de la presente
invención.
La figura 5 es un diagrama de bloques de una
forma de realización de un aparato para mejorar la utilización de
canales en un sistema CDMA según los principios de la presente
invención.
A continuación la invención se describirá con
mayor detalle considerada conjuntamente con la forma de realización
y los dibujos.
Las figuras 4 y 5 ilustran respectivamente un
procedimiento 100 y un aparato 200 para mejorar la utilización de
canales de un sistema CDMA. El procedimiento 100 se inicia con la
etapa 102 de selección de un modelo de servicio. Cuando el módulo
de acceso a los servicios 202 del sistema CDMA recibe una solicitud
de servicio de un usuario determinado, la solicitud de servicio
incluye información del tipo de servicio e información del usuario
del servicio. Se recupera una característica de servicio del
servicio actual del usuario de una base de datos del sistema 204,
basándose en la información del usuario y en la información del tipo
de servicio, presentando cada servicio de cada usuario una
característica de servicio individual. Alternativamente, los
servicios del mismo tipo de cada usuario presentan una
característica de servicio individual. Se determina una
característica de servicio inicial de cada servicio de cada usuario
basándose en un modelo común de los tipos de servicio, y la
característica de servicio inicial del tipo de servicio inicial
refleja una característica general de los tipos de servicio. Los
tipos de servicio pueden comprender servicios empaquetados,
servicios de voz y otros servicios de tasa no constante. Las
características de servicio pueden comprender la tasa máxima del
servicio, la duración de la tasa máxima del servicio, la
probabilidad de ocurrencia de la tasa máxima, la tasa media del
servicio, la duración de la tasa media del servicio, la probabilidad
de ocurrencia de la tasa media, la tasa mínima del servicio, la
duración de la tasa mínima del servicio y la probabilidad de
ocurrencia de la tasa mínima. Las características de servicio
pueden comprender la distribución de las tasas de los servicios, la
distribución de la duración de cada una de las tasas y la
estadística de la tendencia de las variaciones de tasa. Además, la
característica de servicio inicial de cada tipo de servicio de cada
usuario se determina basándose en un modelo común de tipo de
servicio.
En la etapa siguiente 104, el sistema CDMA
transmite la característica de servicio a un módulo de gestión de
canales 206, y el módulo de gestión de canales 206 selecciona un
procedimiento de multiplexado de canales y un ancho de banda de
canal basándose en la característica de servicio.
En la siguiente etapa 106 se transmiten los
datos. Si durante la transmisión de los datos la tasa de transmisión
de datos cambia hasta el punto de que la capacidad del canal
actualmente configurado no puede satisfacer las necesidades de la
tasa de transmisión de datos durante la transmisión de datos, el
módulo de gestión de canales 206 reasignará el canal actualmente
configurado.
En la siguiente etapa 108, el módulo de acceso a
los servicios 202 registra continuamente de la variación de la tasa
de transmisión de datos, utilizándose dicha información como base o
referencia para la modificación de la característica de
servicio.
En la siguiente etapa 110, se modifica la
característica de servicio del servicio actual basándose en
resultados estadísticos. Cuando la característica de servicio se
modifica de forma continua, la característica de servicio se adapta
para ser parecida a la característica de servicio original.
En la siguiente etapa 112, la característica de
servicio modificada resultante se actualiza en la base de datos del
sistema 204, para que cuando se reciba la siguiente solicitud de
servicio del mismo tipo del usuario pueda utilizarse la
característica de servicio modificada como referencia para la
configuración del canal.
En una aplicación de la presente invención, una
configuración de canal se considera, en primer lugar, desde el
aspecto de la característica de servicio de un servicio para mejorar
la eficacia de la configuración del canal. Durante el posterior
procedimiento de comunicación del servicio, la característica de
servicio se registra más detalladamente y se modifica basándose en
los resultados estadísticos para aproximarla gradualmente a la
situación real. Como consecuencia, disminuye el número de veces que
debe reconfigurarse el canal y mejora la utilización del mismo.
Suponiendo que deban realizarse tres tipos de
servicio para un usuario, siendo la tasa máxima de cada servicio de
32 Kbit/s, las probabilidades de ocurrencia de la tasa máxima de los
respectivos servicios son de 0,1, 0,2 y 0,2 respectivamente. Estos
tipos de servicio se multiplexan sobre un canal que presenta una
tasa de 32 Kbits/s según el procedimiento de la presente invención.
La utilización del canal es de 0,5. El multiplexado del canal puede
realizarse de forma continua en el canal. Comparando con el
procedimiento convencional, en el cual cada servicio se asigna a un
canal de 32 Kbits/s respectivamente, la utilización de canal de la
presente invención aumenta en un factor de por lo menos 3.
Mientras, se guardan dos recursos de código que presentan la tasa
de 32 Kbits/s y pueden ser utilizados por otros usuarios.,
incrementando la capacidad del sistema. Además, para el mismo
servicio, diferentes usuarios pueden presentar características
distintas; por ejemplo, en la navegación por una página web,
diferentes usuarios pueden presentar distintas velocidades de
lectura. Por lo tanto, la característica de servicio de cada usuario
puede ser diferente. En una aplicación, cuando un usuario abre una
pluralidad de ventanas de navegación WWW, un modelo de navegación
WWW común ya no resulta adecuado para este usuario. Así pues, es
necesario registrar y calcular los modelos de servicio para cada
uno de los usuarios. Analizando una característica de servicio de un
servicio específico de un determinado usuario, las informaciones
como, por ejemplo, la tasa máxima, la duración de la tasa máxima, la
tasa media, la tasa mínima, etc. se utilizan como referencia para
la configuración de canales. Por consiguiente, se evita la
asignación oculta de canales y se reducen significativamente las
señales de reasignación como resultado de la asignación oculta de
canales. Por lo tanto, mejora la utilización de los canales y
aumenta de forma significativa la eficacia del sistema CDMA.
Claims (6)
1. Procedimiento para mejorar la utilización de
los canales de un sistema CDMA, que comprende las etapas
siguientes:
recibir una solicitud de servicio para la
transmisión de datos por un canal mediante un módulo de acceso a
los servicios (202) del sistema CDMA, comprendiendo la solicitud de
servicio información del tipo de servicio y del usuario, para lo
cual se recupera una característica de servicio de un servicio
actual del usuario a partir de una base de datos del sistema (204),
basándose en la información del tipo de servicios y del usuario;
transmitir la característica de servicio por el
sistema CDMA a un módulo de gestión de canales (206) del sistema
CDMA, para lo cual el módulo de gestión de canales (206) selecciona
un procedimiento de multiplexado de canales y un ancho de banda de
canal basándose en la característica de servicio;
transmitir datos, en la cual, cuando una tasa de
transmisión de datos cambia hasta el punto de que la capacidad del
canal actualmente configurado no puede satisfacer las necesidades de
la tasa de transmisión de datos, el módulo de gestión de canales
reasigna el canal actualmente configurado;
registrar la variación de la tasa de transmisión
de datos por el módulo de acceso a los servicios (202) durante la
transmisión de datos;
modificar la característica de servicio del
servicio actual basándose en la variación; y
actualizar registro correspondiente de la
característica de servicio en la base de datos del sistema (204)
para que cuando se realice una nueva solicitud de servicio del mismo
tipo de servicios del usuario, se utilice el registro actualizado
de la característica de servicio como referencia para configurar y
asignar el canal.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el tipo de servicio comprende un servicio empaquetado, un
servicio de voz y un servicio de tasa no constante.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la característica de servicio comprende una tasa máxima, una
duración de la tasa máxima, la probabilidad de ocurrencia de la tasa
máxima, la tasa media, la duración de la tasa media, la
probabilidad de ocurrencia de la tasa media, la tasa mínima, la
duración de la tasa mínima y la probabilidad de ocurrencia de la
tasa mínima.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la característica de servicio comprende la distribución de
las tasas de transmisión de datos, la distribución de la duración de
cada una de las tasas de transmisión de datos y estadísticas de la
tendencia de la variación de las tasas de transmisión de datos.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que se determina la característica de servicio inicial de cada
tipo de servicio de cada usuario basándose en un modelo común de
tipo de servicio.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la etapa de modificación de la característica de servicio
del servicio actual se implementa basándose en una característica de
servicio previamente modificada o en la característica de servicio
inicial.
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