ES2284924T3 - Asignacion de recursos en un sistema de comunicacion por radio basado en paquetes. - Google Patents
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Abstract
Un método para la asignación de recursos en un sistema de comunicación (100) por radio basado en paquetes, comprendiendo el método: proporcionar información tridimensional (200) que indica una cantidad de recursos de red disponibles, del sistema, organizada por códigos, intervalos de tiempo y tramas; buscar en la información tridimensional (200) para identificar nuevos recursos que pueden ser asignados; y asignar recursos del sistema de acuerdo con la información tridimensional, donde el método está caracterizado porque la etapa de búsqueda comprende buscar, en la información tridimensional (200), una trama actual (540) localizada delante en el espacio de recursos.
Description
Asignación de recursos en un sistema de
comunicación por radio basado en paquetes.
La invención se refiere a sistemas de
comunicación por radio basados en paquetes, y en particular (aunque
no exclusivamente) al modo UMTS TDD.
En el modo TDD (Time Division Duplex, División
de Tiempo Dúplex) del UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System, Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles), tal como
se conoce a partir del Proyecto Conjunto de 3ª Generación, la
asignación de recursos a los usuarios es problemática, debido a que
hay 3 dimensiones en las que existen recursos - códigos, intervalos
de tiempo y tramas. Además, es probable que se asigne diferentes
tasas de transferencia real a diferentes usuarios. El problema se
incrementa en aplicaciones de conmutación por paquetes, cuando las
asignaciones se realizan muy frecuentemente para cortos períodos de
tiempo.
En estas circunstancias es importante que el
espacio de recursos del sistema se rellene eficientemente, o de lo
contrario se verá reducida la transferencia real del sistema global.
Adicionalmente, también debe tomarse en consideración las
necesidades de procesamiento y de memoria.
El trabajo previo se ha concentrado casi por
completo en el caso, mucho más sencillo, de aplicaciones conmutadas
por circuito. Bajo estas circunstancias, las asignaciones a los
usuarios perduran durante largos periodos de tiempo y no cambian,
lo que es muy diferente al caso de conmutación por paquetes. Sin
embargo, la aplicación de técnicas de circuito conmutado a sistemas
de paquetes conmutados tiene las desventajas de que, puesto que se
presta servicio a los usuarios con tasas variables en cada trama, se
asignará a los usuarios números diferentes de unidades de recursos,
en cualquier trama dada. Además, puesto que puede seguir existiendo
asignaciones previas, es probable que la asignación correcta de
recursos a los usuarios sea problemática.
El documento US 6 031 827 revela un método para
el control físico de recursos de radio. El documento WO 00/52 951
revela un método y un sistema para gestionar recursos de
transmisión. El documento EP 0 913 970 describe un método para que
un usuario solicite recursos en un sistema de comunicación.
Por lo tanto, existe la necesidad de una
asignación de recursos a usuarios de tasas variables, donde se
alivie las desventajas mencionadas.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona un método para la asignación de recursos
en un sistema de comunicación por radio basado en paquetes, como el
reivindicado en la reivindicación 1. De acuerdo con un segundo
aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de
comunicación por radio basado en paquetes, como el reivindicado en
la reivindicación 7.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente
invención, se proporciona un controlador de red de radio como el
reivindicado en la reivindicación 12.
Solo modo de ejemplo, se describirá ahora un
esquema tridimensional de asignación de recursos para usuarios de
tasas variables, que incorpora la presente invención, con referencia
a los dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra una representación
diagramática en bloques, de un sistema 3GPP en el que se utiliza la
presente invención;
la figura 2 muestra una representación del
espacio de recursos del sistema, para el sistema de la figura 1
funcionando en modo TDD;
el sistema de la figura 3 muestra una
representación diagramática en bloques, de un elemento RNC del
sistema de la figura 1, que incorpora la representación del espacio
de recursos del sistema de la figura 2;
la figura 4 muestra como la representación del
espacio de recursos del sistema es actualizada en cada trama; y
la figura 5 muestra un ejemplo de la asignación
de recursos del sistema que incorpora la presente invención.
\newpage
En referencia en primer lugar a la figura 1, se
considera que una típica red UMTS estándar 100 comprende
convenientemente: un dominio de equipo del usuario 110, un dominio
SIM del usuario (USIM) 120, y un dominio de equipo móvil 130; y un
dominio de infraestructura 140 que consta de un dominio de red de
acceso 150, y un dominio de red central 160 que, a su vez, se
compone de un dominio de red de servicio 170 y un dominio de red de
tránsito 180 y un dominio de red local 190.
En el dominio del equipo móvil 130, el equipo
del usuario UE 130A recibe datos desde una SIM del usuario 120A, en
el dominio USIM 120, por vía del interfaz cableado Cu. El UE 130A
comunica datos con un nodo B 150A, en el dominio de acceso de red
150, por vía del interfaz inalámbrico Uu. Dentro del dominio de
acceso de red 150, el nodo D 150A comunica con otros RNCs (no
mostrados), por vía de interfaz Iur. El RNC 150B comunica con un
SGSN 170A en el dominio de red de servicio 170, por vía del interfaz
Iu. Dentro del dominio de red de servicio 170, el SGSN 170A
comunica con un GGSN 170B, por vía del interfaz Gn, y el SGSN 170A
comunica con un servidor VLR 170C, por vía del interfaz Gs. El SGSN
170A comunica con un servidor HLR 190A en el dominio de red local
190, por vía del interfaz Zu. El GGSN 170A comunica con la red
pública de datos 180A en el dominio de red de tránsito 180, por vía
del interfaz Yu.
Así, se proporciona convencionalmente los
elementos RNC 150B, SGSN 170A y GGSN 170B como unidades discretas y
separadas (en sus propias plataformas respectivas de soporte
lógico/equipo físico), divididas a través del dominio de red de
acceso 150 y el dominio de red de servicio 170, como muestra la
figura 1.
El RNC 150B es el elemento UTRAN (UMTS
Terrestrial Radio Access Network, Red de Acceso Radio Terrestre
UTRAN) responsable del control y la asignación de recursos para
numerosos nodos Bs 150A; típicamente puede controlarse de 50 a 100
nodos B mediante un RNC. El RNC proporciona además la distribución
fiable del tráfico del usuario, sobre los interfaces de aire. Los
RNC comunican entre sí (por vía del interfaz Iur), para soportar
traspaso y macro-diversidad.
El SGSN 170A es el elemento de Red Central UMTS
responsable del Control de Sesión y el interfaz para los Registros
de Localización (HLR y VhR). El SGSN es un gran controlador
centralizado para muchos RNCs.
El GGSN 170B es el elemento de Red Central UMTS
responsable del control y del efecto túnel de los datos del
usuario, dentro de la red de paquetes central, hasta el destino
final (por ejemplo, un proveedor de servicios de Internet -
ISP).
ISP).
La presente invención está basada en el concepto
de una representación del espacio de recursos del sistema, que se
mantiene típicamente en el, o cada, RNC 150B, que permite la
ubicación eficaz y la subsiguiente transmisión de señales a los
usuarios de los recursos asignados.
La figura 2 muestra una representación 200 del
espacio recursos del sistema, para un sistema en el que las
unidades de recursos asignados pueden caracterizarse por la
combinación de un solo intervalo de tiempo, un solo código y una
sola trama, siendo un ejemplo de esto el modo TDD en UMTS 3GPP. En
el dibujo, el sistema tiene M códigos y N intervalos de tiempo. Sin
embargo el número de tramas es indefinido, puesto que estas pueden
ser asignadas infinitamente hacia el futuro. Como puede verse a
partir del dibujo, la representación está organizada en una forma
ortogonal, tridimensional por códigos, intervalos de tiempo y
tramas.
Siguiendo con la presente invención, la función
de asignación de recursos puede mantener (en el RNC dentro de la
red de acceso por radio, como se muestra en la figura 3) la
representación 200 de este espacio de recursos del sistema. Cuando
el recurso se señaliza como externo al usuario, también se graba en
la representación 200 del espacio de recursos del sistema, que se
mantiene en la función del asignador de recursos. La asignación a
un usuario concreto se graba mediante colocar un número que
representa al usuario en la localización correspondiente, en la
representación 200 del espacio de recursos del sistema. Se apreciará
que la representación 200 del espacio de recursos del sistema se
mantiene, convenientemente, en memoria tal como RAM, dentro del RNC
150B.
La figura 4 muestra como se realiza la
representación del espacio de recursos del sistema, en cada
trama.
Claramente, es muy difícil mantener un
almacenamiento del espacio de recursos del sistema que se extienda
durante un número infinito de tramas hacia el futuro. Por tanto el
número de tramas hacia el futuro, sobre el que puede extenderse una
asignación, está limitado a \phi + 1 tramas (de 0 a \phi, como
se muestra en el dibujo).
La representación del espacio de recursos del
sistema debe actualizarse en cada trama, y la figura 4 ilustra la
actualización que se produce entre una etapa de trama primera 410 y
una etapa de trama segunda 420. Está claro que la trama más actual
puede retirarse (como se indica en 430) de la representación del
espacio de recursos del sistema, puesto que la trama que
corresponde estos recursos ha pasado, de forma que ahora no puede
asignarse nada a esta trama. Adicionalmente, se inserta una nueva
trama que está completamente vacía (como se indica en 440) en la
representación del espacio de recursos del sistema, en el final de
la representación del espacio de recursos del sistema, es decir en
la trama \phi (3).
La figura 5 muestra un simple examen de como
funciona la invención, y el dibujo ilustra la actualización que se
produce entre una etapa de trama primera 510 y una etapa de trama
segunda 520 (por vía de una etapa de búsqueda intermedia 530, como
se explicará más abajo).
En este ejemplo, los usuarios se numeran como #1
hasta #9, y el número de tramas hacia el futuro hasta la que puede
realizarse la asignación, \phi, se fija en 3, de forma que un
total de 4 tramas están almacenadas en la función del asignador de
recursos, tal como se muestra.
Un algoritmo diferente, que no necesita ser
descrito con mayor detalle, determina cuántas unidades de recursos
hay asignadas a cada usuario, en cada trama. En el ejemplo de abajo
hay asignadas 10 unidades de recurso al usuario #2, hay asignadas 8
unidades de recursos al usuario #3, y hay asignadas 3 unidades de
recurso al usuario #9.
Estos recursos asignados pueden situarse solo en
la representación del espacio de recursos del sistema, donde no hay
asignación previa (es decir, donde no existe ningún número de
usuario).
Puesto que los recursos asignados no pueden ser
situados donde ha sido situada una asignación previa, debe
realizarse una búsqueda de unidades de recurso libres, en la
representación del espacio de recursos de sistema,. Es posible
buscar en toda la representación del espacio de recursos del
sistema. Sin embargo no es necesario hacer esto, y para simplificar
el procedimiento de búsqueda solo se busca a la cara de inicio de la
representación del espacio de recursos del sistema (es decir, la
trama más actual, trama 0).
Se lleva a cabo una búsqueda de la trama 0, de
la representación del espacio de recursos del sistema (como se
indica en 540). Se realiza una selección aleatoria de las tres
unidades de recursos, y las unidades de recursos asignadas son
situadas en esta sección, mediante colocar el número del usuario en
la correspondiente localización, en la representación del espacio
de recursos del sistema (como se indica en 550). Mientras haya
unidades de recurso a ser ubicadas, se utiliza la misma localización
de código/intervalo de tiempo, pero hacia delante en las tramas,
hasta que la se alcanza la trama \phi (como se indica en 560).
Este proceso se repite hasta que son ubicadas toda las unidades de
recursos.
Por ejemplo, al usuario #2 se asigna 10 unidades
de recurso:
- \sqbullet
- Se busca unidades de recurso libres en la trama 0.
- \sqbullet
- A partir del conjunto de unidades de recurso libres, se toma una decisión aleatoria, y en este caso se selecciona el intervalo de tiempo 2, código 1.
- \sqbullet
- Se coloca 4 unidades de recursos en esta localización, hasta la trama \phi.
- \sqbullet
- Se coloca 4 unidades de recursos más para el usuario #2, en la localización del intervalo de tiempo 1, código 3, desde la trama 0 hasta la trama \phi.
- \sqbullet
- Se deja solo 2 unidades de recurso a ser situadas en el intervalo de tiempo 4, código 2, para las tramas 0 y 1.
Nótese que si no se encuentra unidades de
recurso libres en la trama 0, entonces no se coloca las
asignaciones en la representación del espacio de recursos del
sistema.
Finalmente, una vez que todos los recursos
asignados están colocados en la representación del espacio de
recursos de sistema, se señaliza a los usuarios con la apropiada
indicación de códigos, intervalos de tiempo y tramas. Por ejemplo
el usuario #9 es señalizado con el intervalo de tiempo 3, código 2,
y la asignación es para 3 tramas; estos recursos son utilizados
después para transportar datos.
Se apreciará que el método descrito arriba para
la asignación tridimensional de recursos, para usuarios de tasas
variables, puede llevarse a cabo principalmente en soporte lógico
ejecutado en un procesador (no mostrado), y que el soporte lógico
puede proporcionarse como un elemento de programa informático, que
va en un portador de datos adecuado (tampoco mostrado) tal como un
disco magnético u óptico.
También se apreciará que la disposición descrita
arriba para la asignación tridimensional de recursos para usuarios
de tasas variables, puede proporcionarse en un circuito integrado
(no mostrado) tal como un FPGA (Field Programmable Gate Array,
matriz de puertas de campo programables) o un ASIC (Application
Specific Integrated Circuit, circuito integrado para aplicaciones
específicas).
Se comprenderá que el esquema descrito arriba
para la asignación tridimensional de recursos para usuarios de
tasas variables, proporciona las siguientes ventajas:
- \sqbullet
- Puede realizarse a los usuarios asignaciones que tienen como resultado diferentes tasas globales de transferencia real.
- \sqbullet
- El empaquetamiento eficiente de recursos asignados, significa que se minimiza los recursos derrochados.
- \sqbullet
- Puesto que la representación del espacio de recursos del sistema está delimitada, puede minimizarse la información almacenada en la función del asignador de recursos (en la red de acceso por radio).
- \sqbullet
- Las asignaciones se realizan solo en base a la trama más actual en la representación del espacio de recursos del sistema, reduciendo así la complejidad requerida.
- \sqbullet
- El número máximo de tramas en el futuro sobre del cual puede asignarse recursos, \phi, puede utilizarse para modificar el perfil de las asignaciones.
Claims (16)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Un método para la asignación de recursos en un sistema de comunicación (100) por radio basado en paquetes, comprendiendo el método:- proporcionar información tridimensional (200) que indica una cantidad de recursos de red disponibles, del sistema, organizada por códigos, intervalos de tiempo y tramas;
- buscar en la información tridimensional (200) para identificar nuevos recursos que pueden ser asignados; y
- asignar recursos del sistema de acuerdo con la información tridimensional,
- donde el método está caracterizado porque la etapa de búsqueda comprende buscar, en la información tridimensional (200), una trama actual (540) localizada delante en el espacio de recursos.
- 2. El método de la reivindicación 1, en el que la información tridimensional (200) está organizada ortogonalmente por códigos, intervalos de tiempo y tramas.
- 3. El método de la reivindicación 1 o la 2, en el que la etapa de asignación incluye almacenar, en la información tridimensional (200), un número de usuario que indica el código, el intervalo de tiempo y la trama, asignados al usuario.
- 4. El método de la reivindicación 1, la 2 o la 3, en el que la etapa de asignación comprende:
- actualizar la información tridimensional (200) cuando se ha asignado nuevos recursos.
- 5. El método de cualquier reivindicación precedente, en el que la información tridimensional (200) es almacenada en un controlador de red de radio (150B) del sistema (100).
- 6. El método de cualquier reivindicación precedente, en el que el sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100) es un sistema UMTS.
- 7. Un sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), que comprende un controlador de red de radio (150B) que proporciona asignación de recursos en el sistema de comunicación por radio basado en paquetes, comprendiendo el controlador de red de radio (150B):
- una memoria que almacena información tridimensional (200), que indica una cantidad de recursos de red disponibles, del sistema, organizados por códigos, intervalos de tiempo y tramas;
- un procesador dispuesto para buscar en la información tridimensional (200), al efecto de identificar nuevos recursos que puedan ser asignados; y
- medios para la asignación de recursos del sistema, de acuerdo con la información tridimensional (200);
- donde el sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100) está caracterizado porque el procesador busca, en la información tridimensional (200), una trama actual (540) localizada delante en el espacio de recursos.
- 8. El sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), de la reivindicación 7, en el que la información tridimensional (200) está organizada ortogonalmente por códigos, intervalos de tiempo y tramas.
- 9. El sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), de la reivindicación 7 o la 8, en el que los medios de asignación incluyen medios para almacenar, en la información tridimensional (200), un número de usuario que indica el código, el intervalo de tiempo y la trama, asignados al usuario.
- 10. El sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), de la reivindicación 7, la 8 o la 9, en el que los medios de asignación comprenden:
- medios para actualizar la información tridimensional (200) cuando se ha asignado nuevos recursos.
- 11. El sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que el sistema de comunicación por radio basado en paquetes es un sistema UMTS.
- 12. Un controlador de red de radio (150B) para un sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), comprendiendo el controlador de red de radio:
- una memoria que almacena información tridimensional (200), indicando una cantidad de recursos de red disponibles, del sistema, organizada por códigos, intervalos de tiempo y tramas;
- un procesador dispuesto para buscar en la información tridimensional (200), al efecto de identificar nuevos recursos que puedan ser asignados; y
- medios para la asignación de recursos del sistema, de acuerdo con la información tridimensional (200);
- donde el sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100) está caracterizado porque el procesador busca, en la información tridimensional (200), una trama actual (540) localizada delante en el espacio de recursos.
- 13. El controlador de red de radio (150B) para un sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), de la reivindicación 12, en el que la memoria almacena, en la información tridimensional (200), un número de usuario que indica el código, el intervalo de tiempo y la trama asignados al usuario.
- 14. El controlador de red de radio (150B) para un sistema de comunicación por radio basado en paquetes (100), de la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en el que el medio de asignación comprende:
- medios para actualizar la información tridimensional (200), cuando se ha asignado nuevos recursos.
- 15. Un elemento de programa informático que comprende medios de programación informática, para llevar a cabo sustancialmente el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
- 16. Un circuito integrado, adaptado para funcionar en el controlador de red de radio de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14.
\global\parskip1.000000\baselineskip
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