ES2331130T3 - Correlacion de velocidad de bites. - Google Patents
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Abstract
Método para adaptar la relación de GBR/MBR, Guaranteed Bit Rate/Maximum Bit Rate ratio - Velocidad de Bits Garantizada/Velocidad de Bits Máxima, para comunicación de datos en una red de radio (3), que comprende las etapas de: proporcionar una GBR predefinida a un componente (5) en la red de radio (3); y calcular, por el citado componente, una MBR usando la GBR como datos de entrada, donde se usa un algoritmo predefinido para el cálculo, que minimiza la diferencia entre la GBR y la MBR.
Description
Correlación de velocidad de Bits.
La invención se refiere a un método y a una red
de radio, respectivamente, para adaptar la GBR/MBR (Guaranteed Bit
Rate/Minimum Bit rate - Velocidad de Bits Garantizada/Velocidad de
Bits Mínima) para comunicación de datos en la red de radio.
La red de radio comprende una pieza de un equipo
de usuario, un dispositivo de control por radio y un SGSN
(Switching GPRS Support Node - Nodo de Soporte de GPRS con
Conmutación).
La invención se refiere también a un nodo del
tipo SGSN, o a un nodo que tiene una funcionalidad similar.
Debido al desarrollo de equipos para transporte
de datos inalámbrico, por ejemplo correo electrónico, muchos
operadores de red están estableciendo tales servicios para sus
clientes. Futuros campos de uso pueden ser adquirir secuencias de
video de un evento deportivo en curso, por ejemplo un partido de
fútbol. Cuando se marca un gol, se puede observar el evento
mediante, a modo de ejemplo, un monitor de teléfono móvil.
Hoy en día, se usa GPRS (Global Packet Radio
Service - Servicio Global de Radio por Paquetes). Los sistemas de
GPRS previos se llaman de 2.5G (generación 2.5G) y usan GSM (Global
System for Mobile communication - Sistema Global para Comunicación
Móvil) como su sistema de radio. Ahora los operadores están
introduciendo 3G (tercera generación) donde el GPRS usa UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System - Sistema de
Telecomunicaciones Móvil Universal) como su sistema de radio. El
UMTS es más rápido que el antiguo GSM, y tiene el soporte de muchos
operadores y fabricantes de telecomunicaciones importantes porque
representa una única oportunidad para crear un mercado de masas
para acceso de telefonía móvil altamente personalizado y de fácil
uso para la sociedad de la información del mañana. El UMTS
entregará fotografías, gráficos, comunicaciones mediante video y
otra información de banda ancha tal como la posibilidad de acceso a
Internet, así como voz y datos, directamente a personas que pueden
estar de viaje. El UMTS constituye la capacidad de las tecnologías
de telefonía móvil de hoy en día (como móviles digitales e
inalámbricos) proporcionando mayor capacidad, capacidad de datos y
un abanico de servicios mucho mayor usando un esquema de acceso por
radio innovador y una red de núcleo mejorada, en
evolución.
evolución.
En una red, el equipo de usuario UE (por ejemplo
un teléfono móvil) está conectado a un RNC (Radio Network
controller - controlador de Red de Radio) por medio de una conexión
inalámbrica. Puede haber más de un RNC en una red inalámbrica. El
RNC en cuestión está a su vez conectado a un nodo del tipo SGSN
(Switching GPRS Support Node - Nodo de Soporte de GPRS con
Conmutación), un tipo de conmutador que puede seleccionar un nodo
apropiado del tipo GGSN (Gateway GPRS Support Node - Nodo de Soporte
de GPRS de Puerta de Acceso). El SGSN recibe un conjunto de
parámetros de QoS (Quality de Service - Calidad de Servicio) para
cada UE para un APN (Access Point Name - Nombre de Punto de Acceso)
dado de un HLR (Home Location Register - Registro de Situación
Local), conteniendo una gran base de datos información acerca de
todos los abonados, es decir para una cierta tarjeta de SIM
(Subscriber Identification Module - Módulo de Identificación de
Abonado), un cierto conjunto de parámetros de QoS es adquirido del
HLR para un APN dado. El APN puede comprender uno o más servicios
tales como la Internet, y está conectado a un GGSN.
El SGSN recibe siempre parámetros de QoS del HLR
y recibe también parámetros de QoS bien sea del UE por medio del
RNC o del APN por medio del GGSN. Sólo se usa un conjunto de
parámetros de QoS específico para un contexto específico (una
disposición específica), pero pueden establecerse muchos contextos
en caso de necesidad.
Los parámetros de QoS pueden por ejemplo
comprender diferentes clases de tráfico tales como conversacional,
transmisión en vivo e interactivo. Cada una de estas clases de
tráfico es asignada a un GBR (Guaranteed Bit Ratio - Velocidad de
Bits Garantizada) y/o a una MBR (Maximum Bit Ratio - Velocidad de
Bits Máxima). Si el APN comprende varios servicios, la GBR y la MBR
definidas en el APN constituyen los límites superiores para toda la
oferta de servicios del APN, incluso si los servicios individuales
comprendidos en el APN requieren valores diferentes para la GBR y la
MBR.
Hay una relación entre la GBR y la MBR que puede
ser expresada como GBR = MBR - re-envíos. Esta
relación sólo existe en el RNC, no en el HLR. El HLR está provisto
por otra parte de una relación que afecta a la GBR/MBR que está
ligada a una cierta aplicación o servicio.
Como se ha explicado anteriormente, el SGSN
puede recibir parámetros de QoS del UE por medio del RNC. Si el UE
no especifica ninguna QoS especial para el servicio requerido desde
un APN que ofrece al menos dos servicios, los parámetros de QoS
adquiridos del HLR serán utilizados por el SGSN. El SGSN establece
entonces el contexto en un proceso de negociación entre el SGSN y
el RNC.
Esto puede provocar un conflicto, puesto que las
GBR/MBR que son presentadas al RNC por el SGSN en el proceso de
negociación entre el SGSN y el RNC pueden no ser aceptadas by el
RNC, por ejemplo debido a un alto grado de tráfico inalámbrico, o a
una capacidad generalmente baja para transmisiones inalámbricas. Si
el RNC no acepta las GBR/MBR que se usan, la transmisión en
cuestión es almacenada temporalmente para una futura posibilidad de
transmisión, o finalizada.
Si el SGSN recibe parámetros de QoS del APN por
medio del GGSN, se establece un contexto usando bien los parámetros
de QoS del APN o bien los parámetros de QoS adquiridos del HLR, se
elige el QoS que comprende el valor más bajo para GBR/MBR. El
conflicto explicado puede tener lugar de la misma manera en este
caso, si los parámetros de QoS elegidos para el contexto en
cuestión comprenden una GBR/MBR que no es aceptada por el RNC.
El documento EP 1395005 se refiere a una
implementación de transmisión en vivo en una red de comunicación de
telefonía móvil. En un caso, no de "fast start" - "inicio
rápido", la MBR (Maximum Bit Rate - Velocidad de Bits Máxima) y
la GBR (Guaranteed Bit Rate - Velocidad de Bits Garantizada) son
generalmente iguales, y en otro caso, de "fast start" -
"inicio rápido", la MBR será mayor que la GBR.
Hay por consiguiente un problema relativo a un
posible conflicto entre la GBR/MBR garantizada para el SGSN del HLR
y la capacidad del RNC que se usa.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método y una red de radio para adaptar la GBR/MBR a
la capacidad disponible en el RNC en cuestión.
El problema es resuelto por medio de un método
como el mencionado en la introducción, en el que la adaptación se
usa para cumplir con la mayor capacidad disponible en la red de
radio, cuyo método comprende las etapas de: adquirir una GBR
predefinida a un componente en la red de radio y calcular una MBR
que usa la GBR como dato de entrada, donde se usa un algoritmo
predefinido para el cálculo.
El problema es resuelto también por medio de una
red de radio como la mencionada en la introducción, donde la red de
radio está dispuesta para adaptar la GBR/MBR (Guaranteed Bit Rate -
Velocidad de Bits Garantizada/Minimum Bit Rate - Velocidad de Bits
Mínima) para comunicación de datos en la red de radio con el fin de
cumplir con la mayor capacidad disponible.
El problema es también resuelto por medio de un
nodo como el mencionado en la introducción, donde el nodo está
dispuesto para calcular una MBR que empieza con una GBR dada.
Realizaciones preferidas se explican en las
reivindicaciones independientes.
Se obtienen varias ventajas por medio de la
presente invención. Ejemplos de tales ventajas son:
- \bullet
- El riesgo de un conflicto entre la GBR/MBR que es presentada por el SGSN y la capacidad de la radio se reduce enormemente.
- \bullet
- Si se almacenan temporalmente datos debido a un error de transmisión, la cantidad de datos almacenados temporalmente se minimiza.
- \bullet
- Para un APN que comprende varios servicios con diferentes requisitos que afectan a la MBR/GBR, se establece una relación entre la MBR y la GBR.
- \bullet
- El número de los procesos de negociación entre el SGSN y el RNC se reduce.
La invención se describirá a continuación en
conexión con un ejemplo de una realización preferida y los dibujos
adjuntos, en los cuales
la Figura 1 es una vista esquemática de un
terminal de telefonía móvil que contacta con una estación de base;
y
la Figura 2 es una vista general esquemática de
un sistema en el que puede aplicarse la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta invención constituye una mejora en el campo
de las redes de datos inalámbricas, en particular en las redes de
datos en paquetes inalámbricas. En lo siguiente, se describirá un
antecedente más detallado de la invención con el fin de facilitar
la comprensión de la presente invención.
Debido al desarrollo de equipos para transporte
de datos inalámbrico, muchos operadores de red están estableciendo
tales servicios para sus clientes, tales como la posibilidad de
adquirir secuencias de video de un evento deportivo en curso, por
ejemplo un partido de fútbol, cuando se marca un gol, y ver el
evento en un monitor inalámbrico. Con referencia a la Figura 1, una
estación de base 1 de telefonía móvil es contactada por un UE
(equipo de usuario) 2 (por ejemplo un teléfono móvil). Cuando se usa
un GPRS (Global Packet Radio Service - Servicio de Radio en
Paquetes Global), se envían datos en paquetes, y el operador tiene
entonces la posibilidad de facturar al usuario por la cantidad de
datos enviada. Usando este servicio, la línea es compartida con
otros usuarios, o bien sólo está abierta cuando se transmiten los
paquetes.
La introducción de redes inalámbricas de 3G
(tercera generación) significa que el servicio de GPRS utiliza el
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - Sistema de
Telecomunicaciones de Telefonía Móvil Universal) como su sistema de
radio.
Con referencia ahora a la Figura 2, el UE 2 está
situado en una red de radio 3. El UE 2 contacta con una estación de
base que comprende un RNC (controlador de red de radio) 4 en la red
de radio 3, que posee uno o más operadores de la cual un operador
es al cual el UE 2 está abonado. Debe observarse como se muestra
esquemáticamente en la Figura 2, pero sin signos de referencia, que
pueden usarse en la red de radio 3 más de un RNC 4.
El RNC 4 en la red de radio 3 está conectado a
un nodo del tipo SGSN (Switching GPRS Support Node - Nodo de
Soporte de GPRS con Conmutación) 5, que funciona como un tipo de
conmutador que puede seleccionar un nodo apropiado del tipo GGSN
(Gateway GPRS Support Node - Nodo de Soporte de GPRS de Puerta de
Acceso) 6. El SGSN 5 recibe un conjunto de parámetros de QoS
(Quality de Service - Calidad de Servicio) 2 para un APN (Access
Point Name - Nombre de Punto de Acceso) 7 dado de un HLR (Home
Location Register - Registro de Situación Local)8,
conteniendo una gran base de datos información acerca de todos los
abonados, es decir para un cierto UE 2, un cierto conjunto de
parámetros de QoS es adquirido del HLR 8 para un APN dado 7. El APN
7 puede comprender uno o más servicios tales como la Internet, y
está conectado a un GGSN 6. Debe observarse como se muestra
esquemáticamente en la Figura 2, pero sin signos de referencia, que
se pueden obtener otros GGSN:s en la red de radio 3, conectados a
otros APN:s.
Debe observarse que los elementos mostrados en
la red de radio 3 están ahí para ayudar en la comprensión de la
invención, y varios de otros, no mostrados, elementos pueden ser
parte de la red de radio 3.
Los parámetros de QoS comprenden
- \bullet
- Clase de tráfico
- \bullet
- Orden de entrega (orden de los paquetes de datos)
- \bullet
- Entrega de SDU (Service Data Unit - Unidad de Datos de Servicio) errónea
- \bullet
- Máximo tamaño de SDU (Tamaño máximo para un paquete de datos)
- \bullet
- Máxima velocidad de bits para enlace ascendente
- \bullet
- Máxima velocidad de bits para enlace descendente
- \bullet
- BER (Bit Error Rate - Tasa de Error de Bits) residual
- \bullet
- SDU error ratio (Tasa de error de paquetes de datos)
- \bullet
- Retardo de transferencia
- \bullet
- Prioridad de manejo de tráfico (Aplicable para clases de tráfico que tienen prioridades, tales como "interactivo")
- \bullet
- Velocidad de bits para enlace ascendente garantizada
- \bullet
- Velocidad de bits para enlace descendente garantizada
\vskip1.000000\baselineskip
Existen diferentes clases de tráfico, por
ejemplo conversacional, transmisión en vivo, interactivo y
fondo.
El "conversacional" es una clase de tráfico
para tráfico en tiempo real, tal como tráfico de conversación,
donde es importante que todos los datos lleguen al receptor, y que
el tiempo de retardo se mantenga en un mínimo.
"Conversacional" está asociado con una cierta GBR (Guaranteed
Bit Rate - Velocidad de Bits Garantizada) y una cierta MBR (Maximum
Bit Rate - Velocidad de Bits Máxima).
\newpage
"Transmisión en vivo" es una clase de
tráfico para tráfico de música y video, donde es importante que el
llamado jitter se mantenga en un mínimo. Con el término
"jitter" "fluctuación", se hace referencia al retardo
entre cada paquete de datos. La "streaming" - "transmisión
en vivo" está asociada con una cierta GBR y una cierta MBR.
"Interactivo" es una clase de tráfico para
transferencia de ficheros de datos, por ejemplo ficheros de correo
electrónico y de Internet, donde es importante que el flujo de datos
sea lo más rápido posible. No importa si el flujo de datos es
variable con interrupciones en este caso. "Interactivo" está
asociado con el parámetro de QoS "Prioridad de manejo de
tráfico", donde están disponibles clases de diferente prioridad.
"Interactivo" está asociado con una cierta MBR.
"Fondo" es la clase de tráfico
"Interactivo" que tiene la prioridad más baja. "Fondo"
está asociado con una cierta MBR.
Descrito con más detalle, el SGSN 5 recupera una
IMSI (International Mobile Subscriber Identity Identidad de Abonado
de Telefonía Móvil Internacional) del UE 2. La IMSI es incorporada
al UE 2, a modo de ejemplo en un SIM (Subscriber Identification
Module - Módulo de Identificación de Abonado) tarjeta 9 que es
montado de manera separable en el UE 2. A continuación el SGSN 5
contacta el HLR 8, adquiriendo un conjunto de parámetros de QoS que
un abonado específico, identificado por medio de la IMSI, puede usar
para un APN 7 específico. Así, usando la IMSI, la información que es
válida para el UE 2 en cuestión es proporcionada al SGSN 5.
Si el APN comprende varios servicios, la GBR y
la MBR definidas en el APN constituyen los límites superiores para
toda la oferta de servicios del APN, incluso si los diferentes
servicios comprendidos en el APN requieren diferentes valores para
la GBR y la MBR.77
Como se ha explicado anteriormente, la GBR está
incluida en las clases de tráfico de transmisión en vivo y
conversacional, mientras que la MBR está incluida en todas las
clases de tráfico mencionadas.
De acuerdo con la presente invención, la MBR
adquirida de los parámetros de QoS no se usa, pero es calculada por
el SGSN 5 de una GBR dada. La MBR es calculada como
2^{x} <
GBR \leq 2^{(x+1)}
\hskip0.3cm\Longrightarrow
\hskip0.3cmMBR = 2^{(x+1)}
donde x es un
entero.
En otras palabras, la MBR es calculada como la
potencia de 2 que es igual a o está lo más cerca posible por arriba
de la GBR. La MBR es así elegida de un conjunto fijo de valores de
MBR, donde la MBR es una potencia de 2, por ejemplo 2^{3} = 8,
2^{4} = 16, 2^{5} = 32, 2^{6} = 64 y 2^{7} =128. Por
ejemplo, si la GBR es 60, la MBR es calculada como MBR = 2^{6} =
64.
La GBR dada que es proporcionada al SGSN 5 está
comprendida en la QoS que es suministrada desde el HLR 8.
Alternativamente, la GBR dada puede también estar comprendida bien
en la QoS que es suministrada desde el UE 2 por medio del RNC 4 o
desde el APN 7 por medio del GGSN 6. En cualquiera de los dos casos,
se usa la GBR que tiene el menor valor, disminuyendo el riesgo de
un conflicto en el RNC 4.
Si una MBR es calculada y presentada al RNC 4
por el SGSN 5 en un proceso de negociación entre el SGSN 5 y el RNC
4, precediendo a la transmisión de datos, es posible que la MBR
pedida no es aceptada por el RNC 4. Esta no aceptación puede
depender de la MBR calculada que no cumple con la capacidad del RNC
4. El RNC 4 indica este hecho al SGSN 5, el cual a continuación
reduce la MBR a un valor predefinido, y a continuación sugiere este
valor reducido al RNC. Durante este proceso, eventualmente el SGSN
presentará una MBR aceptable al RNC.
Otra ventaja proporcionada por la presente
invención es que, como la diferencia entre la GBR y la MBR se
minimiza, se ahorran recursos del sistema. Si se establece una
conexión entre el SGSN 5 y el RNC 4, y ocurre un error de
transmisión, los datos son almacenados temporalmente en el RNC 4 ó
borrados. Si los datos se almacenan temporalmente, es beneficioso
si la cantidad de datos almacenados temporalmente es lo menor
posible, como proporciona la presente invención.
Anteriormente, se ha descrito un sistema de
acuerdo con 3G, que usa UMTS. Por supuesto, la presente invención
es aplicable para 2.5G, usando GSM, también. En la Figura 2, esto es
indicado por las cajas y flechas de puntos, donde un MT (Mobile
Terminal - Terminal Móvil) 10 está conectado a un BSS (Base Station
System - Sistema de Estación de Base) 11. El BSS 11 está a su vez
conectado al SGSN 5. La invención es implementada en el sistema de
2.5G de la misma manera que se ha descrito para el sistema de
3G.
La invención no está limitada a lo que se ha
descrito anteriormente, sino que puede variar dentro del ámbito de
las reivindicaciones dependientes. Por ejemplo, el UE 2 puede estar
dispuesto para proporcionar una GBR apropiada al SGSN 5, cuya GBR
depende del servicio elegido por el usuario entre los servicios
disponibles.
Además, la MBR puede ser calculada por otro
nodo, teniendo una funcionalidad que es similar al SGSN 5, a partir
de una GBR dada.
Claims (12)
1. Método para adaptar la relación de GBR/MBR,
Guaranteed Bit Rate/Maximum Bit Rate ratio - Velocidad de Bits
Garantizada/Velocidad de Bits Máxima, para comunicación de datos en
una red de radio (3), que comprende las etapas de:
proporcionar una GBR predefinida a un componente
(5) en la red de radio (3); y
calcular, por el citado componente, una MBR
usando la GBR como datos de entrada, donde se usa un algoritmo
predefinido para el cálculo, que minimiza la diferencia entre la GBR
y la MBR.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la GBR predefinida es adquirida a partir
de un conjunto de parámetros de QoS.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la GBR predefinida depende del servicio
elegido por un usuario de la red de radio (3).
4. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la
MBR es calculada como
2^{x} <
GBR \leq 2^{(x+1)}
\hskip0.3cm\Longrightarrow
\hskip0.3cmMBR = 2^{(x+1)}
donde x es un
entero.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones previas, caracterizado porque la red de
radio (3) es una red de 3G, que usa UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System - Sistema de Telecomunicaciones de
Telefonía Móvil Universal) como sistema de radio.
6. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la
red de radio (3) es una red de 2.5G, que usa GSM (Global System for
Mobile Communication - Comunicación de Telefonía Móvil de Sistema
Global) como sistema de radio.
7. Un nodo (5) en una red de radio, teniendo el
nodo (5) la misma funcionalidad que un SGSN, Switching GPRS Support
Node - Nodo de Soporte de GPRS de Conmutación, nodo, estando el
citado nodo (5) dispuesto para calcular una MBR, Maximum Bit Rate -
Velocidad de Bits Máxima, empezando con una GBR dada, Guaranteed Bit
Rate - Velocidad de Bits Garantizada, por medio de un algoritmo
predefinido de manera que la diferencia entre la GBR y la MBR es
minimizada.
8. Nodo (5) de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque el nodo (5) está dispuesto para calcular
la MBR como
2^{x} <
GBR \leq 2^{(x+1)}
\hskip0.3cm\Longrightarrow
\hskip0.3cmMBR = 2^{(x+1)}
donde x es un
entero.
9. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones previas, 7-8 caracterizado
porque la red de radio (3) es una red de 3G, dispuesta para el
sistema de radio UMTS (5Universal Mobile Telecommunications System -
Sistema de Telecomunicaciones de Telefonía Móvil Universal).
10. Nodo (5) de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 7-8, caracterizado porque la
red de radio (3) es una red de 2.5G, dispuesta para el sistema de
radio GSM, Global System for Mobile Communication - Sistema Global
para Comunicación Móvil.
11. Nodo (5) de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 7-10, caracterizado porque
el nodo (5) es un SGSN.
12. Red de radio (3) que comprende un nodo de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
7-11.
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