BRPI0418755B1 - Método e sistema para controlar o fornecimento dos serviços em uma rede de comunicação, e, rede de comunicação de recursos múltiplos - Google Patents

Abstract

"método e sistema para controlar o fornecimento dos serviços, em uma rede de comunicação, rede de comunicação de recursos múltiplos, e, produto de programa de computador" sistema para controlar, em uma rede de comunicação de recursos múltiplos (gsm, umts, wlan), o fornecimento de serviços por meio de pelo menos um recurso capaz de fornecer simultaneamente, dentro de uma capacidade de serviço de compartilhamento máxima, pelo menos um primeiro tipo de serviço (por exemplo, voz) para um primeiro conjunto de usuários e um segundo tipo de serviço (por exemplo, dados) para um segundo conjunto de usuários. o aumento no primeiro conjunto de usuários é capaz de causar uma diminuição na capacidade de servir novos usuários do mencionado segundo conjunto de usuários. pelo menos um módulo (50; 11, 22, 33) para estimar um parâmetro representando a probabilidade de que, em um dado intervalo de tempo, o número de solicitações de serviço do mencionado segundo tipo seja tal que não faça a mencionada capacidade de serviço máxima ser alcançada. na presença de uma solicitação de serviço do primeiro tipo, o módulo de estimativa (50;11, 22, 33) compara o parâmetro com um respectivo valor de limiar e indica a aceitabilidade da solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo se o acima mencionado parâmetro exceder o mencionado respectivo limiar. se o parâmetro for menor do que o valor de limiar, então, o módulo de estimativa (50;11, 22, 33) avalia a possível diminuição na capacidade de servir a novos usuários do segundo conjunto de usuários que pode ser induzida por meio da aceitação da mencionada solicitação do mencionado primeiro tipo de serviço e, então, compara a possível diminuição com um respectivo valor de limiar de diminuição. a solicitação de serviço do primeiro tipo é, então, aceita ou bloqueada, dependendo de se a possível diminuição for menor ou maior do que o valor de limiar de diminuição.

Description

“MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR O FORNECIMENTO DOS SERVIÇOS EM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO, E, REDE DE COMUNICAÇÃO DE RECURSOS MÚLTIPLOS” Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a técnicas para alocar serviços sobre redes de comunicação.

[002] A invenção foi desenvolvida com particular atenção a seu possível uso em redes por rádio móveis, em particular para gerenciar recursos de rádio disponíveis. Um campo de aplicação preferido, mas não exclusivo, da invenção é o Gerenciamento de Recurso de Rádio comum de uma rede por rádio móvel de celular “heterogênea”, ou seja, uma que compreende diferentes sistemas.

Fundamentos [003] No campo dos sistemas por rádio móveis de celular, existem diferentes tecnologias e numerosos padrões. Os sistemas mais amplamente usados correntemente, ou seja, os sistemas de segunda geração, tais como GSM (Global System for Mobile communications, ou Sistema Global para comunicações Móveis), estão sendo correntemente complementados, e assim serão cada vez mais no futuro, por meio dos novos tipos de sistemas por rádio como os sistemas de terceira geração, como UMTS (Universal Mobile Telecommunication Network, ou Rede de Telecomunicação Móvel Universal), ou sistemas de quarta geração que ainda estão sendo definidos, ou por meio de novos sistemas de LAN (Local Area Network, ou Rede de Área Local) sem fio de banda larga.

[004] As redes de celular de segunda geração são projetadas principalmente para oferecer serviço de voz, enquanto as terceira e quarta gerações são concebidas para oferecer uma nova série de dados e serviços de multimídia igualmente. É previsível que novas redes de celular não substituirão completamente as redes de segunda geração correntemente existentes e comumente usadas, mas ao invés disso, as complementarão.

[005] Desse modo, as redes resultantes da integração das tecnologias disponíveis serão capazes de prover os clientes com a capacidade de usar novos serviços, em adição ao serviço de voz usual. A integração é tornada possível pelas características dos novos padrões, definidas de modo tal a permitir aos novos sistemas serem usados conjuntamente e de maneira sinergética com redes de celular correntes. Dentro do padrão do 3GPP (3rd Generation Partnership Project, ou Projeto de Parceria de terceira Geração), que define as características do sistema UMTS, são especificados, por exemplo, diferentes procedimentos que capacitam a rede UMTS a interoperar com a rede GSM.

[006] Em particular, os padrões 3GPP TR25.881 “Improvement of RRM across RNS and RNS/BSS, Relatório 5”, e 3GPP TR25.891 “Improvement of RRM across RNS and RNS/BSS, Relatório 6”, definem os modelos funcionais e arquiteturas de rede dentro dos quais os logaritmos de CRRM são aplicados.

[007] Uma tendência de marcador clara é o uso de tecnologias de LAN sem fio (WLAN) dentro de uma região limitada do território (chamada “hot-spot”) para oferecer acesso de banda larga aos usuários caracterizados pela mobilidade limitada.

[008] Em geral, sistemas de LAN sem fio são limitados a prover acesso a serviços de telecomunicação em uma região circunscrita do território. Consequentemente, eles não têm uma arquitetura complexa como uma que caracteriza redes por rádio móveis (GSM ou UMTS).

[009] As tecnologias de LAN sem fio podem ser usadas dentro de uma rede por rádio móvel no segmento de acesso. Por essa razão, nas especificações dos diferentes sistemas, tanto rádio móvel quanto LAN sem fio, uma série de atividades está sendo correntemente realizada, com o objetivo de definir os mecanismos interoperacionais mais adequados para capacitar o uso de tecnologias de LAN sem fio (por exemplo, IEEE 802.11 ou HIPERLAN2) para o acesso à rede de transporte por rádio móvel de terceira geração.

[0010] O documento do padrão 3GPP 23.934 “3GPP system to Wireless Local Area (WLAN) Interworking - Functional and architectural definition”, Relatório 6, especifica, por exemplo, as exigências funcionais que devem ser encontradas pelas diferentes arquiteturas de rede que incluem os acessos de LAN sem fio do IEEE 802.11 na rede UMTS. De modo semelhante, o documento do padrão ETSI (European Telecommunication Standards Institute) TR 101.957 “Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Requirements and Architecture for Interworking between HIPERLAN/2 and 3rd Generation Cellular systems” especifica os mecanismos interoperacionais do padrão de LAN sem fio de banda larga, chamado HIPERLAN2, com a rede UMTS.

[0011] Terminais móveis de modos múltiplos (como telefones celulares, assistentes digitais pessoais (PDA), cartões de conectividade para computadores pessoais etc), projetados para serem capazes de usar diferentes tecnologias disponíveis já estão presentes no mercado, estarão disponíveis cada vez maior número nos próximos anos. Esses terminais móveis, portanto, não estão restritos a trabalhar com uma rede unitária (ou seja, seguindo um único padrão), mas podem usar indiferentemente diferentes sistemas, baseados em diferentes padrões. Um exemplo nesse sentido é provido pelos dispositivos de “modos múltiplos” que já são capazes, indiferentemente, de manusear os padrões 802.11 de GSM, UMTS e LAN sem fio.

[0012] Através de mecanismos apropriados, também é possível capacitar um serviço já em andamento sobre um sistema a ser transferido sobre um outro sistema. Um método para gerenciar o procedimento para transferir um serviço já em andamento de um sistema para um outro é descrito, por exemplo, no documento WO-A-3/069938.

[0013] No momento em que é feito uma solicitação de um certo tipo de serviço capaz, por suas características, de ser fornecida através de diferentes sistemas de acesso (GSM, UMTS ou LAN sem fio), é possível selecionar o sistema para usar de acordo com as considerações de oportunidade e eficiência global da rede de acesso múltiplo.

[0014] Dentro de um contexto como aquele descrito acima, uma operadora de uma rede que usa as tecnologias de GSM e UMTS e os pontos quentes de LAN sem fio é confrontada com o problema de ser capaz de usar, de maneira integrada e sinergética, todos os recursos oferecidos por esses sistemas para maximizar a eficiência geral e a exploração da rede de telecomunicações.

[0015] Esse contexto de aplicação, portanto, pressupõe a existência de critérios para gerenciamento de recurso de rádio comum (CRRM) para determinar, caso a caso e de acordo com o tipo de serviço solicitado pelo usuário, qual política seguir para selecionar o sistema que é mais adequado para oferecer o serviço e quais critérios aplicar para atingir os alvos de eficiência estabelecidos.

[0016] Os diferentes padrões mencionados acima especificam somente as arquiteturas, procedimentos e mecanismos para a interoperação dos diferentes sistemas, incluindo a seleção inicial de qual sistema usar quando um serviço for solicitado.

[0017] Entretanto, os padrões deixam em aberto a escolha do critério mais apropriado para usar essas ferramentas em um modo efetivo e eficiente.

[0018] Em principio, permanecendo dentro do escopo das arquiteturas de rede e ferramentas interoperacionais tornadas disponíveis pelos diferentes padrões, diferentes metodologias de gerenciamento de recurso de rádio, mais ou menos válidas, podem ser adotadas.

[0019] Em geral, as solicitações que alcançam uma rede não são de um único tipo (por exemplo, somente voz), mas de diferentes tipos (por exemplo, voz, dados de streaming/interativos caracterizados por diferentes taxas de bits etc).

[0020] Para levar essa situação em conta, pode-se decidir a priori estabelecer uma certa quantidade de recursos para gerenciar exclusivamente um serviço específico. Entretanto, essa escolha “rígida” pode não ser vantajosa se quer impedir a emergência da situação na qual novas solicitações para um determinado serviço não podem mais ser satisfeitos, como resultado da ocupação completa dos recursos dedicados a ele. Isso também é verdade quando, como um todo, a rede de acesso múltiplo ainda teria de fato recursos disponíveis (os quais eram devotados a priori ao uso exclusivo de um outro serviço).

[0021] No caso mais geral, portanto, é preferível que os diferentes serviços, mesmo se eles forem de diferentes tipos, pudessem ocupar o mesmo conjunto de recursos de rádio, tornados globalmente disponíveis pelos sistemas individuais que compõem a rede de acesso múltiplo.

[0022] Por exemplo, no caso do sistema GSM, “canais” de rádio unitários (identificados pela frequência e a abertura de tempo usadas), podem ser empregados tanto para gerenciar um usuário de voz, quanto para gerenciar um (ou mais) usuários de dados (também para diferentes tipos de serviços de dados).

[0023] De modo semelhante, com a energia disponível em uma célula do sistema UMTS na ligação descendente, e com a energia que os terminais móveis podem transmitir na ligação ascendente, os usuários que pedem diferentes serviços podem ser gerenciados, até alcançar um nível de interferência de limite total.

[0024] Os diferentes serviços, de acordo com suas características, exigem uma quantidade diferente de recursos de rádio necessários para seu gerenciamento.

[0025] Os recursos disponíveis da rede de acesso múltiplo podem ser usados para um serviço, bem como para um outro. Escolhendo-se explorar os recursos de rádio disponíveis para gerenciar qualquer um dos serviços considerados, sem estabelecer à parte, a priori, uma parte desses recursos para o uso exclusivo de um serviço específico, os recursos da rede de acesso múltiplo podem ser explorados de modo mais flexível e eficientemente, desde que os arranjos adequados sejam adotados. Nessa situação, deve ser dada particular atenção à seleção do sistema mais adequado para gerenciar a solicitação de serviço que alcança a rede.

[0026] Correntemente, existem alguns métodos gerais conhecidos que os logaritmos de CRRM podem usar para selecionar um sistema sobre outro, como sugerido no Capitulo 8 da Dissertação de Doutorado do Royal Institute of Technology, Estocolmo (maio 2003): “Radio Resource Sharing and Bearer Service Allocation for Multi-Bearer Service, Multi-Access Networks” (quando da data de entrega da presente solicitação, a dissertação em questão estava disponível no endereço www.s3.kth.se/radio/Publication/Pub2003/af_phd_thesis_A.p.). Esses métodos usam, por exemplo, uma lista predefinida de prioridades, como sugerido em WO-A-02/32160, a ser associada aos diferentes casos que podem surgir ou contém um critério de seleção predefinido, que pode variar de acordo com as características do serviço em consideração. Os critérios de alocação são baseados nas características de cada serviço (tais como a classe de serviço, a taxa de transferência a ser garantida, as exigências máximas em termos de retardo e instabilidade de transferência) e no estado de carregamento da rede quando a nova solicitação chega.

[0027] Esses métodos tentam designar, em cada ocasião, o sistema de acesso que é mais adequado para ir de encontro às exigências de qualidade de cada tipo de serviço.

[0028] O requerente notou que uma característica compartilhada pelos métodos mencionados acima é que eles levam em consideração a solicitação individual por serviços que alcança a rede em um dado momento, negligenciando os diferentes tipos de serviço que podem ser solicitações em diferentes instantes.

[0029] Portanto, a aplicação desses métodos pode levar a situações nas quais, para acomodar uma nova solicitação por um determinado serviço, recursos de rede específicos são usados, mesmo quando não estritamente necessário, isso em detrimento de solicitações subsequentes por outros tipos de serviço que, devido a diferentes características, poderiam usar exclusivamente os recursos já alocados para a primeira solicitação de serviço considerada.

[0030] Em outras palavras, encarregando-se do gerenciamento de uma solicitação unitária em um momento, e não adotando qualquer arranjo dinâmico, os métodos de técnica anterior implementam critérios de alocação que dependem fortemente da sequência de tempo particular da solicitação que alcança a rede.

[0031] O gerenciamento de uma solicitação de serviço em qualquer dado momento, é uma função das alocações já feitas anteriormente, porque elas determinam o estado de carregamento total da rede de acesso múltiplo no momento em que a nova solicitação é gerenciada. Desse modo, o critério adotado pelos métodos de técnica anterior, implica um tipo de lógica FIBS (“First In, Best Seved”, ou “Primeiro a entrar, Melhor servido”).

[0032] O mencionado acima substancialmente também se aplica às soluções descritas nos documentos WO-A-02/32160, WO-A-02/32179, WO-A-02/054677 e JP-A-2001352576, soluções nas quais a seleção de alocação é feita de acordo com solicitações individuais, levando em conta somente o estado corrente da rede.

Revelação da invenção [0033] A partir da descrição anterior da situação corrente, é prontamente visível que há uma necessidade de definir soluções capazes de manusear, de maneira mais satisfatória, a alocação de uma nova solicitação de serviço em uma rede por rádio móvel de acesso múltiplo.

[0034] O objetivo da presente invenção é ir de encontro à necessidade mencionada acima.

[0035] De acordo com a presente invenção, o mencionado objetivo é alcançado por meio de um método que tem características expostas nas reivindicações anexas. A presente invenção também se refere a um sistema correspondente, uma rede compreendendo o mencionado sistema, e um produto de computador carregável na memória de pelo menos um computador e compreendendo porções de código de software para implementar o método acima mencionado. Como usado aqui, a referência a esse produto de computador é equivalente a uma referência a um meio legível por computador contendo instruções para controlar um sistema de computador a fim de coordenar a implementação do método de acordo com a invenção. A referência a “pelo menos um computador” é dirigida a realçar a possibilidade de corporificar a presente invenção de maneira distribuída e/ou modular.

[0036] No modo de realização correntemente preferido, a solução descrita aqui permite controlar, em uma rede de comunicação de recursos múltiplos (por exemplo, uma rede misturada de GSM, UMTS, WLAN), o fornecimento dos serviços por pelo menos um recurso. O recurso em questão é capaz de fornecer simultaneamente, dentro de uma capacidade de serviço máxima de compartilhamento do recurso, dois ou mais serviços, e, desse modo, pelo menos um primeiro e um segundo tipo de serviço (por exemplo, um serviço de voz e um serviço de dados) a um primeiro conjunto de usuários e a um segundo conjunto de usuários, respectivamente. Entretanto, a situação é tal que o crescimento do primeiro conjunto de usuários (ou seja, o aumento no número de usuários para os quais o primeiro tipo de serviço é fornecido) é capaz de determinar uma diminuição na capacidade de servir a novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço (ou seja, levar a uma redução na capacidade de prover outros tipos de serviço a novos usuários que os peçam). A solução descrita aqui, na presença de uma solicitação de serviço do primeiro tipo, provê a estimativa de pelo menos um parâmetro, representativo da probabilidade de que, em um dado intervalo de tempo, o número de solicitações de serviço do mencionado pelo menos um segundo tipo seja tal que não faça a capacidade de serviço máxima ser alcançada. O parâmetro é comparado com pelo menos um respectivo valor de limiar e, se o parâmetro exceder o valor de limiar, o primeiro tipo de solicitação de serviço é aceito. Preferencialmente, se o parâmetro for menor ou igual ao valor de limiar, são tomadas as seguintes etapas: - avaliar a possível diminuição na capacidade de servir a novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço capaz de ser induzida pela aceitação da solicitação para o mencionado primeiro tipo de serviço, - comparar a possível diminuição em questão com um respectivo valor do limiar de diminuição.

[0037] A solicitação de serviço do primeiro tipo é aceita somente se a possível diminuição for menor do que o mencionado valor de limiar de diminuição (por exemplo, igual a 2 usuários). De outro modo, a solicitação é bloqueada.

[0038] A solução descrita aqui aplica, no modo de realização correntemente preferido, uma série de arranjos com o objetivo de impedir as ineficiências resultantes da lógica de técnica anterior mencionada acima (FIBS), superando o problema da dependência do desempenho de rede sobre a sequência de tempo de chegada das solicitações.

[0039] Para superar os limites descritos acima, e otimizar o uso dos recursos de rede, a solução descrita aqui usa, preferencialmente, uma “região de capacidade de compartilhamento” associada à rede de acesso múltiplo e para a combinação dos serviços a serem considerados. Desse modo, para cada nova solicitação de serviço é possível considerar tanto a combinação do tráfego total que a rede tem de gerenciar, quanto a maior ou menor capacidade dos sistemas individuais simultaneamente ao suporte a um determinado número de usuários de cada tipo.

[0040] Em geral, entre todas as possíveis combinações do número de usuários que utilizam cada serviço, algumas combinações permitem uma melhor exploração geral dos recursos de rádio disponíveis na rede, enquanto outras são menos eficientes.

[0041] Nesse sentido, independentemente da sequência de tempo das solicitações, a solução descrita aqui é capaz de deixar a rede de acesso múltiplo operar com a combinação dos serviços que é mais adequada para a exploração de todos os recursos disponíveis, reduzindo, consequentemente, a probabilidade de que o acesso a um serviço possa ser bloqueado. Um bloqueio no acesso a um serviço ocorre quando a rede não é capaz de ir de encontro a uma solicitação para fornecer um serviço porque ela não tem mais recursos disponíveis suficientes.

[0042] Em maior detalhe, a solução descrita aqui define um método para a seleção do sistema mais adequado a ser usado em diferentes situações que surgem em uma rede por rádio móvel de acesso múltiplo. A solução em questão provê para determinar a probabilidade de que os sistemas individuais que constituem a rede de acesso múltiplo possam alcançar o estado limite, no qual não são deixados recursos disponíveis. Isso é feito não somente de acordo com o grau de uso dos sistemas individuais quando a nova solicitação para alocar um determinado serviço chega (situação instantânea), mas também levando em conta os seguintes fatores: - possibilidade de que os recursos ocupados possam ser liberados (alguns usuários terminam um serviço em andamento); - possibilidade de que os recursos livres possam ser ocupados (novos usuários pedindo um serviço).

[0043] Em consequência, estimando-se as probabilidades de que novas solicitações possam chegar e serviços em andamento possam ser terminados, é possível determinar a evolução mais provável da rede de acesso múltiplo no tempo.

[0044] Preferencialmente, a alocação das novas solicitações de serviço sobre um sistema ao invés de um outro, é feita de modo tal a minimizar a probabilidade de que a evolução do sistema no tempo possa levar a impedir que a rede não tenha mais recursos disponíveis para ir de encontro às solicitações; minimizando-se a probabilidade de alcançar essas situações limite, também se minimiza a probabilidade de bloquear algumas novas solicitações por causa da falta de recursos disponíveis.

[0045] Em essência, dentro de uma rede por rádio móvel de “acesso múltiplo”, a solução descrita aqui resolve o problema da seleção do sistema mais adequado para suportar a solicitação por um dado conjunto de serviços, adotando um critério que é capaz de selecionar o melhor sistema em cada ocasião, com base na combinação ótima dos serviços que o sistema é capaz de gerenciar. Portanto, a seleção de sistema não está ligada à sequência de tempo das solicitações de serviço que alcançam a rede de acesso múltiplo, mas a estimativas sobre o tipo de solicitações que poderiam chegar dentro de um determinado intervalo de tempo.

Descrição resumida dos desenhos [0046] A invenção deve agora ser descrita, puramente a título de indicação não limitativa, com relação às figuras dos desenhos anexos, nos quais: - a Figura 1 mostra um possível cenário de aplicação da solução descrita aqui; - as Figuras 2 e 3 mostram a arquitetura de rede dentro da qual a solução descrita aqui pode encontrar aplicação; - a Figura 4 mostra um possível exemplo de região de capacidade para uma célula do sistema UMTS, que tem de gerenciar dois serviços diferentes, ou seja, um serviço de voz e um serviço de dados de streaming a 16 Kbps na ligação ascendente e 128 Kbps na ligação descendente; - a Figura 5 mostra a região de capacidade de compartilhamento de uma rede de recursos múltiplos (acesso múltiplo) se, em adição a uma célula UMTS, uma célula GSM capaz de servir até 20 usuários de voz e um acesso WLAN capaz de servir até 28 usuários de dados forem considerados; - as Figuras 6 e 7 mostram dois fluxogramas com a solução descrita aqui; - as Figuras 8 e 9 mostram dois exemplos de uso da região de capacidade de compartilhamento na Figura 5.

Descrição detalhada dos modos de realização da invenção [0047] A solução descrita aqui se refere ao gerenciamento dos recursos de rádio usados em redes por rádio móveis. A solução descrita é, portanto, projetada para ser implementada dentro dos aparelhos de rede incumbidos do gerenciamento e controle dos recursos de rádio das células compreendendo a rede durante a normal operação do sistema.

[0048] Um cenário possível de aplicação da solução descrita aqui é ilustrado na Figura 1, que mostra uma região do território, assinalada pela referência 10, servida através de uma rede por rádio móvel GSM, e um subconjunto da mencionada região, assinalado pela referência 20, também servido pela rede UMTS (a área coberta pelo segmento para acessar o segmento UMTS coincidirá principalmente com aquela do sistema GSM). Também é considerada a presença de uma área restrita adicional do território, assinalada pela referência 10, na qual os serviços são oferecidos através de sistemas de LAN sem fio.

[0049] Nos casos de interesse prático, a área de WLAN é usualmente localizada dentro da região também servida pelas células do sistema UMTS, visto que seu uso é provido em todos aqueles casos caracterizados pela presença de uma alta concentração de usuários de baixa mobilidade exigindo serviços de dados.

[0050] O contexto de aplicação descrito acima corresponde a uma arquitetura de rede do tipo ilustrado na Figura 2 e, em maior detalhe, na Figura 3.

[0051] O sistema mostrado na Figura 2 compreende uma rede de acesso GERAN (GPRS-EDGE Radio Access network, ou rede de Acesso por Rádio GPRS-EDGE), assinalada pela referência 15, usada pelos sistemas GSM/GPRS/EDGE, uma rede de acesso UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network, ou Rede Terrestre Universal de Acesso por Rádio), assinalada pela referência 25, usada pelo sistema UMTS, e uma rede de acesso BRAN (Broadband Radio Access Network, ou Rede de Acesso por Rádio de Banda Larga), assinalada pela referência 35, usada pelos sistemas de LAN sem fio. Além disso, a referência 40 na Figura 2 assinala a Rede Núcleo 3G.

[0052] Na Figura 3, o segmento de transporte da rede de acesso múltiplo (a Rede Núcleo 3G, aqui também, como na Figura 2, assinalada pela referência 40) é interconectado com a rede de acesso GERAN 15, at da interface 42 e com a LAN sem fio 35, através da interface 43.

[0053] Na Figura 3, o dispositivo de rede que controla os recursos de rádio do sistema GSM, chamado BSC (Base Station Controller, ou Controlador de Estação de Base), é assinalado pela referência 11.

[0054] O dispositivo de rede, chamado RNC (Radio Network Controler, ou Controlador de Rede por Rádio), que controla os recursos de rádio do sistema UMTS, é, ao invés disso, assinalado pela referência 22 na Figura 3, enquanto o dispositivo de rede chamado APC (Access Point Controler), que controla os AP (Access Points, ou Pontos de Acesso) da LAN sem fio, é assinalado pela referência 33.

[0055] Esses três dispositivos de rede, Controlador de Estação de Base 11, Controlador de Rede por Rádio 22, e Controlador de Ponto de Acesso 33, podem trocar informação uns com os outros através da Rede Núcleo 40.

[0056] Alternativamente, se duas interfaces específicas 21 e 31 estiverem presentes, o Controlador de Estação de Base 11 pode se comunicar diretamente através da interface 21 com o Controlador de Rede por Rádio 22, e o Controlador de Rede por Rádio 22 pode se comunicar diretamente através da interface 31 com o Controlador de Ponto de Acesso 33. De modo semelhante, pode haver uma interface (não especificamente mostrada nos desenhos) que permite ao Controlador de Estação de Base se comunicar diretamente com o Controlador de Ponto de Acesso 33.

[0057] A solução de CRRM descrita aqui pode residir e ser implementada dentro do Controlador de Estação de Base 11, do Controlador de Rede por Rádio 22 e do Controlador de Ponto de Acesso 33.

[0058] Alternativamente, a solução pode ser executada dentro de uma entidade de rede chamada Servidor CRRM, referência 50 na Figura 3, que é usada especificamente para o gerenciamento comum dos recursos da rede de acesso múltiplo.

[0059] O Servidor CRRM 50 pode pedir informação sobre as células GSM a partir do Controlador de Estação de Base 11 através da interface 51, sobre as células UMTS a partir do Controlador de Rede por Rádio 22 através da interface 52, e sobre os pontos quentes de LAN sem fio a partir do Controlador de Ponto de Acesso 33 através da interface 53.

[0060] Pode ser deduzido que tanto a arquitetura que provê para distribuir as partes de gerenciamento comuns dos recursos de rádio nos controladores de rede individuais (BSC 11, RNC 22 e APC 33), quanto a arquitetura da Figura 3 na qual a unidade centralizada, Servidor CRRM 50, está presente, são adequadas para suportar uma solução de CRRM genérica. [0061] Nesse sentido, a solução descrita aqui não tem qualquer exigência adicional ou diferente daquelas já recomendadas pelo padrão 3GPP em sua versão corrente e pelos relatórios subsequentes, ambos para a arquitetura interoperacional entre UTRAN 25, GERAN 15 e LAN sem fio 35, e para a arquitetura funcional de CRRM.

[0062] Geral, no cenário descrito, diferentes tipos de serviços podem ser levados em consideração. Junto com o serviço de voz clássico, a presença de um ou mais serviços de dados pode ser considerada.

[0063] Serviços de dados podem ser, por exemplo, uma chamada vídeo-telefônica (serviço de dados de classe relativa a conversação), navegar na Rede (classe interativa), a fruição de conteúdos de multimídia fornecidos por um servidor de rede (classe de streaming), acesso à caixa de e-mail de alguém (classe de plano de fundo) etc.

[0064] De acordo com seu próprio tipo específico, cada serviço pode ser alocado a uma ou mais redes de acesso que constituem o sistema.

[0065] Um serviço de voz pode, por exemplo, ser provido através da rede GSM ou da rede UMTS, enquanto um serviço de dados pode ser provido através da rede UMTS ou da rede de LAN sem fio.

[0066] O critério para selecionar o sistema mais adequado entre GSM, UMTS e LAN sem fio é descrito abaixo considerando, puramente a título de exemplo, a presença de dois serviços diferentes: um serviço de voz e um serviço de dados de classe streaming a 128 Kbps na ligação descendente e 16 Kbps na ligação ascendente; o serviço de voz pode ser oferecido através do sistema GSM ou do sistema UMTS, enquanto o serviço de dados pode ser oferecido através do sistema UMTS ou do sistema LAN sem fio.

[0067] A tecnologia de LAN sem fio específica considerada na presente descrição está de acordo com o padrão IEEE 802.11b.

[0068] Na solução descrita aqui, as diferentes combinações dos dois serviços descritos pela “região de capacidade” de compartilhamento são examinadas.

[0069] Em geral, a região de capacidade para um único sistema identifica as diferentes combinações do número de usuários que podem ser suportados pelo sistema para cada serviço de acordo com os recursos disponíveis.

[0070] Um possível exemplo de região de capacidade para uma célula do sistema UMTS, que tem de gerenciar os dois serviços tomados como referência, é ilustrada na Figura 4. Na Figura 4, o eixo X mostra o número de usuários de voz (nv) e o eixo Y mostra o número de usuários de dados (nd).

[0071] A fronteira da região de capacidade é o limite além do qual o sistema não é mais capaz de aceitar usuários adicionais; cada um de seus pontos, portanto, representa a combinação de tráfego ótima, na qual o sistema trabalha a plena carga.

[0072] Vice-versa, abaixo dessa área, o sistema é sub-utilizado, porque seria possível alocar outros usuários, com base nos recursos de rádio disponíveis.

[0073] Assumindo um valor específico para uma de suas quantidades, a partir da curva da região de capacidade pode-se derivar o valor máximo que a outra quantidade pode assumir, a fim de ocupar completamente os recursos disponíveis para o sistema.

[0074] Em consequência, no caso sob consideração, na presença de 14 usuários de voz (nv = 14), a partir da curva se obtém que a célula de UMTS é capaz de suportar um máximo de 6 usuários de dados (nd = 6). Com um número mais alto de usuários de voz, o número máximo de usuários de dados que podem ser gerenciados será, ao invés disso, mais baixo.

[0075] Vice-versa, novamente iniciando a partir da curva da Figura 4, é derivado que, na presença de 8 usuários do serviço de dados (nd = 8), o número máximo de usuários de voz que pode ser gerenciado simultaneamente para os usuários de dados já ativos é igual a 7 (nv = 7).

[0076] No caso de uma rede de acesso múltiplo do tipo considerado aqui a título de exemplo, junto com o sistema UMTS também se pode ter que considerar a presença dos outros sistemas de acesso constituídos pelo GSM e a LAN sem fio (WLAN).

[0077] O número máximo de usuários gerenciados pelo acesso de LAN sem fio, para um dado serviço, pode ser determinado com base na tecnologia de LAN sem fio em uso e no nível mínimo de qualidade do serviço a ser oferecido aos usuários (por exemplo, estabelecendo um limite mínimo para a taxa de transferência de dados a ser oferecida a cada um dos usuários presentes, ou um limite para retardos de transferência toleráveis).

[0078] Assumindo que, com os recursos de rádio alocados, a célula do sistema GSM é capaz de gerenciar um máximo de 20 usuários de voz (o serviço de dados sob consideração não é gerenciado pelo sistema GSM), e que o hot-spot de LAN sem fio é capaz de gerenciar até um máximo de 28 usuários de dados (o serviço de voz não é gerenciado pelo sistema de LAN sem fio), a “região de capacidade” de compartilhamento correspondente, mostrada na Figura 5, pode ser determinada.

[0079] A região de capacidade de compartilhamento é capaz de representar toda combinação de tráfego possível da inteira rede de acesso múltiplo sob consideração. A curva mostrada na Figura 5, portanto, indica o número total de usuários de voz (sobre o GSM ou sobre o UMTS) e de usuários de dados (sobre o UMTS ou sobre a WLAN) que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo que compreende os três sistemas mencionados aqui.

[0080] No exemplo na Figura 5, na presença de 41 usuários de voz (nv = 41), a partir da curva se obtém que a rede de acesso múltiplo é capaz de gerenciar um máximo de 31 usuários de dados (nd = 32), através da utilização de compartilhamento dos sistemas de acesso individuais.

[0081] Globalmente, a solução descrita aqui provê um gerenciamento diferente para as solicitações de serviço de voz e as solicitações de serviço de dados.

[0082] O fluxograma da Figura 6 representa a parte relacionada ao gerenciamento das solicitações de serviço de voz, enquanto o fluxograma da Figura 7 representa a parte relacionada ao gerenciamento das solicitações de serviço de dados.

[0083] Em relação ao gerenciamento das solicitações relacionados ao serviço de voz (Figura 6), quando uma nova solicitação de serviço de voz chega, primeiro, em uma etapa condicional 100, a disponibilidade dos recursos livres sobre o sistema GSM (que é o sistema preferencial para solicitações desse tipo) é avaliada, a fim, preferencialmente, de alocar as solicitações de serviço de voz sobre esse sistema.

[0084] Se os recursos de GSM estiverem disponíveis, então, na etapa 102, a nova solicitação é alocada sobre o sistema GSM.

[0085] Se todos os recursos do sistema GSM estiverem ocupados, em uma etapa condicional 200, a disponibilidade dos recursos livres sobre o sistema UMTS é avaliada.

[0086] Se todos os recursos do sistema UMTS já estiverem usados, a nova solicitação de serviço de voz é bloqueada na etapa 202.

[0087] Ao invés disso, na presença de recursos livres suficientes no sistema UMTS, o método continua com as etapas 300 e 400 do método que permite uma avaliação apontada para a estimativa de se a escolha de alocar a solicitação sobre o mencionado sistema UMTS é oportuna ou não.

[0088] De acordo com a solução descrita aqui, a simples presença de recursos livres suficientes no sistema UMTS não determina necessariamente a alocação da solicitação de serviço de voz sobre o mencionado sistema, visto que, assim fazendo, se poderia influenciar negativamente a capacidade de ir de encontro às solicitações por serviço diferentes do serviço de voz, que podem empregar esse sistema (na situação do exemplo considerado aqui, o serviço de dados de classe streaming).

[0089] Para permitir à rede de acesso múltiplo trabalhar com uma combinação ótima de serviços, a solução descrita aqui contempla a possibilidade de que seja vantajoso bloquear algumas solicitações de serviço de voz, a fim de deixar recursos livres para o serviço de dados.

[0090] Isso tem lugar através da estimativa das probabilidades de que o sistema possa receber, no tempo residual médio dos serviços (de qualquer tipo) já sendo fornecidos, um número mais baixo de solicitações de serviço de dados do que a capacidade máxima permitida (incluindo a solicitação pelo serviço de voz a ser gerenciado entre os serviços que são fornecidos).

[0091] A probabilidade da chegada de um número mais baixo de solicitações de dados do que a capacidade máxima do sistema, no intervalo de tempo Tr1, é definida como “p1”.

[0092] O tempo residual médio (Tr1) é o intervalo de tempo por cuja expiração é razoável esperar que um ou mais serviços (de qualquer tipo) já sendo fornecidos na rede de acesso múltiplo serão completados, liberando os recursos ocupados e mudando a carga de sistema.

[0093] Portanto, na média, enquanto esse intervalo de tempo não tiver expirado, pode ser assumido que nenhum dos serviços em andamento terminará. Durante esse intervalo, novas solicitações de serviço de dados que chegam seriam adicionadas à combinação dos serviços em andamento, determinando um uso adicional dos recursos.

[0094] Nessa condição, quanto mais alta a probabilidade de alcançar o nível máximo de capacidade permitido pelo sistema, mais alta é também a probabilidade de ter de bloquear quaisquer solicitações adicionais que devessem chegar na rede depois da capacidade de gerenciamento máxima ter sido alcançada.

[0095] Para computar a probabilidade “p1” e o tempo residual médio Trí, usados na etapa condicional 300 da Figura 6 para tomar a decisão de se acomodar ou não a solicitação, as seguintes expressões, por exemplo, podem ser usadas. onde os parâmetros da equação (1) assumem os seguintes significados: - λγ: é a frequência média de chegada das solicitações de serviço de dados; - C: é a capacidade residual do sistema mais um; - Tri: é o tempo residual médio dos serviços em andamento. A capacidade residual do sistema (mais um) para usuários de dados (quantidade C, aparecendo na equação (1)), assume a seguinte expressão: onde: - nj: é o número de usuários de dados simultaneamente ativos no sistema; - nv: é o número de usuários de voz simultaneamente ativos no sistema; - Cd (nv + 1): é o número máximo de usuários de dados que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo na presença de (nv + 1) usuários de voz.

[0096] O número de usuários de dados que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo se a solicitação em questão for aceita, indicado na equação (2) pela função Cd (nv + 1), é derivado através da região de capacidade de compartilhamento (Figura 5), descrita anteriormente.

[0097] O tempo residual médio dos serviços em andamento (Trl), que aparece na equação (1), se a solicitação for aceita, é dada pela seguinte equação: onde: - nj: é o número de usuários de dados simultaneamente ativos no sistema; - nv: é o número de usuários de voz simultaneamente ativos no sistema; - Tv: é a duração média de uma chamada de voz; - Tj: é a duração média de uma conexão de dados.

[0098] Se a probabilidade calculada “pl” for verificada (etapa 300) para exceder um limiar “SI”, provida como um parâmetro de entrada para o método, então, em uma etapa 302 o método proposto aloca a solicitação de serviço de voz sobre o sistema UMTS.

[0099] Um alto valor de “pl” significa uma alta probabilidade de chegada de um número mais baixo de solicitações de dados do que o número que pode ser gerenciado, de modo a justificar a escolha de aceitar a solicitação de serviço de voz que é gerenciada.

[00100] Se a condição mencionada acima, ao invés disso, não for verificada, então, é possível que esse número de solicitações de serviço de dados possa chegar a alcançar o número gerenciável máximo. Nessa condição, a solução descrita provê, em uma etapa condicional 400, a avaliação da perda de capacidade de usuário de dados que ocorrería se a solicitação de serviço de voz fosse aceita.

[00101] A condição da etapa 400 do fluxograma do método mostrado na Figura 6 provê a verificação de se a perda da capacidade de serviço de usuário de dados é maior do que ou igual a um respectivo limiar de perda ou diminuição, escolhido - por exemplo - igual a 2 como mostrado na condição (4). tendo indicado como: - Cd (nv): o número máximo de usuários de dados que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo na presença de nv usuários de voz; - Cd (nv + 1): o número máximo de usuários de dados que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo na presença de nv + 1 usuários de voz.

[00102] Se a condição (4) for verificada (etapa 400), a solicitação de serviço de voz é bloqueada, em uma etapa 404, por causa da alta perda de capacidade pela rede de acesso múltiplo para gerenciar usuários de dados adicionais. Pelo contrário, se a condição não for verificada, então, a solicitação de serviço de voz é alocada sobre o sistema UMTS em uma etapa 402.

[00103] A Figura 8 mostra um exemplo representativo do uso da condição (4).

[00104] Com relação à Figura 8, e assumindo que a condição é avaliada quando a rede de acesso múltiplo tem uma carga total de 46 usuários de voz e 28 usuários de dados (ponto 1 na figura), quando uma nova solicitação de serviço de voz chega, a carga do sistema, se a solicitação for aceita, passaria ao ponto 2 na Figura 8.

[00105] A condição (4) avalia a variação na capacidade dos usuários de dados na passagem entre esses dois pontos. Com 46 usuários de voz (ponto 1), a capacidade residual para usuários de dados é igual a 2 usuários, enquanto se a chamada de voz em questão for aceita (ponto 2), a capacidade residual para usuários de dados seria reduzida a 0 unidade (o ponto 2 está exatamente sobre a fronteira da região de capacidade).

[00106] Aceitar a solicitação de serviço de voz, portanto, causaria uma perda de 2 unidades de capacidade para usuários de dados. No caso do exemplo examinado, portanto, a perda de capacidade, sendo igual a dois, faria a condição (4) ser verificada e, consequentemente, a solicitação de serviço de voz seria bloqueada.

[00107] Em relação ao gerenciamento das solicitações de serviço de dados, o método da Figura 7 em uma primeira etapa condicional 500 checa se há recursos livres suficientes para alocar serviços de dados sobre o sistema de LAN sem fio, e se for assim, então, em uma etapa 502 a solicitação de serviço de dados é alocada para aquele sistema.

[00108] Desse modo, para oferecer o serviço de dados, o acesso por WLAN é preferido, quando disponível. Essa política tem a vantagem de preservar os recursos do sistema UMTS que também devem ser empregados para oferecer o serviço de voz.

[00109] Na presença de uma solicitação de serviço de dados que pode usar somente o sistema UMTS, ou se o sistema WLAN carece dos recursos necessários, em uma etapa condicional 600 a solução descrita checa primeiro de tudo se há recursos livres suficientes para alocar o serviço de dados sobre o sistema alternativo (UMTS).

[00110] Se não, em uma etapa 602 do método a solicitação é necessariamente bloqueada.

[00111] Na presença de recursos livres suficientes no sistema UMTS, ao invés disso, o método continua com as etapas 700 e 800 estimando se é oportuno ou não alocar a solicitação sobre o mencionado sistema.

[00112] De acordo com a solução descrita, a simples presença de recursos livres suficientes no sistema UMTS não determina necessariamente a alocação da solicitação de serviço de dados sobre o mencionado sistema, visto que isso pode comprometer a capacidade de satisfazer solicitações por serviços diferentes dos serviços de dados, que podem usar esse sistema (na situação do exemplo examinado, o serviço de voz).

[00113] Para a rede de acesso múltiplo trabalhar com uma combinação ótima dos dois serviços, é possível que, em ocasiões específicas, seja oportuno bloquear algumas solicitações de serviço de dados, para deixar livres os recursos para o serviço de voz.

[00114] Por essa razão, a solução descrita provê a estimativa da probabilidade de que, no tempo residual médio dos serviços já em andamento (de qualquer tipo), um número de solicitações de serviço de voz mais baixo do que a capacidade máxima permitida possa alcançar o sistema (incluindo também a solicitação para o serviço de dados que é gerenciado entre os serviços em andamento).

[00115] A probabilidade de chegada de um número mais baixo de solicitações de voz do que a capacidade máxima no intervalo de tempo Tr2 é definida “p2”.

[00116] O tempo residual médio (Tr2) é o intervalo de tempo por meio de cuja expiração é razoável esperar que um ou mais serviços (de qualquer tipo) já sendo fornecidos na rede de acesso múltiplo serão completados, liberando os recursos ocupados e mudando a carga de sistema.

[00117] Portanto, na média, enquanto esse intervalo de tempo não tiver expirado, pode ser assumido que nenhum dos serviços em andamento terminará. Durante esse intervalo, novas solicitações de serviço de voz que chegam seriam adicionadas à combinação dos serviços em andamento, determinando um uso adicional de recursos.

[00118] Nessa condição, quanto mais alta a probabilidade de alcançar o nível máximo de capacidade permitida pelo sistema, mais alta também a probabilidade de ter de bloquear quaisquer solicitações adicionais que devessem chegar na rede depois da capacidade gerenciável máxima ter sido alcançada.

[00119] Para computar a probabilidade “p2” e o tempo residual médio Tr2, usados na etapa condicional 700, as seguintes expressões, por exemplo, podem ser usadas. onde os parâmetros da equação (5) assumem os seguintes significados: - λγ: é a frequência média de chegada das solicitações de serviço de voz; - C: é a capacidade residual do sistema mais um; - Ίιγ é o tempo residual médio dos serviços em andamento. A capacidade residual do sistema (mais um) para usuários de voz (quantidade C, aparecendo na equação (5)), assume a seguinte expressão: onde: - nj: é o número de usuários de dados simultaneamente ativos no sistema; - nv: é o número de usuários de voz simultaneamente ativos no sistema; - Cv (nj + 1): é o número máximo de usuários de voz que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo na presença de (na + 1) usuários de voz.

[00120] O número de usuários de voz que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo se a solicitação em questão for aceita, indicado na equação (6) pela função Cv (nti + 1), é derivado através da região de capacidade de compartilhamento da Figura 5, descrita anteriormente.

[00121] O tempo residual médio dos serviços em andamento (Tr2), que aparece na equação (5), se a solicitação for aceita, é dada, ao invés disso, pela seguinte expressão: onde: - nj: é o número de usuários de dados simultaneamente ativos no sistema; - nv: é o número de usuários de voz simultaneamente ativos no sistema; - Tv: é a duração média de uma chamada de voz; - Tj: é a duração média de uma conexão de dados.

[00122] Se a probabilidade calculada “p2” for verificada (etapa 700) para exceder um limiar “S2”, provida como um parâmetro de entrada para o método, então, em uma etapa 702 a solução descrita aloca a solicitação de serviço de voz sobre o sistema UMTS.

[00123] Um alto valor de “p2” significa uma alta probabilidade de chegada de um número mais baixo de solicitações de voz do que o número que pode ser gerenciado pela rede de acesso múltiplo, de modo que é vantajoso aceitar a solicitação de serviço de voz que é gerenciada.

[00124] Se essa condição não for verificada, então, é provável que esse número de solicitações de serviço de voz possa chegar a alcançar o número gerenciável máximo.

[00125] Nessa condição, a solução descrita provê, em uma etapa condicional 800, a avaliação da perda de capacidade de usuário de voz que ocorrería se a solicitação de serviço de voz fosse aceita. A condição contida na etapa 800 do fluxograma do método da Figura 7 provê a verificação de se a perda da capacidade de serviço de usuário de voz é maior do que ou igual a um respectivo limiar de diminuição, escolhido aqui também - por exemplo -igual a 2 como mostrado na condição (8). tendo indicado como: - Cv (nd): o número máximo de usuários de voz que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo na presença de nd usuários de voz; - Cv (nd + 1): o número máximo de usuários de dados que podem ser gerenciados pela rede de acesso múltiplo na presença de nd + 1 usuários de dados.

[00126] Se a condição (8) for verificada (etapa 800), a solicitação de serviço de dados é bloqueada, em uma etapa 804, por causa da alta perda de capacidade pela rede de acesso múltiplo para gerenciar usuários de voz adicionais.

[00127] Pelo contrário, se a condição (8) não for verificada, então, a solicitação de serviço de dados é alocada sobre o sistema UMTS em uma etapa 802.

[00128] A Figura 9 mostra um exemplo representativo do uso da condição (8).

[00129] Com relação à Figura 9, e assumindo que a condição é avaliada quando a rede de acesso múltiplo tem uma carga total de 39 usuários de voz e 31 usuários de dados (ponto 1 na figura), quando uma nova solicitação de serviço de dados chega, a carga do sistema, se a solicitação for aceita, passaria ao ponto 2 na figura.

[00130] A condição (8) avalia a variação na capacidade dos usuários de voz na passagem entre esses dois pontos. Com 31 usuários de voz (ponto 1), a capacidade residual para usuários de voz é igual a 5 usuários, enquanto se a chamada de voz em questão for aceita (ponto 2), a capacidade residual para usuários de voz seria reduzida a 2 unidades.

[00131] Aceitar a solicitação de serviço de dados, portanto, causaria uma perda de 3 unidades de capacidade para usuários de voz. No caso do exemplo examinado, portanto, a perda de capacidade, sendo maior do que dois, faria a condição (8) ser verificada e, consequentemente, a solicitação de serviço de dados seria bloqueada.

[00132] Os procedimentos descritos acima são aplicados, respectivamente, quando da chegada de uma solicitação de serviço de um ou do outro tipo (tipicamente voz e dados).

[00133] Quando uma solicitação de serviço de voz chega, antes de aceitar, é feita a verificação de se a aceitação determinaria uma perda de capacidade de gerenciamento de dados, enquanto quando uma solicitação de dados chega, antes de aceitá-lo, é feita a verificação de se isso determinaria uma perda de capacidade de gerenciamento de voz.

[00134] No geral, o resultado final é que, quando o limite máximo de uso dos recursos é aproximado, somente o tipo de solicitações de serviço que “custa” menos é aceito (ou aquele que causa a menor redução na capacidade de serviço).

[00135] A esse respeito, também será apreciado que as duas expressões (1) e (5) introduzidas anteriormente podem ser fundidas em uma única expressão do tipo onde os parâmetros da equação (1) assumem os seguintes significados: - px (x= 1 ou, respectivamente, 2): é a mencionada probabilidade; - λγ: (y=2 ou, respectivamente 1) é a frequência média de chegada das solicitações de serviço do mencionado pelo menos um segundo tipo (ou seja, do serviço alternativo com relação ao serviço - do primeiro tipo) sendo gerenciado; - C: é a capacidade residual do sistema mais um; - Trx: é o tempo residual médio dos serviços em andamento (de qualquer tipo).

[00136] Um exemplo concreto da operação da solução descrita, implementado escolhendo-se usar um valor dos limiares S1 e S2 igual a 0,9, é provido abaixo.

[00137] A duração média das chamadas de voz é assumida para ser de 120 segundos e a duração média da sessão de streaming é assumida para ser de 200 segundos (Tv = 120 e Td = 200). Também é assumido que a frequência média da chegada das solicitações de serviço de voz (Xv) é de 0,32 segundos-1, enquanto a frequência média da chegada de solicitações de dados (Xd) é de 0,16 segundo-1 (esses valores correspondem a um tráfego de voz global de cerca de 38 Erlang no sistema de acesso múltiplo e um sistema de dados de 32 conexões simultaneamente ativas, assumindo nenhum bloqueio).

[00138] Em um dado instante, a rede de carga total é assumida para ser de 41 usuários de voz e 31 usuários de dados. Os 41 usuários de voz são subdivididos em 20 usuários de voz sobre a célula GSM (cujos recursos totais estão ocupados) e 21 usuários de voz sobre a célula de UMTS (que ainda tem recursos livres disponíveis). Os 31 usuários de dados são subdivididos em 28 usuários de dados sobre o hot-spot de LAN sem fio (cujos recursos permitem alocar usuários adicionais sem manter o nível mínimo de qualidade associada ao usuário) e 3 usuários de dados sobre a célula UMTS.

[00139] Se uma solicitação de serviço de voz alcança a rede, a solução descrita aqui, com base no método da Figura 6, verifica a disponibilidade do sistema GSM (etapa 100).

[00140] Visto que todos os recursos do sistema GSM estão ocupados, a disponibilidade dos recursos livres suficientes no sistema UMTS é verificada (etapa 200).

[00141] Visto que o UMTS ainda tem recursos livres disponíveis, a condição da etapa 300 é avaliada, ou seja, se “p1” é maior do que S1. Dado o estado de carregamento do sistema, o valor de “p1” de acordo com a equação (1) é igual a 0,9593. Visto que o valor de “p1” excede 0,9 (limiar S1), a chamada de voz é alocada sobre o sistema UMTS.

[00142] Se uma solicitação de serviço de dados alcança a rede, a solução descrita aqui, com base no método da Figura 7, verifica se o hot-spot de WLAN pode ser usado para oferecer o serviço solicitado. Visto que os recursos do sistema de WLAN estão a um nível de uso tal a não permitir alocar usuários adicionais sem manter o nível mínimo de qualidade associada ao serviço, é feita a avaliação de se o sistema UMTS tem recursos livres suficientes para alocar o serviço (etapa 600).

[00143] Considerando 21 usuários de voz, o número máximo de usuários de dados que pode ser alocado sobre o sistema é, no exemplo particular considerado aqui, igual a 4 (como derivado a partir da região de capacidade da célula UMTS, da Figura 4, tomada como referência). Visto que a presença de somente 3 usuários de dados sobre a célula de UMTS foi assumida, a solicitação de serviço de dados pode ser alocada na célula de UMTS. A operação subsequente consiste de verificar na etapa 700 se “p2” excede o limiar S2.

[00144] Dado o estado de carregamento do sistema, o valor de “p2” de acordo com a equação (5) é igual a 0,8691. Visto que o valor de “p2” é mais baixo do que 0,9 (limiar S2), a condição da etapa 800, indicada pela condição (8), é consequentemente avaliada.

[00145] Visto que com 41 usuários de voz, na passagem de 31 usuários de dados para 32 usuários de dados, haverá uma perda de capacidade de usuários de voz de 3 unidades (com base na região de capacidade de compartilhamento da Figura 5, usada como um exemplo) a condição é achada verdadeira e isso faz a solicitação ser bloqueada.

[00146] Para descrever a solução apresentada aqui, a presença do serviço de voz e de um serviço de dados específico (classe de Streaming a 128 Kbps na ligação descendente e 16 Kbps na ligação ascendente), foi assumida para um total de somente dois tipos de serviço.

[00147] Será prontamente visível para aqueles experientes na técnica que a solução descrita aqui pode ser estendida também ao caso de mais de dois serviços.

[00148] Na presença de um número de serviços igual a S, por exemplo, ainda é possível determinar uma região de capacidade capaz de representar todas as combinações possíveis de usuários para cada serviço suportado pela rede de acesso múltiplo. Definindo como n1 o número de usuários que emprega o i-ésimo serviço e dado um determinado número de sistemas de acesso que constituem a rede, aqueles experientes na técnica são capazes de derivar, para cada caso possível, a ligação que caracteriza as quantidades ni, definindo completamente a região de capacidade de compartilhamento da rede de acesso múltiplo, como uma função do tipo de serviços individuais considerados e dos recursos de rádio com os quais os diferentes sistemas de acesso são dimensionados.

[00149] Para descrever o método proposto, também foi escolhido se referir ao serviço de voz e ao serviço de dados da classe de streaming a 128 Kbps na ligação descendente e 16 Kbps na ligação ascendente.

[00150] A solução descrita aqui pode ser aplicada mais em geral se outros tipos de serviço precisarem ser considerados. De modo semelhante ao que é descrito aqui, de acordo com os serviços específicos considerados (e suas características em termos de perfil de qualidade a ser garantido) é possível determinar as combinações ótimas que a rede de acesso múltiplo é capaz de gerenciar, o que pode ser representado através da região de capacidade de compartilhamento.

[00151] Por razões de simplicidade de ilustração, foi assumido implicitamente aqui que a região de capacidade de compartilhamento associada à rede de acesso múltiplo e aos serviços considerados pode ser determinada, a priori, com base nas características dos sistemas de acesso individuais.

[00152] Entretanto, essa presunção, não é imperativa por si mesma. Os princípios na base da solução descrita aqui permanecem válidos também na hipótese de que seja necessário ou simplesmente mais conveniente determinar a região de capacidade de compartilhamento no momento em que uma solicitação de serviço específica deve ser gerenciada.

[00153] A região de capacidade de compartilhamento é usada para computar “p1” e “p2” (expressões do parâmetro C das equações (2) e (6)) ou quando é necessário quantificar (através das condições (4) e (8)) a perda de capacidade do acesso múltiplo da rede se uma solicitação de serviço for aceita (etapa 400 no fluxograma da Figura 6 e etapa 700 no fluxograma da Figura 7).

[00154] Nessas situações, a estimativa do número máximo de usuários que podem ser suportados ou a avaliação da perda de capacidade podem ser feitas com métodos alternativos, por exemplo, com base no estado específico dos sistemas individuais da rede de acesso múltiplo, ao invés de nas avaliações de capacidade de sistema feitas a priori.

[00155] No caso de uma célula do sistema UMTS, por exemplo, o número máximo de usuários que podem ser suportados depende do nível de interferência instantânea. Ao invés de considerar o nível médio de interferência gerado por um determinado número de usuários ativos no sistema, é possível considerar o nível real de interferência medido pelo sistema (que é uma função da posição dos usuários no território e de se os usuários estão transmitindo ou não). Usando essa solução, em prática, é usada uma região de capacidade de compartilhamento que, ao invés de ser determinada a priori, é identificada de tempos em tempos também com base nas condições instantâneas dos sistemas individuais.

[00156] De modo semelhante, as expressões usadas, a título de exemplo, para computar os parâmetros “p1” e “p2” nas duas condições correspondentes às etapas 300 e 700 dos fluxogramas da Figura 6 e da Figura 7 podem ser substituídas por expressões alternativas equivalentes.

[00157] Em termos gerais, portanto, expressões diferentes podem ser usadas, mirando estimar, de uma maneira mais ou menos aproximada, a probabilidade de que a rede de acesso múltiplo possa alcançar a condição limite como resultado da chegada de novas solicitações de serviço.

[00158] Da mesma maneira, ao invés das quantidades “p1” e “p2”, o uso pode ser considerado de diferentes parâmetros (em termos de número e semânticas) mirados a avaliar a probabilidade de que as solicitações por um dado serviço possam fazer a rede de acesso múltiplo alcançar sua capacidade limite.

[00159] Como um exemplo de aplicação prática do método proposto, foi tomado um cenário no qual o sistema GSM, o sistema UMTS e um sistema de WLAN são usados como uma rede por rádio móvel integrada única.

[00160] Mais em geral, a solução descrita aqui é aplicada (com os mesmos procedimentos básicos) na presença de redes de acesso caracterizadas por diferentes padrões (independentemente dos padrões específicos considerados), e usados como um sistema unitário.

[00161] Os princípios nos quais o critério proposto é baseado não se referem especificamente a qualquer dos padrões tomados como referências (GSM, UMTS ou WLAN).

[00162] Em particular, as diferentes combinações dos serviços que a rede de acesso múltiplo é capaz de gerenciar, representadas pela região de capacidade de compartilhamento, podem ser identificadas (de uma maneira conhecida por aqueles experientes na técnica) de acordo com as características dos padrões que regulam os sistemas de acesso considerados.

[00163] Uma outra aplicação prática dos métodos de alocação propostos pertence ao caso de um sistema de acesso unitário, no qual duas ou mais camadas de celular hierarquicamente diferentes estão presentes (dentro de uma rede de rádio móvel, as estruturas de célula de hierarquia são identificadas pelo acrônimo “HCS”). Um sistema unitário no qual, entretanto, pelo menos duas camadas diferentes estão presentes (por exemplo, células MACRO e células MICRO) pode ser considerado para todos os efeitos e propósitos como um sistema “heterogêneo”, porque há o problema de gerenciar conjuntamente os recursos de rádio das células que pertencem às duas camadas. As mencionadas células, por suas características, são caracterizadas por áreas de cobertura (sobrepostas) e quantidade de recursos de rádio diferentes.

[00164] Portanto, nesses casos também, é possível usar os métodos propostos para identificar qual camada é mais adequada para ser usada para oferecer o serviço solicitado, substituindo o conceito de rede heterogênea com base nas diferentes Tecnologias de Acesso por Rádio (RAT) usadas, com aquele conceito heterogêneo baseado nas diferentes camadas de célula hierárquicas usadas.

[00165] A solução descrita aqui em alto nível através dos fluxogramas da Figura 6 e da Figura 7 pode ser vantajosamente implementada em diferentes formas mutuamente equivalentes, por exemplo, usando um número diferente de variáveis internas ou usando um diferente fluxo de instruções e comparações, sem modificar desse modo a lógica básica dos critérios descritos aqui.

[00166] Na descrição provida aqui, simplesmente em nome da conveniência, foi assumido implicitamente que as solicitações para ativar um dado serviço são sempre originadas pelos usuários (solicitação “originada por UE”).

[00167] Também é possível para a rede alcançar o usuário oferecendo um dado serviço (solicitação “terminada em UE”), sem qualquer tipo de consequências sobre os procedimentos para gerenciar a seleção de qual sistema pode ser mais vantajosamente usado.

[00168] Naturalmente, sem alterar o princípio da invenção, os detalhes de construção e os modos de realização podem ser variados, mesmo para uma extensão significativa, em relação ao que é descrito e ilustrado puramente a título de exemplo não limitativo aqui, sem, por meio disso, se afastar do escopo da presente invenção como definida nas reivindicações que se seguem.

REIVINDICAÇÕES

Claims (17)

1. Método para controlar o fornecimento dos serviços em uma rede de comunicação de recursos múltiplos (10, 20, 30) compreendendo uma pluralidade de recursos correspondendo à sistemas de comunicação de acordo com diferentes padrões, o fornecimento dos serviços por meio de pelo menos um primeiro recurso da pluralidade de recursos, no qual o mencionado pelo menos um primeiro recurso é capaz de fornecer simultaneamente, dentro de uma capacidade de serviço de compartilhamento máxima, pelo menos um primeiro e um segundo tipo de serviço para um primeiro conjunto de usuários e um segundo conjunto de usuários, respectivamente; o aumento em uma quantidade de usuários no mencionado primeiro conjunto de usuários levando a uma diminuição na capacidade de servir novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço, caracterizado pelo fato de que, na presença de uma solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo, ele compreende as etapas de: - verificar preventivamente (100, 500) a capacidade de satisfazer a mencionada solicitação do mencionado primeiro tipo de serviço por meio de um segundo recurso da pluralidade de recursos da mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos, em que dito segundo recurso corresponde a um sistema de comunicação de acordo com um padrão diferente do que dito pelo menos um primeiro recurso, e em que dito segundo recurso é preferencialmente utilizável com relação ao mencionado pelo menos um primeiro recurso, e - se a mencionada capacidade existir, satisfazer (102, 502) a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo através do dito segundo recurso; - estimar (300, 700) pelo menos um parâmetro representando a probabilidade de que, dentro de um dado intervalo de tempo, o número de solicitações de serviço do mencionado pelo menos um segundo tipo seja tal que não faça a capacidade de serviço de compartilhamento máxima ser alcançada; - comparar (300, 700) o mencionado pelo menos um parâmetro com pelo menos um respectivo valor de limiar; e - se o mencionado pelo menos um parâmetro for maior do que o mencionado respectivo valor de limiar, aceitar a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, se o mencionado pelo menos um parâmetro for inferior ou igual ao mencionado respectivo valor de limiar, ele compreende as etapas de: - avaliar (400, 800) uma possível diminuição na capacidade de servir a novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço capaz de ser induzida pela aceitação da mencionada solicitação para o mencionado primeiro tipo de serviço; - comparar a mencionada possível diminuição com um respectivo valor de um limiar de diminuição; e - i) aceitar (402, 802) a mencionada solicitação de serviço do primeiro tipo se a mencionada possível diminuição for menor do que o mencionado valor do limiar de diminuição; e - ii) bloquear (404, 804) a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo se a mencionada possível diminuição for maior do que ou igual ao mencionado valor do limiar de diminuição.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de definir a mencionada capacidade de serviço de compartilhamento máxima em termos de número de usuários de cada serviço como uma função dos recursos que, dentro da mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos, pode fornecer simultaneamente o mencionado primeiro tipo de serviço e o mencionado segundo tipo de serviço.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de verificar preventivamente (600) a capacidade de satisfazer a mencionada solicitação do mencionado primeiro tipo de serviço por meio do mencionado pelo menos um primeiro recurso e, na ausência da mencionada capacidade, a etapa de bloquear a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um parâmetro coincide com o valor da mencionada probabilidade.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de identificar o mencionado intervalo de tempo dado como o tempo residual médio de todos os serviços fornecidos no dito intervalo de tempo dado pela mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de computar a mencionada probabilidade com uma expressão do seguinte tipo: onde os parâmetros da equação (1) assumem os seguintes significados: - px é a mencionada probabilidade; - Xy é a frequência média da chegada das solicitações de serviço do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço; - C é a capacidade residual do sistema mais um; - Trx é o tempo residual médio de todos os serviços fornecidos no dito dado intervalo de tempo pela mencionada rede.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos compreende uma pluralidade de recursos incluindo diferentes camadas de um mesmo padrão de comunicação.

9. Sistema para controlar o fornecimento dos serviços em uma rede de comunicação de recursos múltiplos (10, 20, 30) compreendendo uma pluralidade de recursos correspondendo à sistemas de comunicação de acordo com diferentes padrões, o fornecimento dos serviços por meio de pelo menos um primeiro recurso da pluralidade de recursos, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um primeiro recurso é capaz de fornecer simultaneamente, dentro de uma capacidade de serviço de compartilhamento máxima, pelo menos um primeiro e um segundo tipo de serviço a um primeiro conjunto de usuários e um segundo conjunto de usuários, respectivamente; o aumento em uma quantidade de usuários no mencionado primeiro conjunto de usuários levando a uma diminuição na capacidade de servir novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço, o sistema compreendendo pelo menos um módulo de estimativa (50; 11, 22, 33) configurado para: - verificar preventivamente (100, 500) a capacidade de satisfazer a mencionada solicitação do mencionado primeiro tipo de serviço por meio de um segundo recurso da pluralidade de recursos da mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos, em que dito segundo recurso corresponde a um sistema de comunicação de acordo com um padrão diferente do que dito pelo menos um primeiro recurso, e em que dito segundo recurso é preferencialmente utilizável com relação ao mencionado pelo menos um primeiro recurso, e - se a mencionada capacidade existir, satisfazer (102, 502) a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo através do dito segundo recurso; - estimar (300, 700) pelo menos um parâmetro representando a probabilidade de que, em um dado intervalo de tempo, o número de solicitações de serviço do mencionado pelo menos um segundo tipo seja tal que não faça a mencionada capacidade de serviço de compartilhamento máxima ser alcançada; - comparar (300, 700), na presença de uma solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo, o mencionado pelo menos um parâmetro com pelo menos um respectivo valor de limiar; e - indicar a aceitabilidade da mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo se o mencionado pelo menos um parâmetro exceder o mencionado respectivo valor de limiar.

10 . Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um módulo de estimativa (50; 11, 22, 33) é configurado para realizar, se o mencionado pelo menos um parâmetro for inferior ou igual ao mencionado respectivo valor de limiar, as etapas de: - avaliar (400, 800) uma possível diminuição na mencionada capacidade de servir a novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço capaz de ser induzida pela aceitação da mencionada solicitação para o mencionado primeiro tipo de serviço; - comparar a mencionada possível diminuição com um respectivo valor de um limiar de diminuição; e - i) indicar a aceitabilidade (402, 802) da mencionada solicitação de serviço do dito primeiro tipo se a mencionada possível diminuição for menor do que o mencionado valor do limiar de diminuição; e - ii) bloquear (404, 804) a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo se a mencionada possível diminuição for maior do que o mencionado valor do limiar de diminuição.

11 . Sistema, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para definir a mencionada capacidade de serviço de compartilhamento máxima em termos de número de usuários de cada serviço como uma função dos recursos que, dentro da mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos, pode fornecer simultaneamente o mencionado primeiro tipo de serviço e o mencionado segundo tipo de serviço.

12 . Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para realizar a etapa de verificar preventivamente (600) a capacidade de satisfazer a mencionada solicitação para o mencionado primeiro tipo de serviço através do mencionado pelo menos um primeiro recurso e, na ausência da mencionada capacidade, a etapa de bloquear a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo.

13 . Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um parâmetro coincide com o valor da mencionada probabilidade.

14 . Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos módulo de estimativa (50; 11, 22, 33) é configurado para identificar o mencionado intervalo de tempo dado como o tempo residual médio de todos os serviços fornecidos no dito intervalo de tempo dado pela mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos.

15 . Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos módulo de estimativa (50; 11, 22, 33) é configurado para computar a mencionada probabilidade com uma expressão do seguinte tipo: onde os parâmetros da equação (1) assumem os seguintes significados: - px é a mencionada probabilidade; - λγ é a frequência média da chegada das solicitações de serviço do dito pelo menos um segundo tipo de serviço; - C é a capacidade residual do sistema mais um; - Trx é o tempo residual médio de todos os serviços fornecidos no dito dado intervalo de tempo pela mencionada rede.

16 . Rede de comunicação de recursos múltiplos, incluindo um sistema, como definido na reivindicação 9, para controlar, em dita rede de comunicação de recursos múltiplos compreendendo uma pluralidade de recursos correspondendo à sistemas de comunicação de acordo com diferentes padrões, o fornecimento dos serviços por meio de pelo menos um primeiro recurso, da pluralidade de recursos caracterizado pelo fato de que o mencionado pelo menos um primeiro recurso é capaz de fornecer simultaneamente, dentro de uma capacidade de serviço de compartilhamento máxima, pelo menos um primeiro e um segundo tipo de serviço para um primeiro conjunto de usuários e um segundo conjunto de usuários, respectivamente; o aumento em uma quantidade de usuários no mencionado primeiro conjunto de usuários levando a uma diminuição na capacidade de servir novos usuários do mencionado pelo menos um segundo tipo de serviço, o sistema compreendendo módulo de estimativa (50; 11, 22, 33) configurado para: - verificar preventivamente (100, 500) a capacidade de satisfazer a mencionada solicitação do mencionado primeiro tipo de serviço por meio de um segundo recurso da pluralidade de recursos da mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos, em que dito segundo recurso corresponde a um sistema de comunicação de acordo com um padrão diferente do que dito pelo menos um primeiro recurso, e em que dito segundo recurso é preferencialmente utilizável com relação ao mencionado pelo menos um primeiro recurso, e - se a mencionada capacidade existir, satisfazer (102, 502) a mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo através do dito segundo recurso; - estimar (300, 700) pelo menos um parâmetro representando a probabilidade de que, em um dado intervalo de tempo, o número de solicitações de serviço do mencionado pelo menos um segundo tipo seja tal que não faça a mencionada capacidade de serviço de compartilhamento máxima ser alcançada; - comparar (300, 700), na presença de uma solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo, o mencionado pelo menos um parâmetro com pelo menos um respectivo valor de limiar; e - indicar a aceitabilidade da mencionada solicitação de serviço do mencionado primeiro tipo se o mencionado pelo menos um parâmetro exceder o mencionado respectivo valor de limiar.

17 . Rede de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a mencionada rede de comunicação de recursos múltiplos compreende uma pluralidade de recursos incluindo diferentes camadas de um mesmo padrão de comunicação.