ES2202660T3 - Metodo para regulacion de la persistencia de una estacion movil en una red radiotelefonica movil celular. - Google Patents
Metodo para regulacion de la persistencia de una estacion movil en una red radiotelefonica movil celular.Info
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Abstract
LA REGULACION DE LA PROTECCION CONTRA LAS SOBRECARGAS EN REDES CELULARES SE LLEVA A CABO POR MEDIO DE UNA ADAPTACION EN DOS ETAPAS DE LA PERSISTENCIA DE ACCESO DE LA ESTACION MOVIL (M) POR LA TRANSMISION DE CRITERIOS DE PERSISTENCIA (P) PARA LA ADAPTACION A LARGO PLAZO Y POR LA TRANSMISION DE VARIABLES (P(I)) ACTUALES DE CARACTERISTICAS DE CARGA PARA LA ADAPTACION A CORTO PLAZO DE LA ESTACION DE BASE (B) A LA ESTACION MOVIL (M).
Description
Método para regulación de la persistencia de una
estación móvil en una red radiotelefónica móvil celular.
La invención se refiere a un método para
regulación de la persistencia de una estación móvil en una red radio
móvil celular. La probabilidad de acceso de la estación móvil puede
considerarse, por ejemplo, como un ejemplo de persistencia.
En las redes de radio móvil celular, los canales
radio físicos disponibles están divididos entre los abonados de
radio móvil, de tal manera que a un abonado le es asignado un canal
radio solamente para la duración de una conexión de comunicación.
Aquí, la asignación de los canales radio es controlada por la red
radio móvil.
Cuando la estación móvil realiza una petición de
transmisión, esta petición debe iniciar un intento de acceso a un
canal radio especialmente destinado a este fin (canal de acceso
aleatorio) en competencia con otras estaciones móviles en la misma
radio célula. Si este acceso tiene éxito, la estación móvil es
asignada a un canal radio especificado. Si se produce una colisión
o si la transmisión se ve alterada por errores de transmisión, no
tiene lugar dicha asignación y la estación móvil repite la
transmisión.
Los procedimientos de acceso de este tipo son
bien conocidos, estando basados en los denominados protocolos
S-ALOHA, y son utilizados en varias redes por cable
y redes radio.
Los protocolos S-ALOHA son
conocidos por sus problemas de estabilidad en el caso de una alta
carga de tráfico ofrecida. Si el tráfico ofrecido excede un valor
crítico, se produce un aumento simultáneo en el número de
colisiones, el número de las estaciones móviles con peticiones de
transmisión aumenta adicionalmente como resultado de las
repeticiones. Para eliminar situación de sobrecarga, la persistencia
del acceso de la estación móvil está adaptada generalmente a la
carga actual. Aquí, en general varían la probabilidad de acceso, el
tiempo de espera entre dos accesos, y el número máximo de intentos
de acceso.
El documento WO 95/35637 describe un método para
el accionamiento de una red radio celular CDMA. Una estación de base
supervisa el estado de carga de un canal de tráfico y transmite la
información relativa al estado de carga del canal de tráfico a los
elementos del equipo terminal.
Para la diferenciación entre las diferentes
prioridades, el control de persistencia puede utilizarse
adicionalmente para dar prioridad durante el acceso a las
estaciones específicas de manera efectiva.
De acuerdo con la invención, está previsto un
método para regulación de la persistencia de una estación móvil (M)
en una red radio móvil celular, caracterizado porque la
persistencia es ajustada en dos etapas, y específicamente mediante
una regla de persistencia (P) para adaptación a largo plazo y por
variables características de carga (p(i)) para adaptación a
corto plazo.
La invención proporciona un método del tipo
referido en la introducción por medio del cual la persistencia de
la estación móvil puede ajustarse con menos retardo, mayor
exactitud, mayor estabilidad y de manera más simple.
El método de acuerdo con la invención para
ajustar la persistencia de una estación móvil en una red radio
móvil celular está caracterizado porque la persistencia es ajustada
en dos etapas, y específicamente mediante una regla de persistencia
para adaptación a largo plazo y por variables características de
carga para adaptación a corto plazo.
En un desarrollo de la invención, se calcula un
comportamiento de persistencia a largo plazo en la estación de base
y se transmite en forma de regla de persistencia a la estación
móvil. También es posible calcular un comportamiento de persistencia
a corto plazo en la estación de base y transmitirlo a la estación
móvil en forma de variables características de carga actual.
En otro desarrollo de la invención, la
persistencia de la estación móvil puede ser una función de la
variable característica de carga de la prioridad en cuestión y la
suma de las variables características de carga de prioridades
inferiores.
A continuación, se explicará la invención en
detalle haciendo referencia a la figura única.
Para el control de la protección de sobrecarga,
tiene lugar una adaptación, en dos etapas, de la persistencia de
acceso de la estación móvil M mediante la transmisión de una regla
de persistencia P para adaptación a largo plazo y la transmisión
desde la red radio móvil o estación de base B a la estación móvil
de variables características de carga actual p(i) para
adaptación a corto plazo.
Aquí, la estación de base B comprende una primera
sección de circuito 1 para el análisis de acceso, una segunda
sección de circuito 2 para estimación a corto plazo de la
persistencia de acceso y una tercera sección de circuito 3 para
estimación a largo plazo de la persistencia de acceso.
\newpage
A modo de contraste, la estación móvil M
comprende una primera porción de circuito 4 para decodificación de
parámetros, siendo alimentada dicha primera porción de circuito 4
con la regla de persistencia P y con las variables características
de carga p(i) a partir de las porciones de circuito 3 y 2,
respectivamente, de la estación de base B. La primera porción de
circuito 4 de la estación móvil M está conectada a una segunda
porción de circuito 5 para adaptación de la persistencia que, a su
vez, está conectada por su extremo de salida a una tercera porción
de circuito 6 para el control de acceso de la estación móvil M. Con
respecto a un acceso, la estación móvil M se comunica a través de la
tercera porción de circuito 6 con la primera porción de circuito 1
de la estación de base B, en cuyo instante, la estación móvil M
transmite también información respecto de la prioridad i que ha
sido asignada.
En principio, el método de acuerdo con la
invención puede describirse por las siguientes cuatro etapas:
Después del acceso a un canal radio, la estación
móvil M indica la prioridad (i) de la transmisión. Esta prioridad
es sometida a codificación binaria en la palabra de datos
transmitida después del acceso. Para la detección de colisiones y
errores de transmisión, debe utilizarse adicionalmente una suma de
control y transmitirse.
La unidad de recepción de la red radio móvil o
estación de base B estima el tráfico ofrecido por medio de
mediciones del número de acceso con éxito NS(i) y, si es
posible técnicamente, por el número de colisiones NK. Aquí, el
tráfico es diferenciado de acuerdo con sus diferentes
prioridades.
Para estimación del tráfico ofrecido, en el lado
de la red, son calculados los accesos con éxito NS(i) de las
diferentes prioridades (i) durante un intervalo de tiempo T. A
partir de los números de accesos medidos, el número N(i) de
las estaciones de entrada de cada prioridad (i) y el número NK de
colisiones posiblemente conocido, es posible estimar el número
n(i) de estaciones móviles activas de la prioridad
respectiva (i). Para este fin, es necesario tener en cuenta las
variables características de carga p(i) preajustadas en el
intervalo de tiempo T considerado.
Por ejemplo, el número n(i) de estaciones
móviles activas M puede ser estimado de forma iterativa entre dos
intervalos de tiempo consecutivos T como sigue:
n(i,t)= max \ [nmin,
\ n(i,t-T)-NS(i) +
\lambda(i,t) \ x \
T]
donde \lambda(i,T) es la tasa de llegada
media estimada de peticiones con prioridad
i.
Para \lambda(i,T), mediante observación
de las N divisiones de tiempo del intervalo de tiempo T, puede
seleccionarse la siguiente estimación superior:
\lambda(i,t) <
\frac{NS(i) +
NKx[1-(1-p(i,t-T))^{n(i,t-T)}]}{N}
El valor de p(i,t-T)
representa aquí la probabilidad de acceso de una estación móvil en
el periodo de tiempo precedente que se ajusta de acuerdo con la
regla de persistencia preseleccionada P.
Después de la estimación del tráfico ofrecido,
para cada prioridad se transmite desde la red o estación de base B
a la estación móvil M, una variable característica de carga
p(i) periódicamente en intervalos de tiempo T1 cortos.
Adicionalmente, a partir de la estimación a largo plazo del tráfico
ofrecido, se define una regla de persistencia P, cuya regla es
transmitida a la estación móvil M en intervalos más largos
T2<T1.
Por tanto, a partir del tráfico ofrecido, para
cada prioridad i, la red o estación de base B define una variable
característica de carga p(i) a partir del número estimado de
estaciones móviles activas n(i), cuya variable característica
es transmitida periódicamente a las estaciones móviles M para cada
prioridad i. La regla de persistencia P es transmitida a intervalos
periódicos desde la red hasta el abonado de radio móvil y es
memorizada en las estaciones móviles M. La duración del periodo es
preajustada por la red.
Después de la ejecución, la regla de persistencia
P puede adoptar la forma de un conjunto de coeficientes de una
función adecuada o un conjunto de tablas.
Por ejemplo, la variable de característica de
carga p(i) se forma a partir del número n(i) del
número estimado de abonados activos actualmente y el número
N(i) de los abonados que tienen entrada con la misma
prioridad:
p(i) = 10 x
n(i)
/N(i)
A partir de las variables características de la
carga recibida p(i) y la regla de persistencia recibida P, y
como una función de la prioridad de la comunicación a transmitir,
la estación móvil M logra ahora acceso al canal después del
siguiente intento.
Las variables características de carga
p(i) representan entonces los valores de índice en las
tablas de persistencia P almacenadas en las estaciones móviles M.
Estas tablas de persistencia P (reglas de persistencia) pueden
calcularse de tal manera o determinarse empíricamente. Aquí, de
acuerdo con un desarrollo de la invención, la persistencia de una
estación móvil M depende solamente de la variable característica de
carga p(i) de la prioridad i en cuestión y de la suma de las
variables características de carga de prioridades inferiores.
Si la persistencia es representada por una
probabilidad de acceso, siguiente a una petición de transmisión, la
estación móvil logra acceso al canal solamente con una probabilidad
de acceso especificada.
0 < q <
1.
En la estación móvil, se realizan ahora las
siguiente etapas:
- a)
- A partir de una regla de cálculo, la estación móvil genera números equi-distribuidos casi aleatoriamente, en un intervalo cerrado [0, Z-1], siendo Z es un número entero.
- b)
- Cuando el número seleccionado es menor que q x Z, la estación móvil ganará acceso al canal en el intervalo de tiempo en cuestión. Si este número es mayor, el acceso es suprimido y la estación móvil memoriza la petición. Esta petición es reconsiderada después en un tiempo posterior, predeterminado.
- c)
- Si se produce una colisión cuando tiene lugar un acceso, la estación móvil memoriza la petición. Esta petición es reconsiderada después en un tiempo posterior predeterminado.
- d)
- Cuando el número de intentos excede un número predeterminado, la petición puede descargarse por completo y transmitirse un mensaje de error.
Aquí, el abandono por la estación móvil de un
acceso al canal reduce la probabilidad de colisiones. Esto, a su
vez, aumenta el rendimiento del canal, lo que es ventajoso también
para la estación móvil.
La regla de persistencia P puede desarrollarse de
acuerdo con diferentes principios:
a) Puede mejorarse para hacer máximo el
rendimiento alcanzado por el canal.
b) Puede mejorarse para reducir al mínimo el
retardo medio de acceso de una petición a transmitir;
c) Puede mejorarse de tal manera que un retardo
de acceso máximo especificado sea excedido solamente con una
probabilidad especificada.
Lo que sigue debe tenerse en cuenta de forma
adicional:
a) Cuando se utilizan diferentes prioridades, las
peticiones con mayor prioridad (aquí con un número de prioridad
inferior) deben procesarse con preferencia.
b) Para la selección de los valores de una tabla
de persistencia o los parámetros de una función de persistencia,
solamente deben permitirse valores adecuados (cuantificación) con
el fin de reducir al mínimo la capacidad requerida para la
transmisión de los valores.
A continuación, se describirá un ejemplo de regla
de persistencia P, llevado a cabo por medio de tablas de
persistencia, cuando van a diferenciarse tres prioridades, y las
variables características de carga p(i) pueden adoptar cuatro
valores. Aquí, la probabilidad de acceso debe ser considerada, por
ejemplo, como ejemplo de persistencia.
Aquí, los valores de las tablas han sido
seleccionados de forma heurística, de tal manera que
- -
- el sistema tiene las mismas prioridades para una clase de prioridad que se produce de forma individual, y
- -
- los valores individuales de la tabla cumplen una ley de formación simple y, por tanto, pueden transmitirse de manera simple.
La variable característica de carga de la
prioridad en cuestión determina la selección de la columna de la
tabla, mientras que la suma de las variables características de
carga de las prioridades mayores determina la sección de la fila de
tabla. Si el valor excede el intervalo de valores dado, se
selecciona el valor más alto posible de la variable característica
de carga.
Las tablas contienen el valor relevante de la
probabilidad de acceso.
Probabilidad de acceso de una estación móvil con prioridad 1- P(1) | |||
P(1) = 0 | p(1) = 1 | p(1) = 2 | p(1) = 3 |
1 | 1/2 | 1/4 | 1/8 |
Probabilidad de acceso de una estación móvil con prioridad 2 - P(2) | ||||
p(2) = 0 | p(2) = 1 | p(2) = 2 | p(2) = 3 | |
p(1) = 0 | 1 | 1/2 | 1/4 | 1/8 |
p(1) = 1 | 1/2 | 1/4 | 1/8 | 1/16 |
p(1) = 2 | 1/4 | 1/8 | 1/16 | 1/32 |
p(1) = 3 | 1/8 | 1/16 | 1/32 | 1/64 |
Probabilidad de acceso de una estación móvil con prioridad 3- P(3) | ||||
p(3) = 0 | p(3) = 1 | P(3) = 2 | P(3) = 3 | |
p(1)+p(2) = 0 | 1 | 1/2 | 1/4 | 1/8 |
p(1)+p(2) = 1 | 1/2 | 1/4 | 1/8 | 1/16 |
p(1)+p(2) = 2 | 1/4 | 1/8 | 1/16 | 1/32 |
p(1)+p(2) = 3 | 1/8 | 1/16 | 1/32 | 1/64 |
p(1)+p(2) = 4 | 1/16 | 1/32 | 1/64 | 1/128 |
p(1)+p(2) = 5 | 1/32 | 1/64 | 1/128 | 1/256 |
p(1)+p(2) = 6 | 1/64 | 1/128 | 1/256 | 1/512 |
A la vista de la descripción precedente, será
evidente para un técnico en la materia que pueden realizarse varias
formas de realización dentro del alcance de la invención.
Claims (6)
1. Método para regulación de la persistencia de
una estación móvil (M) en una red radio móvil celular,
caracterizado porque el método comprende las siguientes
etapas:
- -
- transmitir a la estación móvil una regla de persistencia (P) desde la red;
- -
- ajustar la adaptación a largo plazo de la estación móvil mediante la regla de persistencia (P);
- -
- transmitir a la estación móvil las variables características de carga (p(i)) desde la red; y
- -
- ajustar la adaptación a corto plazo de la estación móvil mediante las variables características de carga (p(i)).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el comportamiento de persistencia a
largo plazo es calculado en una estación de base (B) de la red, y se
transmite a la estación móvil en forma de la regla de persistencia
(P).
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque un comportamiento de persistencia a
corto plazo en una estación es calculado en una estación base (B) de
la red y se transmite a la estación móvil en forma de variables de
la persistencia características de carga (p(i)).
4. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la persistencia
de la estación móvil (M) es una función de la variable
característica de carga (p(i)) de prioridad (i) de la
estación móvil (M) en cuestión y de la suma de las variables
características de carga de prioridades inferiores.
5. Estación de base para una red radio móvil
celular, caracterizada porque la estación de base puede
activarse para:
- -
- transmitir una regla de persistencia (P) a las estaciones móviles de la red; y
- -
- transmitir las variables características de la carga (p(i)) a las estaciones móviles;
por lo que las estaciones móviles pueden ajustar
la adaptación a largo plazo mediante la regla de persistencia (p) y
ajustar la adaptación a corto plazo mediante las variables
características de carga (p(i)).
6. Estación móvil para una red radio móvil
celular, caracterizada porque la estación móvil puede
activarse para:
- -
- recibir una regla de persistencia (P) desde la red;
- -
- ajustar la adaptación a largo plazo mediante la regla de persistencia (P);
- -
- recibir las variables características de carga (p(i)) desde la red; y
ajustar la adaptación a corto plazo mediante las
variables características de carga (p(i)).
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