ES2264088T3 - Sistema y metodo con ajuste para la entrega de paquetes. - Google Patents
Sistema y metodo con ajuste para la entrega de paquetes.Info
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Abstract
Un método para la entrega de paquetes a través de un enlace (42, 58, 66) entre un dispositivo electrónico (34) y un nodo (62) que comprende los pasos siguientes: u transmitir al menos un paquete a través de dicho enlace (42, 58, 66) mediante la primera capa (104) de una pila de protocolos (100) utilizada por este enlace; u repetir este paso de transmisión hasta que la transmisión falle; u determinar la calidad de dicho enlace examinando a información de calidad de servicio disponible de forma inherente a través de una segunda capa (102) de la pila de protocolos (100); donde esta segunda capa de la pila de protocolos es una capa distinta de la primera capa (104) destinada a la transmisión de paquetes; u desarrollar una estrategia de reintento para el paso de transmisión mencionado basada en la calidad que se ha determinado; y u retransmitir el paquete o los paquetes mencionados conforme a dicha estrategia de reintento; Donde el paso de determinar la calidad del enlace (42, 58, 66) se realiza en el propio dispositivo electrónico (34).
Description
Sistema y método con ajuste para la entrega de
paquetes.
Esta solicitud de solicitud de patente hace
referencia en términos generales a las redes informáticas y, más en
concreto, a un sistema y método para la entrega de paquetes.
En la actualidad, la tecnología de comunicación
inalámbrica ofrece servicios de voz y de datos de alta calidad que
se refinarán aún más en el futuro. Quienes están familiarizados con
este campo saben que la comunicación inalámbrica presenta varios
retos de calidad de servicio (Quality of Service, QoS) que no
están presentes en la comunicación alámbrica. Más en concreto, la
calidad del enlace puede variar en función de factores ambientales,
movimientos de la estación inalámbrica del abonado o movimientos de
objetos en la línea de datos entre la estación del abonado y la
estación base. A pesar de los avances que se han producido en el
ámbito de las comunicaciones inalámbricas, aún son frecuentes
ciertas limitaciones de calidad de servicio. Por ejemplo, los
paquetes del protocolo de control de transmisión (TCP) utilizan una
estrategia de comprobación basada en el tiempo, en la que los
paquetes que no constan como recibidos se reenvían continuamente
durante un periodo de tiempo previamente establecido,
incrementándose gradualmente el lapso de tiempo entre los envíos.
Tras un determinado número de intentos, se considera que la
conexión ha fallado. Si bien esta estrategia puede ser efectiva en
una conexión de cableado físico, resulta inadecuada para la entrega
de paquetes a través de enlaces inalámbricos que presentan problemas
de conexión.
La patente WO02098057-A revela
un método para la entrega de paquetes a través de un enlace entre un
dispositivo electrónico y un nodo, que comprende los pasos
siguientes: determinar la calidad del citado enlace examinando
información sobre la calidad de servicio, disponible de forma
inherente a través de la segunda capa de la pila de protocolos
empleada por el enlace (esta segunda capa de la pila de protocolos
es distinta a la primera capa destinada a la transmisión de
paquetes); transmitir al menos un paquete a través de este enlace
mediante dicha primera capa de la pila de protocolos). No obstante,
el paso de determinar la calidad del enlace no se realiza en el
dispositivo, sino en un servidor de contenido inteligente al que
está conectado el dispositivo a través del enlace.
La presente invención aporta preferiblemente un
sistema y un método de conexión nuevos que obvie o mitigue al menos
una de las desventajas del sistema previo anteriormente citadas.
Conforme a un primer aspecto de la presente
invención, el método se diferencia del descrito en la patente
WO02098057-A en que el paso de determinar la calidad
del enlace se efectúa en el mismo dispositivo electrónico.
En cuanto a un segundo aspecto de la invención,
se aporta un dispositivo electrónico para la entrega de paquetes a
través de un enlace entre dicho dispositivo y un nodo que comprende
los componentes necesarios para: transmitir al menos un paquete a
través de este enlace mediante la primera capa de una pila de
protocolos empleada por dicho enlace; repetir el paso de
transmisión anterior hasta que la transmisión fracase; determinar la
calidad de este enlace examinando información sobre la calidad de
servicio disponible de forma inherente a través de la segunda capa
de la pila de protocolos empleada por el enlace (esta segunda capa
de la pila de protocolos es distinta a la primera capa destinada a
la transmisión de paquetes); desarrollar una estrategia de reintento
de ese paso de transmisión basada en la calidad así determinada; y
retransmitir al menos el paquete mencionado conforme a esta
estrategia de reintento; donde los componentes que sirven para
determinar la calidad del enlace comprenden parte del dispositivo y
están configurados para realizar el paso de determinar la calidad
del enlace en el dispositivo mismo.
Otros aspectos y características de la presente
invención se deducen fácilmente de las reivindicaciones anexas.
En las páginas siguientes se describe la
invención únicamente a título de ejemplo y se hace referencia a
ciertas realizaciones de la misma y a los dibujos anexos, en los
que:
El Gráfico 1 es una representación esquemática
de un sistema para la entrega de paquetes conforme a una
implementación de la invención;
El Gráfico 2 es una representación esquemática
que muestra en mayor detalle el gestor de entrega de paquetes y el
enlace inalámbrico de la Figura 1;
El Gráfico 3 es un diagrama de flujos que
ilustra un método para la entrega de paquetes conforme a otra
implementación de la invención;
El Gráfico 4 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 2 interactuando como parte de la implementación del método
del Gráfico 3;
El Gráfico 5 muestra un ejemplo de los
resultados obtenidos en la determinación de la calidad del enlace
llevada a cabo como parte del método del Gráfico 3;
El Gráfico 6 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 2 interactuando como parte de la implementación del método
del Gráfico 3;
El Gráfico 7 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 2 interactuando como parte de la implementación del método
del Gráfico 3;
El Gráfico 8 muestra un sistema para la entrega
de paquetes conforme a otra implementación de la invención;
El Gráfico 9 es una representación esquemática
que muestra en mayor detalle el gestor de entrega de paquetes y
los dos enlaces inalámbricos del Gráfico 8;
El Gráfico 10 es un diagrama de flujos que
ilustra un método para la entrega de paquetes conforme a otra
implementación de la invención;
El Gráfico 11 muestra un ejemplo de una ruta de
comunicación dentro del sistema del Gráfico 8 antes de llevar a
cabo el método del Gráfico 10;
El Gráfico 12 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 9 interactuando entre sí como parte de la implementación
del método del Gráfico 10;
El Gráfico 13 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 9 interactuando entre sí como parte de la implementación
del método del Gráfico 10;
El Gráfico 14 muestra un ejemplo de los
resultados obtenidos en la determinación de la calidad del primer
enlace llevada a cabo como parte del método del Gráfico 10;
El Gráfico 15 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 9 interactuando entre sí como parte de la implementación
del método del Gráfico 10;
El Gráfico 16 muestra un ejemplo de los
resultados obtenidos en la determinación de la calidad del segundo
enlace llevada a cabo como parte del método del Gráfico 10;
El Gráfico 17 muestra el gestor y el enlace del
Gráfico 9 interactuando entre sí como parte de la implementación
del método del Gráfico 10; y
El Gráfico 18 muestra un ejemplo de ruta de
comunicación dentro del sistema del Gráfico 8 después de llevar a
cabo el método del Gráfico 10.
En referencia al Gráfico 1, la cifra 30 indica
de forma general un sistema para la entrega de paquetes. En la
presente implementación, el sistema 30 incluye al menos un cliente
34 conectado a un nodo de un proveedor de servicios 38 mediante un
enlace inalámbrico 42. El nodo 38 incluye una estación base
inalámbrica 46 que interactúa con el cliente 34 por medio del
enlace 42 y una pasarela NAT 50. A su vez, la pasarela 50 está
conectada a Internet 54 a través un backhaul 58. El backhaul 58
puede ser un T1, T3 o cualquier otro enlace adecuado para conectar
el nodo 38 a Internet 54. A su vez, Internet 54 está conectada a un
servidor de red 62 a través de un segundo backhaul 66.
En la presente implementación, el cliente 34 es
un dispositivo operado por batería que está basado en el entorno
informático y la funcionalidad de un asistente digital personal
inalámbrico. Es preciso señalar, no obstante, que el cliente 34 no
tiene que estar necesariamente operado por batería y/o puede incluir
la construcción y funcionalidad de otros dispositivos electrónicos,
como teléfonos celulares, teléfonos inteligentes, ordenadores
personales o portátiles con conexión inalámbrica 802.11, funciones
bluetooh o similar. En general, el uso del término "cliente" no
debe interpretarse en sentido estricto, sino en el contexto de esta
implementación ilustrativa.
Asimismo, cabe precisar que, en la presente
implementación, al menos una parte de la conexión entre el cliente
34 y el servidor de red 62 está limitada en cuanto al ancho de
banda. En el sistema 30, dado que el enlace 42 es una conexión
inalámbrica que puede tener que servir a varios clientes 34, el
enlace 42 está limitado en el ancho de banda respecto al backhaul
58, el backhaul 66 y otros elementos que componen la conexión entre
el cliente 34 y el servidor de red 62. Estas limitaciones en el
ancho de banda pueden, por tanto, interferir en la velocidad y
efectividad con la que un cliente operado por un usuario 34 puede
acceder a Internet 54 y al servidor de red 62. Además, estas
limitaciones pueden causar que el cliente 34 tenga que volver a
enviar los paquetes perdidos en el enlace 42 debido a las
limitaciones del mismo.
La pasarela NAT 50 está basada en tecnología NAT
estándar y permite así a diversos clientes 34 conectados al nodo 38
conectarse a Internet 54 a través de una dirección de Protocolo de
Internet (IP) asignada a la pasarela NAT 50. En concordancia, el
cliente 34 (y otros clientes conectados al nodo 38) tendrán por lo
general una dirección IP privada, mientras que la pasarela NAT 50
tendrá una dirección IP pública accesible a todo el que se conecte a
Internet 54.
Así, cuando el cliente 34 acceda a Internet 54,
el servidor de red 62 comunicará con el cliente 34 por medio de la
pasarela 50, de modo que la pasarela 50 estará "traduciendo"
las direcciones IP durante dicha comunicación. En un ejemplo
referido únicamente a la presente implementación, el cliente 34
tiene la dirección IP privada "10.0.0.2", la pasarela 50 tiene
la dirección IP privada "10.0.0.1" y la dirección IP pública
"50.0.0.1" y el servidor de red 62 tiene la dirección IP
pública
"62-0-0-1".
El cliente 34 está configurado para determinar
la calidad del enlace 42 a fin de desarrollar una estrategia de
reintento para paquetes del protocolo de control de transmisión
(TCP) y similares cuando falla su entrega al servidor 62, en
particular en los casos en que la entrega falla debido a problemas
con el enlace 42. El medio por el que el cliente 34 determina la
calidad del enlace 42 no está limitado a uno en particular, pero en
la presente implementación el cliente 34 utiliza un sistema de
medición de la intensidad de señal conocida, como las implementadas
actualmente en dispositivos inalámbricos conocidos y que suele
representarse gráficamente en la pantalla del dispositivo en forma
de unas barras indicadoras de la cobertura. Mediante este sistema
de medición de la intensidad de señal conocida, el cliente 34 es
capaz de detectar qué nivel de intensidad de señal proporciona una
alta probabilidad de que se produzca la transmisión. El cliente 34
también es capaz de detectar los cambios en el nivel de la señal,
de modo que, si tiene lugar un fallo en un nivel de señal concreto
y a continuación la intensidad de señal aumenta en una proporción
definida previamente, el cliente 34 puede decidir que la calidad
del enlace 42 ha mejorado hasta un nivel en el que la transmisión
tendrá éxito. Independientemente de cómo se determine la calidad
del enlace 42, el cliente 34 también incluye un gestor de entrega
de paquetes 70 que se ejecuta allí y que se puede operar para
realizar esta determinación y desarrollar a partir de ella la
estrategia de reintento. Más adelante se explica con mayor esta
última estrategia y el cliente 34.
Por lo que respecta al Gráfico 2, en él se
muestra en mayor detalle el enlace 42 y, en concreto, una pila de
protocolos de red 100 empleada por el enlace 42. En la presente
implementación, la pila de protocolos de red 100 está basada en el
modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) e
incluye por tanto una capa física 101, una capa de datos 102, una
capa de red 103, una capa de transporte 104, una capa de sesión 105,
una capa de presentación 106 y una capa de aplicación 107.
El Gráfico 2 muestra el gestor 70 con más
detalle, incluyendo dos objetos de software 110 y 112. El objeto
110 se puede operar para determinar la calidad del enlace 42 y
transmitir dicha información al objeto 112. El objeto 112 se puede
operar para utilizar una estrategia de reintento para la entrega de
paquetes (paquetes TCP y similares) a través del enlace 42 basada
en la calidad del enlace 42 determinada por el objeto 110.
A fin de aclarar varios aspectos del sistema 30,
se hace referencia a continuación al Gráfico 3, que muestra un
método de entrega de paquetes y que se indica en general mediante la
cifra 400. Con el propósito de facilitar la explicación del método,
se asume que el cliente 34 opera el método 400 empleando el sistema
30. No obstante, se señala expresamente que el cliente 34, el
sistema 30 y/o el método 400 pueden variarse y no funcionan
necesariamente, como se describe aquí, de forma conjunta y que
estas variaciones entran también en el ámbito de lo aquí
descrito.
Antes de comentar el método 400, asumamos que el
cliente 34 ha establecido comunicación con el servidor de red 62 y
que esta comunicación implica la entrega de paquetes TCP desde el
cliente 34 al servidor de red 62 a través del enlace 42. Comenzando
por el paso 410, al menos un paquete se transmite normalmente.
Cuando se envían paquetes TCP, éstos se envían a través del enlace
42 por cualquier medio conocido y/o conforme a estándares de
transmisión de paquetes de datos por vía inalámbrica empleados por
el sistema 30, tales como el servicio general de radiotransmisión
de paquetes (GPRS) o similares. Como apreciarán quienes estén
familiarizados con el tema, los paquetes se envían a través de la
capa de transporte 104 siguiendo estándares conocidos.
A continuación, en el paso 415, se determina si
la entrega de paquetes del paso 410 ha fallado. Si "no", el
método 415 retorna al paso 410 y la transmisión continúa como se ha
descrito anteriormente. La determinación se realiza por medios
conocidos, como por ejemplo, que el cliente 34 no reciba una señal
de "no recibido" del servidor 62, o que el servidor 62 no
responda a una solicitud de información enviada en el paquete TCP.
De este modo, si la entrega ha fallado, el método 400 avanza hasta
el paso 420.
En el paso 420 se determina la calidad del
enlace. En el presente ejemplo, se determina la calidad del enlace
42. Este paso está representado gráficamente en el Gráfico 4, donde
el objeto 110 recaba información (indicado con la referencia 114),
disponible de forma inherente, sobre la calidad del enlace 42 a
través de la capa de datos 102 de la pila de protocolos 100
empleada para implementar el enlace 42. En concreto, el objeto 110
solicita a la capa 102 información conocida sobre la calidad del
enlace 42, incluyendo información tal como la intensidad de la señal
y la accesibilidad de la estación base 46.
El Gráfico 5 muestra un ejemplo de los
resultados que pueden determinarse (o cuanto menos estimarse)
realizando el paso 420. El Gráfico 5 representa la capacidad del
cliente 42 de enviar con éxito datos a la estación base 46 durante
el periodo anterior de 10 segundos. En este ejemplo, se muestra que
durante dicho periodo, el cliente 42 puedo enviar con éxito datos
entre los segundos primero y tercero del periodo de diez segundos, y
entre los segundos sexto y noveno del mismo periodo. Durante el
tiempo restante, el cliente 42 no pudo enviar datos a la estación
base 46. Quienes estén familiarizados con el tema apreciarán que los
resultados que aparecen en el Gráfico 5 son un ejemplo simplificado
con propósitos meramente explicativos. En la práctica, los
resultados de la realización del paso 420 muy probablemente no
incluirán transiciones tan bruscas y mostrarían en su lugar una
mayor variabilidad en la intensidad de la señal a lo largo del
tiempo. Del mismo modo, los resultados obtenidos mediante el paso
420 pueden considerarse, en ciertas implementaciones, una estimación
de la calidad del enlace, más que una determinación
exacta.
exacta.
El método 400 avanza entonces desde el paso 420
al paso 425, punto en el que se reintenta la transmisión de los
paquetes fallidos conforme a la información generada en el paso 420.
Esto se representa en los gráficos 6 y 7. En el Gráfico 6, se
muestra el objeto 110 transmitiendo los resultados de la
determinación del paso 420 al objeto 112, a través de la ruta
representada por la flecha de doble sentido indicada con la cifra
118. En el Gráfico 7 aparece el objeto 112 reintentando la
transmisión de los paquetes fallidos a través de la capa 104 y
conforme a la calidad del enlace 42 ya conocida. El reintento de la
transmisión está representado mediante una flecha de doble sentido
indicada con la cifra 122. Este reintento llevado a cabo en el paso
425 puede basarse en cualquier criterio que utilice la información
recabada en el paso 420 para desarrollar una estrategia de
reintento. En el caso más simple, el reintento se basaría en el
supuesto de que cada periodo de diez segundos tiene las mismas
características de "envío viable" o "envío inviable".
Tomando como base este criterio, el reintento de la transmisión en
el paso 425 se realizaría sólo entre el primer y el tercer segundos
del periodo de diez segundos subsiguiente y/o entre el sexto y
noveno segundos del periodo de diez segundos subsiguiente. Cabe
destacar, de nuevo, que puede emplearse cualquier criterio que
utilice, al menos en parte, la información recabada durante el
método 400.
Seguidamente, el método 400 avanza hasta el paso
430, punto en el que vuelve a determinarse si ha fallado la entrega
de los paquetes. El paso 430 se realiza de modo muy similar al paso
415. Si la entrega ha fallado completamente, el método avanza al
paso 435 y se considera que se ha producido un fallo permanente en
la entrega. No obstante, si la entrega se ha realizado con éxito,
el método 400 vuelve desde el paso 430 al paso 410, en el que el
método 400 comenzaría de nuevo.
Cabe señalar que es posible introducir una serie
de variaciones en el paso 400. Por ejemplo, los pasos 410 y 415
pueden eliminarse y todos los paquetes que envíe el cliente 34
teniendo en cuenta la calidad que se ha determinado para el enlace
42. Del mismo modo, la determinación de que la entrega ha fallado en
el paso 430 puede producirse tras varios reintentos de los pasos
420 y 425, antes de considerar que se ha producido un fallo
permanente en toda la entrega.
En referencia al Gráfico 8, la cifra 230 indica
de forma general un sistema para la entrega de paquetes conforme a
otra implementación de la invención. Muchos de los componentes del
sistema 230 son similares a los del sistema 30. En concreto, los
componentes del sistema 230 que tienen la misma cifra de referencia
que un componente similar del sistema 30, pero seguida del sufijo
"a", son substancialmente iguales que sus componentes
equivalentes del sistema 30, excepto por las modificaciones
necesarias para la funcionalidad global del sistema 230 y los
comentarios adicionales que puedan hacerse sobre esos componentes.
Ahora bien, los componentes del sistema 230 que tienen la misma
cifra de referencia que un componente similar del sistema 30, pero
precedida del prefijo "2" presentan algunas diferencias y, por
tanto, son objeto de una descripción más detallada en los casos en
que se considera necesario.
Más en concreto, el sistema 230 incluye un
cliente 234 que es substancialmente igual al cliente 30[1] a
excepción de que el cliente 234 incluye funcionalidad de voz y, en
consecuencia, soporta llamadas de voz. El sistema 230 también
incluye un auricular de telefonía de voz sobre IP (VoIP) 262 que
soporta llamadas de voz. Asimismo, el sistema 230 incluye una red
de voz sobre IP 254, que es básicamente una combinación de Internet
con un conmutador de voz. La parte de Internet de la red de voz
sobre IP 254 transporta las llamadas de voz sobre IP y la parte del
conmutador de voz de la red de voz sobre IP 254 convierte esas
llamadas de voz sobre IP en una señal de voz que pueda ser
utilizada por el auricular 262. De este modo, el auricular 262 puede
emplearse para realizar llamadas de voz a través de la red 254 por
medio del backhaul 66a.
En consonancia, el nodo 38a y sus componentes
(la estación base 46a y pasarela 50a) pueden utilizarse para
transportar llamadas de voz en forma de paquetes entre el cliente
234 y el auricular 262. En la presente realización, el nodo 38a
está basado en un sistema de telefonía celular, como el sistema
global de comunicaciones móviles (GSM), el acceso múltiple por
diferenciación de código (CDMA), el acceso múltiple por
diferenciación de tiempo (TDMA), el acceso múltiple por
diferenciación de frecuencia (FDMA) o similares. En concreto, la
parte de cualquier llamada de voz entre el cliente 234 y el
auricular 262 que se transmita a través del enlace 42a, se transmite
a través de un canal de voz convencional como el que se suele
emplear en las redes GSM, CDMA, TDMA, FDMA, etc. existentes.
Del mismo modo, el sistema 230 comprende un
segundo nodo 238 que incluye una estación base 246 y una pasarela
250 propias. La pasarela 250, a su vez, se puede operar para
conectarse a la red 254 a través de un backhaul 258. No obstante, a
diferencia del nodo 38a, el segundo nodo 238 en un protocolo
inalámbrico de rango corto, como 802.11 o bluetooth. Más
concretamente, la parte de cualquier llamada de voz entre el cliente
234 y el auricular 262 que se transmita a través del enlace 242, se
transmite en forma de paquetes de voz sobre IP a través de un canal
de datos IP que se utiliza frecuentemente en las redes de rango
corto existentes, como 802.11 o bluetooth.
Además de soportar llamadas telefónicas de voz,
el cliente 234 incluye el hardware, software y las interfaces de
red adecuadas para permitir que el cliente 234 se comunique a través
de los enlaces 42a y 242. Asimismo, el cliente 234 se puede operar
para determinar la calidad de los enlace 42a y 242 y decidir así qué
enlace, 42a o 242, es más adecuado (o conveniente por algún otro
motivo) para transportar una llamada de voz entre el cliente 234 y
el auricular 262. El cliente 234 incluye un gestor de enlace 270 que
se ejecuta allí y que se puede operar para realizar la
determinación indicada y utilizar el enlace más adecuado, 42a o 242,
basándose en esta determinación. Otros aspectos del cliente 234 y
este uso del enlace se exponen más adelante.
El Gráfico 9 muestra en mayor detalle los
enlaces 42a y 242 y en concreto la pila de protocolos de red 100a
empleada por el enlace 42 y la pila de protocolos de red 100aa
empleada por el enlace 242. En la presente implementación, las
pilas de protocolos de red 100a y 100aa también están basadas en el
sistema de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) y
por tanto, ambas incluyen las mismas capas que la pila 100. Por
tanto, cada una incluye una capa física 101a y 101aa, una capa de
datos 102a y 102aa, una capa de red 103a y 103aa, una capa de
transporte 104a y 104aa, una capa de sesión 105a y 105aa, una capa
de presentación 106a y 106aa, y una capa de aplicación 107a y
107aa, respectivamente.
El Gráfico 9 muestra también el gestor 270 con
más detalle, incluyendo dos objetos de software 110a y 112a. El
objeto 110a se puede operar para determinar la calidad de los
enlaces 42a y 242a y transmitir esta información al objeto 112a. El
objeto 112a se puede operar para utilizar el más adecuado (o
conveniente por algún motivo) de los enlaces 42a y 242a a fin de
entregar los paquetes (paquetes TCP o similares) basándose en la
calidad de estos enlaces, 42a y 242a, determinada por el objeto
110a.
A fin de aclarar varios aspectos del sistema
30a, se hace referencia a continuación al Gráfico 10, que muestra
un método de entrega de paquetes y que se indica en general mediante
la cifra 500. Con el propósito de facilitar la explicación del
método, se asume que el cliente 234 opera el método 500 empleando
el sistema 30a. No obstante, se señala expresamente que el cliente
234, el sistema 30a y/o el método 500 pueden variarse y no funcionan
necesariamente, como se describe aquí, de forma conjunta y que
estas variaciones entran también en el ámbito de lo aquí
descrito.
Antes de comentar el método 500, supongamos que
se elige el enlace 42a para transportar una llamada telefónica de
voz sobre IP entre el cliente 234 y el auricular 262 y que, por
tanto, esas comunicaciones en su estadio inicial implican
transportar paquetes de voz entre el cliente 234 y el auricular 262
a través del enlace 42a. Este estadio inicial está representado en
el Gráfico 11, y la ruta inicial de transporte de paquetes de voz
se indica mediante la cifra 280. Este mismo estadio está
representado también el Gráfico 12, en el que el objeto 112a se
muestra transportando paquetes de voz a través de la capa 104a del
enlace 42a, por la ruta de paquetes de voz 280.
Comenzando por el paso 510, los paquetes se
transmite a lo largo de la ruta 280, como se muestra en los gráficos
11 y 12. A continuación, en el paso 520, se determina la calidad
del primer enlace. Este paso está representado en el Gráfico 13, en
el que se muestra el objeto 110a solicitando información a la capa
102a del enlace 42a, de modo muy similar al descrito anteriormente
para el paso 420 del método 400. Esta solicitud está representada
mediante la ruta 114a en el Gráfico 13. El Gráfico 14 muestra un
ejemplo de los resultados de la solicitud de información realizada
en el paso 520. En el ejemplo del Gráfico 15, se muestra que durante
el anterior periodo de diez segundos, el enlace 42a del cliente 234
estuvo disponible para enviar datos entre los segundos primero y
tercero del periodo de diez segundos, y entre los segundos sexto y
noveno del mismo periodo. Durante el tiempo restante, el cliente
234 no pudo enviar datos a la estación base 46a a través del enlace
42a.
En el siguiente paso 530 se determina la calidad
del segundo enlace. Este paso se representa en el Gráfico 15 en el
que se muestra el objeto 110a solicitando información a la capa
102aa del enlace 242a, de modo muy similar al descrito
anteriormente para el paso 420 del método 400. Esta solicitud está
representada mediante la ruta 114aa en el Gráfico 15. El Gráfico 16
muestra un ejemplo de los resultados de la solicitud de información
realizada en el paso 520. En el ejemplo del Gráfico 16 se muestra
que durante el anterior periodo de diez segundos, el enlace 42a del
cliente 234 estuvo disponible para enviar datos entre los segundos
cero y seis del periodo de diez segundos, y entre los segundos
séptimo y noveno del mismo periodo. Durante el tiempo restante, el
cliente 234 no pudo enviar datos a la estación base 246 a través del
enlace 242.
Seguidamente, en el paso 540, se determina cuál
de los enlaces tiene mejor calidad. Si el primer enlace tiene mejor
calidad que el segundo enlace, el método avanza al paso 550 y se
elige el primer enlace para la transmisión de paquetes a través del
primer enlace. No obstante, si el segundo enlace tiene mejor calidad
que el primero, el método avanza al paso 560 y se elige el segundo
enlace para la transmisión de paquetes a través de este segundo
enlace. El método 500 retorna al paso 510 tanto desde el paso 550
como desde el paso 560 y en ese punto el método vuelve a comenzar
transmitiendo los datos a través del enlace
seleccionado.
seleccionado.
En el presente ejemplo, puede compararse la
calidad del enlace 42a respecto a la del enlace 242 comparando a su
vez los gráficos 14 y 16. Como puede apreciarse, el enlace 242
tiene, en este ejemplo, mejor calidad que el enlace 42a (ya que el
enlace 242 estuvo disponible por un periodo de tiempo mayor durante
los diez segundos anteriores que el enlace 42a) y, en consecuencia,
en el paso 540 se determinaría que el segundo enlace estaba en
mejor estado que el primero y el método 500 avanzaría desde el paso
540 al paso 560.
En el paso 560 se selecciona el segundo enlace.
Los pasos 540 y 560 de este ejemplo están representados en el
Gráfico 17, en el que se muestra el objeto 110a comunicando los
resultados de la determinación llevada a cabo en los pasos 520 y
530, de modo que en el paso 540 el objeto 112a puede determinar que
el segundo enlace (es decir, el 242) tiene mejor calidad que el
primero (es decir, el enlace 42a). Adicionalmente, el Gráfico 17
muestra que el objeto 112a lleva a cabo ahora la ruta de paquetes de
voz 280 a través de la capa 104aa del enlace 242, en lugar de la
capa 104a. El Gráfico 18 refleja también este cambio, de modo que la
ruta 280 viaja ahora a través del nodo 238.
Es preciso señalar que los mecanismos reales que
hacen que la ruta 280 cambie desde el nodo 38a al nodo 238 implican
una serie de subpasos, que pueden efectuarse del modo que se crea
conveniente. Por ejemplo, supongamos que el nodo 38a y el nodo 238
son dispositivos de protocolo dinámico de configuración de equipos
(DHCP), en el sentido de que asignan cada uno una dirección IP al
dispositivo 234; entonces, en la transición desde el primer enlace
al segundo, el dispositivo 234 informará inicialmente al auricular
262 de que la dirección IP que se está utilizando para comunicar
con el dispositivo 234 está a punto de cambiar desde la dirección IP
para el cliente 234 asignada por el nodo 38a a la dirección IP para
el cliente 234 asignada por el nodo 238.
De nuevo, es necesario remarcar que la
determinación/estimación de la calidad que acaba de describirse en
relación con los pasos 520 a 540 y los gráficos 14 y 16 es meramente
un ejemplo simplificado a fin de facilitar la explicación. En
particular, cabe señalar que el periodo de muestra de diez segundos
es demasiado corto para permitir una comparación válida y se emplea
sólo como concepto simplificado. En la práctica, los especialistas
pueden implementar cualquier conjunto de criterios que resulte
conveniente o adecuado para comparar los dos enlaces y elegir uno
de ellos para transportar los paquetes. Otros criterios podrían
incluir velocidades en bits o incluso el coste relativo para el
cliente 234 propiedad del abonado de acceder un determinado enlace.
Otros criterios específicos podrían incluir la alcanzabilidad, donde
el equipamiento adicional (no se muestra en el sistema 30), como
cortafuegos o pasarelas de llamada, puede o no permitir que el
servicio opere a través de uno de los enlaces. Así, se daría
prioridad a la ruta que tuviera la mejor alcanzabilidad o la más
conveniente. En los casos en que la calidad de ambos enlaces, 42a y
242, sea substancialmente igual, la decisión última de qué enlace
elegir puede basarse al menos en parte en el coste económico que
comporte el uso de los enlaces 42a y 242. En concreto, y al menos a
corto plazo, se considera que el coste de transmitir una llamada de
voz a través de una LAN inalámbrica 802.11 sería menor (o incluso
nulo) respecto al coste de transmitir una llamada de voz a través de
una red de telefonía celular convencional.
Aunque sólo se han comentado combinaciones
específicas de las diversas características y componentes de la
invención, quienes estén familiarizados con el tema apreciarán que
pueden emplearse los subconjuntos de las características y
componentes descritos y/o las combinaciones alternativas de estas
características y componentes que se deseen. Por ejemplo, cabe
señalar que, si bien el sistema 30a se refiere a una llamada de voz
sobre IP en el auricular 262, este sistema 30a puede modificarse
para que funcione con un tipo de llamada telefónica de red
telefónica conmutada (PSTN) tradicional, mediante pasarelas de PSTN
adecuadas. El sistema 30 también puede modificarse de forma
similar.
Asimismo, es preciso señalar que los métodos 400
y 500 se pueden combinar para que la realización del paso 510
incluya llevar a cabo el método 400, de modo que los paquetes sean
transmitidos por el cliente 234 conforme a la calidad que se ha
determinado para el enlace que se está utilizando para transmitir
los paquetes en el paso 510.
Además, el sistema 30a puede modificarse para
que funcione con otro tipo de servicios distintos de la voz y puede
emplearse para cualquier tipo de servicio que el cliente 234 pueda
transmitir a través de los enlace 42a y 242. Otros tipos de
servicios pueden ser, por ejemplo, navegación por Internet, correo
electrónico, paging, mensajes de voz, etc.
El sistema 30 también puede incluir nodos
adicionales, además de los nodos 38a y 238, siempre que el cliente
234 incluya las interfaces adecuadas para comunicarse con esos nodos
adicionales. De este modo, el método 500 puede modificarse para que
contribuya a elegir el enlace de mejor calidad o el más conveniente
para el cliente 234 entre diversos enlaces
disponibles.
disponibles.
Si bien las implementaciones aquí descritas se
refieren a los enlaces inalámbricos 42, 42a y 242, las explicaciones
anteriores pueden aplicarse también a los enlaces alámbricos. Por
ejemplo, el enlace 42a puede ser un enlace inalámbrico y una
versión alámbrica del enlace 242, es decir un cable Ethernet, puede
activarse mientras el enlace 42a está en uso. En este ejemplo, el
método 500 puede elegir pasar la transmisión de paquetes desde el
enlace inalámbrico 42a al cable Ethernet ahora disponible.
Como ejemplo adicional, los enlaces 42a y 242
pueden estar basados en la misma tecnología (es decir, ambos pueden
estar basados en 802.11 o en GPRS), pero cada uno de los dos enlaces
42a y 242 puede estar en dominios administrativos distintos. Dado
que las explicaciones expuestas incluyen una evaluación de las capas
exteriores a la capa 102, puede determinarse la configuración de
esas capas, lo que permitiría estimar la alcanzabilidad de los
distintos servicios. Por ejemplo, en el entorno 802.11, un café de
un aeropuerto con un punto de acceso 802.11 puede permitir
únicamente navegar por Internet a través del puerto TCP 80, mientras
que otro punto de acceso 802.11 distinto ofrecido por el aeropuerto
mismo puede permitir todo tipo de tráfico incluida la voz. Así,
pueden evaluarse ambos enlaces mediante las explicaciones aquí
expuestas para determinar qué enlace resulta mejor o más
conveniente para transmitir una llamada de voz sobre IP.
Las implementaciones aquí ofrecen varias
ventajas sobre los sistemas precedentes. Por ejemplo, en los
sistemas precedentes la elección del enlace se realiza por lo
general dentro de una tecnología específica (por ejemplo, un
handoff en una red GPRS o CDMA), pero algunas de las
implementaciones aquí descritas incluyen la elección de enlaces
dentro de la misma tecnología o entre tecnologías distintas (por
ejemplo, entre GPRS y 802.11). Otra ventaja es que el proceso de
selección de este enlace puede efectuarse de forma serial, evaluando
un enlace y después el siguiente para determinar qué enlace es más
adecuado (o conveniente o incluso posible) para un servicio
concreto (por ejemplo, si es posible transmitir voz sobre IP a
través de ese enlace). No obstante, cuando esta determinación se
realiza simultáneamente, es posible utilizar las explicaciones
expuestas para mantener servicios que requieren baja latencia (como
la voz) que no serían posibles sin esta evaluación coordinada. Esto
resulta especialmente provechoso por lo que se refiere a una
conocida limitación en la naturaleza independiente de los nodos
802.11, que normalmente no definen un handoff de latencia lo
suficiente baja para mantener una llamada de voz si no se ha
evaluado los dos enlaces simultáneamente. Otras ventajas son
evidentes para quienes están familiarizados con el tema.
Las implementaciones anteriormente descritas
tienen un carácter meramente ilustrativo y quienes están
familiarizados con el tema pueden introducir alteraciones y
modificaciones en las mismas sin abandonar por ello el ámbito de la
presenta invención, que queda definida exclusivamente por las
reivindicaciones
anexas.
anexas.
Claims (32)
1. Un método para la entrega de paquetes
a través de un enlace (42, 58, 66) entre un dispositivo electrónico
(34) y un nodo (62) que comprende los pasos siguientes:
- \bullet
- transmitir al menos un paquete a través de dicho enlace (42, 58, 66) mediante la primera capa (104) de una pila de protocolos (100) utilizada por este enlace;
- \bullet
- repetir este paso de transmisión hasta que la transmisión falle;
- \bullet
- determinar la calidad de dicho enlace examinando a información de calidad de servicio disponible de forma inherente a través de una segunda capa (102) de la pila de protocolos (100); donde esta segunda capa de la pila de protocolos es una capa distinta de la primera capa (104) destinada a la transmisión de paquetes;
- \bullet
- desarrollar una estrategia de reintento para el paso de transmisión mencionado basada en la calidad que se ha determinado; y
- \bullet
- retransmitir el paquete o los paquetes mencionados conforme a dicha estrategia de reintento;
Donde el paso de determinar la calidad del
enlace (42, 58, 66) se realiza en el propio dispositivo electrónico
(34).
2. El método de la reivindicación 1, que
comprende los pasos siguientes:
- \bullet
- retomar este método en el paso de transmisión mencionado empleando la estrategia de reintento mencionada si el paso de retransmisión tiene éxito.
- \bullet
- dar por terminado este método si falla la estrategia de reintento mencionada.
3. El método de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde la segunda capa (102) está por
debajo en la mencionada pila de protocolos (100) que la primera capa
(104).
4. El método de cualquiera de las
reivindicaciones de la 1 a la 3, donde los paquetes mencionados son
paquetes de protocolo de control de transmisión (TCP).
5. El método de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde el enlace mencionado es un
enlace inalámbrico (42).
6. El método de la reivindicación 5,
donde los paquetes se transmiten a través del enlace inalámbrico
mencionado (42) empleando el estándar de transmisión de paquetes de
datos por vía inalámbrica GPRS (servicio general de radiotransmisión
de pa-
quetes).
quetes).
7. El método de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde el paso de transmisión
mencionado falla cuando el dispositivo (34) no recibe una señal de
"no recibido" desde el nodo (62).
8. El método de cualquiera de las
reivindicaciones de la 4 a la 6, donde el paso de transmisión
mencionado falla cuando el dispositivo (34) no recibe respuesta a
una solicitud de información transmitida en el paquete TCP
mencionado.
9. El método de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde el servicio utilizado para la
entrega de los paquetes comprende un servicio de voz sobre IP.
10. El método de cualquiera de las
reivindicaciones de la 1 a la 8, donde el servicio utilizado para la
entrega de los paquetes comprende un tipo de llamada telefónica PSTN
tradicional gracias al uso de pasarelas PSTN adecuadas.
11. El método de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde la calidad determinada es un
perfil de transmisión.
12. El método de la reivindicación 11,
donde el perfil de transmisión mencionado es un registro de las
transmisiones realizadas satisfactoriamente desde ese dispositivo
(34) al nodo (62) o de intensidades de señal durante un periodo de
tiempo anterior.
13. El método de la reivindicación 12,
donde el periodo de tiempo anterior mencionado es de 10
segundos.
segundos.
14. El método de cualquiera de las
reivindicaciones de la 11 a la 13, donde la estrategia de reintento
mencionada incluye una duplicación del perfil de transmisión.
15. El método de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde éste incluye la entrega de
paquetes a través de uno o más de los dos enlaces que conectan el
dispositivo electrónico (34) y el nodo (62) y comprende los pasos
siguientes:
- \bullet
- determinar la calidad de todos los enlaces mencionados examinando información de calidad de servicio disponible de forma inherente a través de una segunda capa (102) de la pila de protocolos (100); esta segunda capa es utilizada por todos los enlaces mencionados;
- \bullet
- desarrollar una estrategia de reintento para cada uno de los enlaces que se empleará en la transmisión de los paquetes y está basada en la calidad del enlace que se ha determinado;
- \bullet
- elegir uno de los enlaces en función de cuál de las estrategias de reintento mencionadas permite realizar la transmisión con éxito;
- \bullet
- retransmitir el paquete o los paquetes mencionados conforme a esta estrategia de reintento del enlace elegido;
- \bullet
- retomar este método en ese paso de transmisión a través del enlace elegido empleando esta estrategia de transmisión si el paso de retransmisión se realiza con éxito; y
- \bullet
- dar por terminado este método si fallan los pasos de retransmisión.
16. Un dispositivo electrónico (34) para
entregar paquetes a través de un enlace (42, 58, 66) entre este
dispositivo (34) y un nodo (62), que comprende:
- \bullet
- un medio para transmitir al menos un paquete a través de ese enlace (42, 58, 66) por medio de una primera capa (104) de una pila de protocolos (100) utilizada por el enlace;
- \bullet
- un medio para repetir el paso de transmisión hasta que la transmisión falle;
- \bullet
- un medio (110) para determinar la calidad del mencionado enlace examinando información de calidad de servicio disponible de forma inherente a través de una segunda capa (102) de la pila de protocolos (100); donde esta segunda capa de la pila de protocolos es una capa distinta de la primera capa (104) destinada a la transmisión de paquetes;
- \bullet
- un medio (112) para desarrollar una estrategia de reintento para este paso de retransmisión basada en la calidad determinada;
- \bullet
- un medio para retransmitir el paquete o los paquetes mencionados conforme a esta estrategia de reintento,
donde el medio (110) para
determinar la calidad del enlace comprende parte del dispositivo
(34) y este medio (110) está configurado para realizar el paso de
determinar la cálida del enlace en el mismo dispositivo
(34).
17. El dispositivo de la reivindicación
16, que comprende:
- \bullet
- un medio (70) para retomar la transmisión de paquetes empleando la estrategia de reintento menciona si se realiza con éxito la transmisión del paquete o los paquetes mencionados; y
- \bullet
- un medio para dar por terminada la transmisión de los paquetes si falla la transmisión del paquete o los paquetes mencionados.
18. El dispositivo de la reivindicación 16
o de la reivindicación 17, donde la segunda capa (102) está por
debajo en la mencionada pila de protocolos (100) que la primera capa
(104).
19. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 18, donde los mencionados paquetes
son paquetes de protocolo de control de transmisión (TCP).
20. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 19, donde el mencionado enlace es un
enlace inalámbrico (42).
21. El dispositivo de cualquiera de la
reivindicación 20, donde los paquetes se transmiten a través del
mencionado enlace inalámbrico (42) por medio del el estándar de
transmisión de paquetes de datos por vía inalámbrica GPRS (servicio
general de radiotransmisión de paquetes).
22. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 21, donde el medio para transmitir
uno o más paquetes identifica un fallo de transmisión de paquetes
cuando el dispositivo (34) no recibe una señal de "no recibido"
del nodo (62).
23. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 19 a la 21, donde el medio para transmitir
uno o más paquetes identifica un fallo en la transmisión de paquetes
cuando el dispositivo (34) no recibe respuesta a una solicitud de
información enviada en el mencionado paquete TCP.
24. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 23, donde el servicio utilizado para
la entrega de paquetes incluye un servicio de voz sobre IP.
25. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 23, donde el servicio utilizado para
la entrega de paquetes incluye un tipo de llamada telefónica PSTN
tradicional, mediante el uso de pasarelas PSTN adecuadas.
26. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 25, donde el medio (112) para
desarrollar la estrategia de reintento basada en la calidad del
enlace determinada está configurada para desarrollar la estrategia
como un perfil de transmisión.
27. El dispositivo de la reivindicación
26, donde el perfil de transmisión citado es un registro de las
transmisiones realizadas satisfactoriamente desde ese dispositivo
(34) al nodo (62) o de intensidades de señal durante un periodo de
tiempo anterior.
28. El dispositivo de la reivindicación
27, donde el periodo de tiempo anterior es de 10 segundos.
29. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 26 a la 28, donde el medio (112) para
desarrollar la estrategia de reintento está configurado para
desarrollar la estrategia como duplicación del perfil de
transmisión.
30. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 29, que comprende un medio para la
entrega de paquetes a través de uno o más de los dos enlaces que
conectan el dispositivo electrónico (34) y el nodo (62) y que
comprende:
- \bullet
- un medio (110) para determinar la calidad de todos los enlaces mencionados examinando información de calidad de servicio disponible de forma inherente a través de una segunda capa (102) de la pila de protocolos (100); donde esta segunda capa de la pila de protocolos es utilizada por todos los enlaces citados;
- \bullet
- un medio (112) para desarrollar una estrategia de reintento para cada uno de los enlaces que permita transmitir los paquetes mencionados y que esté basada en la calidades que se han determinado;
- \bullet
- un medio para seleccionar uno de esos enlaces en función de cuál de las estrategias de reintento mencionadas permita realizar con éxito la transmisión.
- \bullet
- un medio para retransmitir el paquete o los paquetes conforme a la estrategia de reintento del enlace elegido;
- \bullet
- un medio para retomar el método mencionado en ese paso de transmisión a través del enlace seleccionado empleando la estrategia de reintento mencionada si se realiza con éxito el paso de reintento mencionado; y
- \bullet
- un medio para dar por terminado el método mencionado si fallan los pasos de reintento mencionados.
31. Un medio de almacenamiento legible por
ordenador que contenga código de programa para el dispositivo de
cualquiera de las reivindicaciones de la 16 a la 30 a fin de llevar
a cabo los pasos del método de cualquiera de las reivindicaciones de
la 1 a la
15.
15.
32. Un sistema que comprende un
dispositivo electrónico (34) para entregar paquetes a través de un
enlace (42, 58, 66) y un nodo (62) para recibir dichos paquetes
desde este dispositivo (34) a través del enlace mencionado, donde
este dispositivo comprende el dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones de la 16 a la 30.
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