ES2268094T3 - Metodo y disposicion para la asignacion de recursos, en un sistema de comunicacion por radio. - Google Patents
Metodo y disposicion para la asignacion de recursos, en un sistema de comunicacion por radio. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para la asignación de recursos entre usuarios, en un sistema de comunicación por radio (100), comprendiendo el método las etapas de: almacenar respectivas indicaciones de usuarios a quienes se va a asignar recursos; y asignar de forma repetitiva unidades de recurso predefinidas, por turno, a cada usuario cuya indicación es memorizada, siendo el número gamma de unidades de recurso asignadas a un usuario, una función de: beta, un parámetro predeterminado que determina la extensión en la que debería asignarse un número fijo de unidades de recurso al usuario, y la extensión en la que debería ser transferido un volumen fijo de datos desde/hacia el usuario, y fi, el volumen de datos que se permite al usuario transferir, si se transfiere un volumen fijo de datos; lambda, el número de unidades de recurso que pueden ser asignadas a un usuario, si es asignado un número fijo de unidades de recurso al usuario; zeta, el número de bits de información por unidad de recurso, que pueden ser transferidos hacia/desde el usuario.
Description
Método y disposición para la asignación de
recursos, en un sistema de comunicación por radio.
La invención se refiere a un sistema de
comunicación por basado en paquetes, que utiliza canales compartidos
para la transferencia de datos.
En un sistema que utiliza canales compartidos,
una parte de los recursos compartidos son asignados a equipos de
usuario (UEs), en un esquema ronda a ronda. La cantidad de recursos
compartidos asignados a un usuario se mide en la más pequeña unidad
individual de recursos compartidos, que puede ser asignada; esta se
denomina una unidad de recursos.
Dependiendo de las condiciones preponderantes
del canal de radio, el número de bits de información que pueden ser
transferidos en cada unidad de recurso, variará. Es probable que en
un sistema celular, el número de bits transferidos por unidad de
recurso varíe sensiblemente, a través del área de cobertura de la
celda.
En este entorno, es deseable proporcionar el
mismo rendimiento global, a los usuarios de paquetes,
independientemente de las condiciones de radio que estos
experimentan.
Los documentos WO 01/10 722 A1, WO 00/54 438, y
WO 01/7 4027 A1, muestran diferentes métodos para asignar recursos
de transmisión a una pluralidad de usuarios, en un sistema de
comunicaciones.
Convencionalmente, bien:
- \sqbullet
- el número de unidades de recurso asignadas por cada ronda de asignación es fijo, independientemente del número de bits de información que pueden ser transferidos en cada unidad de recurso, o bien
- \sqbullet
- se asigna las unidades de recurso, de modo que sea transferido un volumen de datos igual, a cada usuario, en cada ronda de asignación.
Asignar un número fijo de unidades de recurso
por ronda de asignación, a todos los usuarios, tiene el
inconveniente de que algunos usuarios experimentarán rendimientos
mucho más pobres que otros. Sin embargo, este método tiene la
ventaja de que puede maximizarse el rendimiento global en la
celda.
Asignar el número apropiado de recursos de forma
que sea transferido un volumen de datos fijo, tiene la desventaja
de que se reduce el rendimiento global de celda. Sin embargo, este
método tiene la ventaja de proporcionar rendimientos homogéneos
para todos los usuarios, independientemente de sus condiciones de
canal.
La condición óptima requerida por el operador
del sistema, puede caer en algún punto entre estos dos extremos.
Por lo tanto, existe la necesidad de un control
de recursos entre usuarios con diferentes rendimientos instantáneos,
con el que se reduzca las desventajas mencionadas.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona un método para el control de recursos, en
un sistema de comunicación por radio, como el reivindicado en la
reivindicación 1.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona una disposición para la asignación de
recursos, en un sistema de comunicación por radio, como el
reivindicado en la reivindicación 7.
Adicionalmente, se proporciona un controlador de
red de radio como el reivindicado en la reivindicación 12, un
elemento para un programa informático como el reivindicado en la
reivindicación 13, y un circuito integrado como el reivindicado en
la reivindicación 14.
Se describirá ahora un método, y una
disposición, para un control "imparcial" de los recursos, en un
sistema de comunicación por radio, entre usuarios con diferentes
rendimientos instantáneos, que incorpora la presente invención,
sólo a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos anexos, en
los cuales:
la figura 1 muestra una representación en
diagrama de bloques, de un sistema UMTS en el que se utiliza la
presente invención;
la figura 2 describe esquemáticamente un esquema
de cola "circular", utilizado en la asignación de recursos
acorde con la presente invención;
la figura 3 muestra una posible implementación
del esquema de la cola de la figura 2; y
la figura 4 muestra una representación en
diagramas de bloques, de un elemento RNC del sistema de la figura
1, que incorpora la disposición de asignación de recursos de la
figura 2.
En referencia en primer lugar a la figura 1, se
considera que una típica red UMTS 100 estándar, comprende
convenientemente: un dominio del equipo del usuario 110, compuesto
por un dominio 120 SIM, USIM, del usuario, y un dominio del equipo
móvil 130; y un dominio de infraestructura 140, compuesto de un
dominio de red de acceso 150, y un dominio de red del núcleo 160,
que a su vez se compone de un dominio de red de servicio 170, y un
dominio de red de tránsito 180, y un dominio de red local 190.
En el dominio del equipo móvil 130, el equipo
del usuario UE 130A recibe datos desde una SIM del usuario, 120A,
en el dominio USIM 120, por vía de interfaz cableado Cu. La UE 130A
comunica datos con un Nodo B, 150A, en el dominio de acceso de red
150, por vía del interfaz inalámbrico Uu. Dentro del dominio de
acceso de red 150, el Nodo B, 150A, comunica con un controlador de
redes radio o RNC 150B, por vía del interfaz Iub. Dentro del
dominio de red de servicio 170, el SGSN 170A comunica con un GGSN
170B por vía del interfaz Gn, y el SGSN 170A comunica con un
servidor VLR 170C por vía de interfaz Gs. El SGSN 170A comunica con
un servidor HLR 190A en el dominio de red local 190, por vía del
interfaz Zu. El GGSN 170B comunica con la red de datos pública
180A, en el dominio de red de tránsito 180, por vía del interfaz
Yu.
Los elementos RNC 150B, SGSN 170A y GGSN 170B
están provistos convenientemente como unidades discretas y separadas
(en sus propias plataformas respectivas de soporte
lógico/equipamiento físico), divididas a través del dominio de red
de acceso 150 y el dominio de red de servicio 170, tal como se
muestra en la figura 1.
El RNC 150B es el elemento UTRAN (UMTS
Terrestrial Radio Access Network), responsable del control y la
asignación de recursos para numerosos Nodos B 150A; típicamente
pueden ser controlados por un RNC, entre 50 y 100 Nodos B. El RNC
también proporciona la distribución fiable del tráfico del usuario
sobre los interfaces aéreos. Los RNC se comunican entre sí (por vía
del interfaz Iur), para soportar traspaso y macrodiversidad.
El GGSN 170A es la Red Central UMTS
responsable del Control de Sesión y el interfaz para los Registros
de Localización (HLR y VLR). El SGSN es un controlador muy
centralizado, para muchas RNCs.
El GGSN 170B es la Red Central UMTS responsable
de concentrar y tunelizar, datos del usuario dentro de la red de
paquetes del núcleo, hasta el destino final (por ejemplo, un
proveedor de servicios de Internet - ISP).
La presente invención, por lo menos en su
realización preferida, utiliza un mecanismo de cola "circular"
para asignar recursos a los usuarios. Es bien conocida la técnica
de programación "circular", en la que los procesos son
activados en un orden cíclico fijo.
Se hace referencia ahora además a la figura 2,
que describe una cola "circular" utilizada para la asignación
de recursos. Cuando llegan los usuarios, es decir cuando un usuario
tiene datos que transferir, un número que representa al usuario es
almacenado o situado en el extremo de una cola 200. En cada ronda de
asignación, se asigna recursos a un usuario a la cabeza de la cola.
Cuando el usuario en la cabeza de cola ha sido asignado, se define
una cantidad fija de recursos, \gamma, que permite unas
condiciones óptimas entre la asignación de rendimientos globales,
homogéneos, a los usuarios, y la asignación de números de unidades
de recursos, homogéneos, para los usuarios.
Siguiendo con la presente invención, se define
un parámetro imparcial \beta, que permite unas condiciones
óptimas entre asignaciones homogéneas, rendimiento global para los
usuarios, y asignación de números de unidades de recurso, iguales
para los usuarios.
Cuando \beta = 0, independientemente del
número de bits de información por unidad de recurso que puedan ser
transferidos a/desde los UE de los usuarios, será asignado un número
fijo de unidades de recurso al usuario cuyo número está en la
cabeza de la cola.
Cuando \beta = 1, entonces es transferido un
volumen fijo de datos desde/hacia un UE cuyo número está en la
cabeza de la cola.
\beta puede tomar cualquier valor entre 0 y 1.
Cuando está en un valor intermedio, entonces se lleva a cabo un
compromiso entre la asignación de un número fijo de unidades de
recurso, y la transferencia de un número fijo de datos hacia/desde
el UE.
Sea \gamma el número global de unidades de
recurso que pueden ser asignadas a un usuario, cuando está en la
cabeza de la cola "circular", utilizando el esquema
descrito.
Sea \phi el volumen de datos que se permite al
usuario trasmitir cuando la cabeza de la cola "circular" se
pone a 1.
Sea \lambda el número de unidades de recurso
que pueden ser asignadas a un usuario cuando está a la cabeza de la
cola "circular" si \beta se pone a 0.
Sea \theta el número de bits de información
por unidad de recursos, que puede ser transferido hacia/desde la
UE. La información está disponible para cada UE en el sistema.
El número de unidades de recurso que son
asignadas a un usuario a la cabeza de la cola, se calcula ahora
utilizando la función mostrada abajo
(1)\gamma =
\left\bracevert(1-\beta)* \lambda + \beta
\left(\frac{\phi}{\theta}\right)\right\bracevert
En referencia ahora también a la figura 3, una
posible implementación de la cola FIFO 200 incluye un bloque de
memoria RAM de semiconductor 210, que tiene una serie de
localizaciones de memoria, de las que se muestra cuatro, 220, 230,
240 y 250. Se utiliza un registro 260, para mantener un valor que
apunta a la localización de memoria en la RAM 210 que constituye la
cabeza de la cola. Con cada ronda de asignación de recursos, es
disminuido el valor del registro 260, para apuntar a la localización
previa de memoria (por ejemplo, antes de la reducción el registro
260 apunta a la localización de memoria 250, y después de la
reducción el registro 260 apunta la localización de memoria 240,
tal como se muestra). Al usuario cuyo número está en la localización
de memoria a la cabeza de la cola, es asignada una cantidad fija de
recursos, \gamma, de acuerdo con la fórmula (1), tal como se ha
descrito arriba - está representado en 300.
Se comprenderá que cuando el registro 260 apunta
a la localización de memoria 220, después del decremento, el
registro apuntará a la localización de memoria 250, de forma que de
este modo la cola implementada por la RAM 210 y el registro del
puntero 260, trabajarán en forma de "retorno automático".
Además, se comprenderá que el número del usuario a quien se ha
asignado recursos, se moverá automáticamente al final de la cola,
cuando el registro 260 se ha reducido para apuntar a la localización
de memoria previa. Además, se comprenderá que cuando un nuevo
número de usuarios va a ser añadido al final de la cola, el número
de usuarios es insertado en la siguiente localización de memoria
que sigue a aquélla a la que apunta el registro 260 (por ejemplo,
si el registro 260 apunta a la localización de memoria 240 tal como
se muestra, entonces el final de la cola está en la localización de
memoria 250).
Siguiendo con la presente invención, la
disposición de cola 200 y el mecanismo de cálculo de la asignación
de recursos 300, pueden proporcionarse de forma conveniente en el
RNC 150B, dentro de la red de acceso por radio, tal como se muestra
en la figura 4.
Se comprenderá que el esquema indicado arriba
para el control "imparcial" de recursos, permite hospedar
satisfactoriamente usuarios con diferentes rendimientos
instantáneos.
Se apreciara que el esquema de asignación
imparcial de recursos descrito arriba, proporciona la ventaja de
que los recursos pueden ser asignados de la forma escogida por el
operador (dependiendo de la elección para el valor \beta). Esta
puede estar en cualquier punto, entre los extremos consistentes en
asignar un número fijo de unidades de recurso a todos los usuarios
(lo que tiene como resultado un rendimiento o global por celda,
máximo), y asignar unidades de recurso para transferir un número
fijo de bits de información (lo que tiene como resultado el mismo
rendimiento global, para la totalidad de los usuarios).
También se apreciara que la forma utilizada en
la ecuación (1) de arriba, necesita muy pocos parámetros de
entrada, siendo el único dato requerido el número de bits de
información por unidad de recurso.
Se apreciara que el método descrito arriba para
asignar recursos entre usuarios con diferentes rendimientos
instantáneos, puede llevarse a cabo principalmente en soporte
lógico, funcionando en un procesador (no mostrado), y que el
soporte lógico puede proporcionarse como un elemento de programa
informático, sobre un portador de datos adecuado (tampoco
mostrado), tal como un disco de ordenador óptico, o magnético.
También se apreciara que la disposición descrita
arriba para asignar recursos entre usuarios con diferentes
rendimientos instantáneos, puede proporcionarse como un circuito
integrado (no mostrado) tal como un FPGA (Field Programmable Gate
Array) o ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
Claims (14)
1. Un método para la asignación de recursos
entre usuarios, en un sistema de comunicación por radio (100),
comprendiendo el método las etapas de:
- almacenar respectivas indicaciones de usuarios a quienes se va a asignar recursos; y
- asignar de forma repetitiva unidades de recurso predefinidas, por turno, a cada usuario cuya indicación es memorizada, siendo el número \gamma de unidades de recurso asignadas a un usuario, una función de:
- \beta, un parámetro predeterminado que determina la extensión en la que debería asignarse un número fijo de unidades de recurso al usuario, y la extensión en la que debería ser transferido un volumen fijo de datos desde/hacia el usuario, y
- \phi, el volumen de datos que se permite al usuario transferir, si se transfiere un volumen fijo de datos;
- \lambda, el número de unidades de recurso que pueden ser asignadas a un usuario, si es asignado un número fijo de unidades de recurso al usuario;
- \theta, el número de bits de información por unidad de recurso, que pueden ser transferidos hacia/desde el usuario.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
el número \gamma de unidades de recurso asignadas a un usuario,
es sustancialmente igual a
\left\bracevert(1 -
\beta)* \lambda +
\beta\left(\frac{\phi}{\theta}\right)\right\bracevert.
3. El método de la reivindicación 1 o la 2, en
el que la etapa de memorizar la respectivas indicaciones de los
usuarios a quienes se va a asignar recursos, comprende memorizar las
indicaciones en una cola FIFO (200).
4. El método de la reivindicación 1, 2 o 3, en
el que la etapa de memorizar respectivas indicaciones de los
usuarios a quienes se va a asignar recursos, comprende memorizar las
indicaciones en memoria RAM (210), con un registro del puntero
(260).
5. El método de cualquier reivindicación
precedente, llevado a cabo en un controlador de red de radio (RNC
150B), del sistema.
6. El método de cualquier reivindicación
precedente, en el que el sistema de comunicación por radio, es un
sistema UMTS.
7. Una disposición para la asignación de
recursos entre los usuarios, en un sistema de comunicación por
radio (100), disposición que comprende:
- medios para almacenar respectivas indicaciones de usuarios, a quienes se va a asignar recursos; y
- medios para asignar de forma repetitiva unidades de recurso predefinidas, por turno, a cada usuario cuya indicación es memorizada, siendo el número \gamma de unidades de recurso asignadas a un usuario, una función de:
- \beta, un parámetro predeterminado que determina la extensión en la que debería asignarse un número fijo de unidades de recurso al usuario, y la extensión en la que debería ser transferido un volumen fijo de datos desde/hacia el usuario, y
- \phi, el volumen de datos que se permite al usuario transferir, si se transfiere un volumen fijo de datos;
- \lambda, el número de unidades de recurso que pueden ser asignadas a un usuario, si es asignado un número fijo de unidades de recurso al usuario;
- \theta, el número de bits de información por unidad de recurso, que pueden ser transferidos hacia/desde el usuario.
8. La disposición de la reivindicación 7, en la
que el número \gamma de unidades de recurso asignadas a un
usuario, es sustancialmente igual a
\left\bracevert(1 -
\beta)* \lambda +
\beta\left(\frac{\phi}{\theta}\right)\right\bracevert.
9. La disposición de la reivindicación 7 o la 8,
en la que los medios para memorizar respectivas indicaciones de los
usuarios a quienes se va a asignar recursos, comprende una cola FIFO
(200).
10. La disposición de la reivindicación 7, la 8
o 9, en la que los medios para memorizar respectivas indicaciones
de los usuarios, a quienes se va a asignar recursos, comprende
memoria RAM (210) con un registro de puntero (260).
11. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, en la que el sistema de comunicación por
radio es un sistema UMTS.
12. Un controlador de red de radio (RNC 150B)
para un sistema de comunicación por radio, conteniendo el
controlador de red de radio la disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 11.
13. Un elemento de programa informático portado
en cualquier portador de datos adecuado, y que comprende medios de
código de programa informático, para llevar a cabo sustancialmente
el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, cuando
funciona en un procesador.
14. Un circuito integrado, que comprende la
disposición de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11.
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