ES2557892T3 - Control de admisión y planificación de tráfico de datos por paquetes - Google Patents

Abstract

Un método para procesar en tiempo real un flujo continuo de paquetes de datos en un sistema de comunicaciones, con las etapas de - recibir (10) un primer paquete de control de admisión, ACP, que incluye un número de parámetros de control de admisión, estando el paquete de control de admisión insertado en el flujo continuo de paquetes de datos, - leer (20) a partir de dicho primer paquete de control de admisión, ACP, al menos un parámetro de control de admisión que indica un caudal, R1, requerido para un procesamiento de un subflujo continuo del flujo continuo de paquetes de datos de los paquetes de datos relacionados con el primer paquete de control de admisión, ACP, - determinar (40) un caudal disponible actualmente, V, - comparar (50) el caudal disponible actualmente, V, con el caudal requerido, R1, - admitir (80) el procesamiento en tiempo real del subflujo continuo, si el caudal disponible actualmente, V, es mayor o igual que el caudal requerido.

Description

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DESCRIPCION

Control de admision y planificacion de trafico de datos por paquetes Campo de la Invencion

La presente invencion se refiere en general al procesamiento de trafico de datos por paquetes en un sistema de comunicaciones, y en particular a la planificacion de paquetes de datos y al control de admision.

Antecedentes de la Invencion

A partir de la tecnica anterior, se conocen dos conceptos para la provision de calidad de servicio en una red de comunicaciones orientada a paquetes.

Un concepto es el denominado Concepto de Servicios Integrados, que se basa en la reserva de recursos para flujos continuos dedicados de paquetes de datos. Para la reserva de recursos, es necesaria una senalizacion de requisitos entre entidades pares antes de una transmision de datos de carga util. A todos los nodos de red a lo largo de un trayecto de transmision se les solicita reservar recursos correspondientes. El Concepto de Servicios Integrados se describe en: D. Clark et al., Supporting Real-time Applications in an Integrated Services Packet Network: Architecture and Mechanisms, Proceedings SiGCOMM 92, agosto de 1992.

Un protocolo de senalizacion conocido es el denominado Protocolo de Reserva de Recursos RSVP, que se describe en: L. Zhang et al., RSVP: A New Resource Reservation Protocol, IEEE Network Magazine, septiembre de 1993. El RSVP es un protocolo simplex orientado a receptores, que reserva recursos en una direccion a lo largo de un trayecto de comunicaciones. El receptor del flujo de datos es responsable del inicio de la reserva de recursos.

El esquema denominado TENET es similar al Concepto de Servicios Integrados (vease, D. Ferrari et al., A Scheme for Real-Time Channel Establishment in Wide Area Networks, IEEE Journal on Selected Areas of Communications, vol. 8, pags. 368 a 379, 1990). Proporciona retardos garantizados para servicios de tiempo real en una red de area extensa por conmutacion de paquetes y permite la asignacion de ancho de banda por flujo de paquetes. En este esquema, los clientes declaran sus caracterlsticas de trafico y requisitos de rendimiento en el momento del establecimiento del canal de comunicaciones. Despues de que se haya establecido un canal, se planifican paquetes de datos basandose en plazos llmite en los anfitriones y en los nodos de red. Para realizar esto, un planificador mantiene por lo menos tres colas: una para paquetes deterministas, una para paquetes estadlsticos, y la tercera para la totalidad del resto de tipos de paquetes y todas las tareas locales.

Otro concepto para la provision de calidad de servicio es el denominado Concepto de Servicios Diferenciados, que pretende simplificar la clasificacion y planificacion de paquetes con requisitos de calidad de servicio mediante el uso de bits de prioridad en un encabezamiento del protocolo. Todos los paquetes pertenecientes a una clase de calidad de servicio especlfica se marcaran con una combinacion correspondiente de bits de prioridad en el encabezamiento del Protocolo de Internet. Los flujos de paquetes se marcan con los bits de prioridad y se supervisan en concordancia con un Acuerdo a Nivel de Servicio en el borde de la red. En el interior de la red, los paquetes se planifican basandose en los bits de prioridad. Para el Concepto de Servicios Diferenciados, se proporciona la referencia S. Blake et al., An Architecture for Differentiated Services, IETF RFC 2475, diciembre de 1998.

El control de admision de flujos continuos de paquetes de datos y la planificacion del orden de transmision de paquetes de datos con el fin de minimizar violaciones de plazos llmite de aplicaciones multimedia de tiempo real o tiempo casi real son tareas importantes en las redes de comunicaciones que contienen cuellos de botella. En lo sucesivo, la expresion “tiempo real” deberla entenderse tambien como “tiempo casi real” o, en general, como “sensible al tiempo”. En redes heterogeneas, los cuellos de botella aparecen en llmites de redes en los que el trafico de una red se hace pasar a otra.

Habitualmente, ciertos plazos llmite de tiempo real no se hacen pasar en caso de que se retarde unicamente un paquete de datos. En cambio, habitualmente un conjunto de paquetes de datos abarca una entidad de sincronizacion que debe llegar al destino, por ejemplo, para visualizar una parte de una salida multimedia a tiempo.

Los nodos de aplicacion e intermedios se vuelven cada vez mas inteligentes y permiten la adaptacion multimedia. Esto significa que la cantidad de ancho de banda de datos necesaria para la transmision de un cierto objeto multimedia o presentacion no es fija. El proceso de adaptacion se puede realizar por varios medios como la omision de paquetes de prioridad inferior, codificacion multimedia jerarquica, aplicacion adaptativa, pasarelas de adaptacion de ancho de banda o incluso redes activas que despliegan elementos de procesamiento dentro de nodos de red. Asi, en caso de congestion, el ancho de banda puede variar dentro de un cierto intervalo. Las aplicaciones o la propia red pueden cumplir la tarea de adaptacion necesaria para variar la velocidad de transmision real con el fin de evitar violaciones de plazos llmite.

Los esquemas existentes de control de admision y de planificacion permiten unicamente una baja utilizacion del ancho de banda por medio de asignaciones de velocidades de pico y garantias de retardo que se proporcionan para

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fuentes de paquetes en rafagas. Los esquemas mejorados estan alcanzando una mayor utilization del ancho de banda mediante la aplicacion de algoritmos de medicion que predicen el ancho de banda disponible real midiendo el uso pasado del ancho de banda. No obstante, los algoritmos basados en mediciones proporcionan unicamente garantlas debiles y solamente funcionan eficazmente con una alta cantidad de multiplexado estadlstico. En especial, las redes inalambricas estan limitadas habitualmente en cuanto a capacidad de ancho de banda y, por lo tanto, los esquemas de control de admision basados en mediciones y deterministas presentan rendimientos deficientes. Una de las razones es que los esquemas existentes para la planificacion de paquetes tratan cada paquete de la misma manera. No pueden detectar plazos llmite pasados que son relevantes para las aplicaciones de reception y, por lo tanto, no pueden activar procesos que convierten el sistema actual a un estado exento de errores.

Los esquemas tradicionales clasifican cada flujo continuo de paquetes en una clase de prioridad. En el Concepto de Servicios Integrados, esta clase de prioridad pertenece a un retardo promedio que experimentaran los paquetes de un flujo continuo particular. En el planteamiento de los Servicios Diferenciados, esta clase de prioridad pertenece a un tipo de trafico que deberla presentar un retardo menor que otros. La clase de prioridad esta vinculada habitualmente a un retardo promedio que se espera que experimente el paquete cuando es admitido en esa clase de prioridad. Cuando se consideran flujos continuos multimedia con velocidades de bits variables (como flujos continuos de video), los paquetes de un flujo continuo individual no presentaran los mismos requisitos de retardo con el paso del tiempo. En cambio, una planificacion mediante la determination de un plazo llmite de entrega para cada paquete individual, segun propone la presente invention, proporciona un rendimiento mejor que una planificacion basada en prioridades.

El documento EP 0814632 describe un metodo y un dispositivo para el control de admision de conexion ATM multiclase para gestionar una pluralidad de categorlas de servicios sin penalizar el procesamiento en tiempo real de metodos de control de admision de conexiones convencionales. Tras la recepcion de una petition de conexion, la petition de conexion recibida se clasifica en base a una categorla de servicios pedidos de ese modo. La decision de si admitir o no la peticion de conexion recibida se basa en los resultados de una evaluation de una calidad de servicio de la categorla de servicio pedido mediante la peticion de conexion, y sobre una evaluacion de una calidad de servicio para cada categoria de servicio.

Widjala I. y otros describen en “A call admission control for multiservice networks with declarable and enforceable traffic parameters”. Actas del decimocuarto Congreso Telegrafico Internacional 19940606, Amsterdam, Elsevier. Vol. 1A, 6 de junio de 1994, una politica de control de admision de llamada de acuerdo con la cual, en un establecimiento de llamada, cada usuario declara sus parametros de trafico en base a la velocidad mas alta, velocidad principal minima y velocidad principal maxima de una fuente, respectivamente.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invencion proporcionar un planteamiento mejorado para sistemas de comunicaciones orientados a paquetes, que supere estos y otros problemas, en particular permitir una planificacion, orientada a tiempos limite, de paquetes de datos que transporten trafico de datos en tiempo real.

Este objetivo se logra mediante el metodo y el nodo de red de acuerdo con las reivindicaciones independientes.

La solution descrita en la invencion resulta ventajosa gracias a las asignaciones de plazos limite de entrega individuales para paquetes de datos de carga util que estan sujetos a un procesamiento en tiempo real. Esto es especialmente util para paquetes de datos de un flujo continuo multimedia individual con velocidades de bits variables, debido a los diferentes requisitos de retardo que tienen los paquetes con el paso del tiempo. El calculo de un tiempo llmite de entrega para cada paquete individual de datos de carga util permite una planificacion optima del paquete de datos de carga util a traves de una cola basada en indicaciones de tiempo. De forma ventajosa, desde un paquete de control de sincronizacion SCP que esta insertado en un flujo continuo entrante de paquetes de datos se leen parametros de control de sincronizacion necesarios para la determinacion de plazos llmite. Esto garantiza un procesamiento sencillo de parametros de control y evita estructuras adicionales de serialization y de protocolos complejos.

En un uso preferido, aparte de parametros de control de sincronizacion, en el calculo de los plazos limite se incorporan parametros como una tasa de errores de paquete Pj y una velocidad de bits Rj de un canal de transmision para paquetes de datos. De esta manera, las caracteristicas del sistema actual pueden ser tenidas en cuenta facilmente, lo cual da como resultado un rendimiento mejorado.

Ademas, resulta ventajoso de acuerdo con una realization que se pueda realizar facilmente un control de admision basandose en uno o mas parametros de control de admision R1 leidos de un paquete de control de admision ACP, el cual esta insertado en un flujo continuo de paquetes de datos. Una decision de admitir un procesamiento en tiempo real de un subflujo continuo de paquetes de datos depende de un requisito de caudal minimo proporcionado por dichos parametros de control de admision. De forma ventajosa, se puede evitar una congestion debida a faltas de caudal en nodos o aplicaciones de red, por el motivo de que paquetes de datos que requieren un caudal mayor que el disponible no se admiten para un procesamiento en tiempo real. Adicionalmente, el control de admision puede tener en cuenta un parametro de caudal maximo Rh. Por lo tanto, el controlador de admision puede escoger un

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caudal mas rentable que el caudal requerido mlnimo R1 para un subflujo continuo de paquetes de datos, hasta el caudal maximo Rh y en funcion del caudal disponible.

Un operador de red puede cobrar importes diferentes para tasas de caudal diferentes proporcionadas al cliente. Con el fin de incrementar los beneficios del operador, dicha eleccion de una tasa de caudal para un subflujo continuo se puede basar en una funcion de ganancia proporcionada por un operador, indicando dicha funcion de ganancia, por ejemplo, el coste por tasa de caudal para el sistema de comunicaciones, un nodo de red o un canal de transmision.

Ademas, un llmite de caudal superior Rh puede evitar desbordamientos de memorias intermedias en el sistema de comunicaciones o en el receptor del flujo continuo de paquetes de datos, ya que garantiza que los paquetes de datos no se transmiten demasiado rapidamente.

Realizaciones adicionales preferidas se logran de acuerdo con la reivindicaciones precedentes.

De acuerdo con una realizacion, resulta ademas ventajoso realizar un control de admision antes de que se calculen los plazos llmite de entrega para paquetes de datos de carga util en un planificador de paquetes. La decision de admitir un procesamiento en tiempo real de un subflujo continuo de paquetes de datos depende de un requisito de caudal mlnimo proporcionado por parametros de control de admision, los cuales se pueden leer facilmente de un paquete de control de admision ACP. De forma ventajosa, se pueden evitar violaciones de plazos llmite de entrega para paquetes de datos debidas a faltas de caudal, por el motivo de que paquetes de datos que requieren un caudal mayor que el disponible no se admiten para el procesamiento en tiempo real. Ademas, se evitan calculos innecesarios de plazos llmite de entrega.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, resulta ventajoso que el control de admision tenga en cuenta un parametro de caudal maximo Rh. Esto permite la eleccion de un caudal mas rentable que el caudal requerido mlnimo R1 para un subflujo continuo, hasta el caudal maximo Rh y en funcion del caudal disponible.

Ademas, un llmite de caudal superior Rh puede evitar desbordamientos de memorias intermedias en el sistema de comunicaciones o en el receptor del flujo continuo de paquetes de datos, puesto que se garantiza que los paquetes de datos no se transmiten demasiado rapidamente.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, resulta ventajoso rechazar un subflujo continuo de paquetes de datos, el cual no se admite para un procesamiento en tiempo real, y enviarlo al planificador de paquetes, puesto que esto permite todavla un procesamiento del mejor esfuerzo. De este modo se pueden evitar una omision de paquetes de datos y una perdida correspondiente de informacion.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, paquetes de datos que son rechazados por el procesamiento en tiempo real se ordenan en el planificador de paquetes en una segunda cola FIFO en su orden de aparicion. Esto permite un procesamiento del mejor esfuerzo de acuerdo con una estrategia del primero en entrar-primero en salir, para paquetes de datos de la segunda cola FIFO.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, paquetes de datos de la primera cola EDF se procesan adicionalmente de acuerdo con sus plazos llmite de entrega, y paquetes de datos de la segunda cola FIFO se procesan de acuerdo con una estrategia del primero en entrar-primero en salir. De forma ventajosa, esto pone en marcha el procesamiento adicional de paquetes de datos bajo los requisitos establecidos de calidad de servicio.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, una interfaz de salida OI prioriza paquetes de datos en la primera EDF y la segunda cola FIFO. De forma ventajosa, un bloqueo de paquetes de datos en una cola se puede evitar mediante la eleccion de una estrategia de prioridades, que garantice hasta cierto punto lecturas de paquetes de datos de ambas colas.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se envla de vuelta, a lo largo del trayecto de transmision del subflujo continuo de paquetes de datos a traves de un paquete de control de admision modificado, realimentacion de capacidad del caudal. De forma ventajosa, esto permite que nodos intermedios del sistema de comunicaciones o una fuente de trafico adapte el trafico a las capacidades disponibles del caudal. De esta forma, se pueden evitar en gran medida rechazos de paquetes de datos para un procesamiento en tiempo real. El uso de un paquete de control de admision modificado puede evitar tara de senalizacion y una estructura de protocolos complejos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se reciben parametros de control de sincronizacion a partir de un encabezamiento de un protocolo de red subyacente. Esto permite el cifrado y la autenticacion de la carga util, y soporta el uso de los denominados protocolos de Internet IPv4, IPv6 e IPSec, puesto que no se evita la lectura de parametros de control de sincronizacion.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se pueden detectar violaciones de plazos llmite. De forma ventajosa, esto permite una activacion de contramedidas para garantizar el procesamiento en tiempo real de los

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paquetes de datos.

De acuerdo con una realization de la invention, tiene lugar una adaptation de paquetes de datos de carga util. Esto permite el mantenimiento de plazos limite de entrega para paquetes de datos. Soporta ademas un uso eficaz del planificador de paquetes y otros recursos del sistema, y puede evitar el rechazo o la omision de paquetes de datos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se reciben parametros de control de admision a partir de un encabezamiento de un protocolo de red subyacente. Esto permite el cifrado y la autenticacion de la carga util, y soporta el uso de los denominados protocolos de Internet IPv4, IPv6 e IPSec, puesto que no se evita la lectura de parametros de control de admision.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, un nodo de red que procesa trafico de datos en tiempo real comprende adicionalmente una unidad de determination para determinar un caudal disponible actualmente V, y unos medios de decision para una decision sobre un procesamiento en tiempo real de un flujo de trafico de datos entrante. Por medio de la unidad de determinacion y los medios de decision es posible realizar un control de admision antes de que se calculen plazos Kmite para paquetes de datos de carga util en un planificador de paquetes. De forma ventajosa, se pueden evitar violaciones de plazos limite de entrega para paquetes de datos debido a faltas de caudal, puesto que los paquetes de datos que requieren un caudal mayor que el disponible no se admiten para el procesamiento en tiempo real. Ademas, se evitan calculos innecesarios de plazos limite de entrega.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el nodo de red comprende ademas una unidad de transferencia para reenviar paquetes de datos que son admitidos para un procesamiento en tiempo real hacia la primera cola EDF, y para reenviar paquetes de datos que son rechazados para un procesamiento en tiempo real hacia una segunda cola FIFO. Esto garantiza que se pueden procesar todos los tipos de trafico. Los paquetes de datos rechazados para un procesamiento en tiempo real se pueden seguir procesando con una calidad del mejor esfuerzo. Adicionalmente, una interfaz de salida OI prioriza paquetes de datos en la primera EDF y la segunda cola FIFO. De forma ventajosa, un bloqueo de paquetes de datos en una cola se puede evitar mediante la election de una estrategia de prioridades, lo cual garantiza hasta cierto punto lecturas de paquetes de datos de ambas colas.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el nodo de red comprende ademas un gestor de violaciones de plazos limite y una unidad de adaptacion. Por lo tanto, se pueden activar facilmente contramedidas en oposicion a violaciones de plazos Kmite de entrega con el fin de garantizar el procesamiento en tiempo real de los paquetes de datos. Una contramedida preferida es la adaptacion de paquetes de datos de carga util, lo cual permite el mantenimiento de plazos limite de entrega. Soporta ademas un uso eficaz de los recursos del sistema, y puede evitar un rechazo o una omision de paquetes de datos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el nodo de red comprende ademas una estacion base de radiocomunicaciones. En una red celular de comunicaciones, y en particular en una red de acceso de radiocomunicaciones, las frecuencias disponibles son recursos limitados. Esto da como resultado anchos de banda limitados de los canales de comunicaciones. De forma ventajosa, la presente invencion soporta eficazmente la provision de calidad de servicio a clientes que solicitan servicios multimedia en tiempo real. En particular, la estacion base de radiocomunicaciones puede aceptar unicamente aquellos clientes cuyas solicitudes de comunicacion se pueden satisfacer.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, a lo largo del trayecto de transmision de un subflujo continuo de paquetes de datos a traves de un paquete de control de admision modificado se envia de vuelta una realimentacion de capacidad de caudal. De forma ventajosa, esto permite que nodos intermedios del sistema de comunicaciones o una fuente de trafico adapten el trafico a las capacidades de caudal disponibles. De esta manera, se pueden evitar en gran medida rechazos de paquetes de datos para un procesamiento en tiempo real. El uso de un paquete de control de admision modificado tambien puede evitar tara de serialization y una estructura de protocolos complejos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, resulta ventajoso realizar un control de admision antes de calcular plazos limite para paquetes de datos de carga util. No hay necesidad de calcular plazos limite si los requisitos de caudal para un procesamiento en tiempo real de un subflujo continuo de paquetes de datos, que son proporcionados por parametros de control de admision, indican, bajo la consideration de capacidades de caudal disponibles, que estos plazos limite no se pueden mantener. De forma ventajosa, se pueden evitar violaciones de plazos limite de entrega para paquetes de datos debidas a faltas de caudal, puesto que los paquetes de datos que requieren un caudal diferente al disponible no se admiten para un procesamiento en tiempo real.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, paquetes de datos que son rechazados para un procesamiento en tiempo real se ordenan en una segunda cola FIFO en su orden de aparicion. Esto permite un procesamiento sencillo del mejor esfuerzo de acuerdo con una estrategia del primero en entrar-primero en salir para estos paquetes de datos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se priorizan paquetes de datos para su lectura de la primera cola

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EDF y la segunda cola FIFO. De forma ventajosa, un bloqueo de paquetes de datos en una cola se puede evitar mediante la eleccion de una estrategia de prioridades, lo cual garantiza hasta cierto punto lecturas de paquetes de datos de ambas colas.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se pueden detectar violaciones de plazos llmite. De forma ventajosa, esto permite una activacion de contramedidas para garantizar el procesamiento en tiempo real de los paquetes de datos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, se realiza una adaptacion de paquetes de datos de carga util. Esto permite el mantenimiento de plazos llmite de entrega para paquetes de datos, en particular en el caso de congestion o picos de carga de trafico. Soporta ademas un uso eficaz de recursos del sistema, y puede evitar el rechazo u omision de paquetes de datos.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, a partir de un encabezamiento de un protocolo de red subyacente se reciben parametros de control de admision y/o parametros de control de sincronizacion, de acuerdo con la reivindicacion 31. Esto permite el cifrado y la autenticacion de la carga util, y soporta el uso de los denominados protocolos de Internet IPv4, IPv6, e IPSec, puesto que no se evita la lectura de parametros de control de admision.

A partir de la siguiente descripcion detallada, considerada conjuntamente con las figuras, se entenderan y apreciaran adicionalmente un metodo, un sistema y un programa de ordenador de la presente invencion. Se muestran las siguientes figuras:

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1a un flujo continuo de video con diferentes entidades de sincronizacion, la Figura 1b otro flujo continuo de video con diferentes entidades de sincronizacion,

la Figura 1c un flujo continuo de paquetes de datos con un paquete de control de admision ACP y paquetes de control de sincronizacion SCPs, la Figura 2a parametros contenidos en un SCP, la Figura 2b parametros contenidos en un ACP,

la Figura 3 tareas de un controlador de admision en un diagrama de flujo,

la Figura 4 una vista funcional de un planificador de paquetes,

la Figura 5 tareas de un planificador de paquetes en un diagrama de flujo.

Descripcion detallada de la Invencion

La Figura 1a muestra un flujo continuo de trafico de paquetes de datos de carga util a lo largo de un eje de tiempo t. El flujo continuo puede ser enviado por una fuente de trafico o un nodo de red intermedio en un sistema de comunicaciones, o puede ser recibido en un modo de red como un planificador de paquetes o un controlador de admision, o se puede recibir desde una aplicacion de software como un visualizador multimedia. El flujo continuo de paquetes de datos de carga util consta de varios paquetes 1, 2 y 3 de datos de carga util, los cuales se envian o reciben con el paso del tiempo.

En funcion de la caracteristica de la carga util, hay paquetes de datos que se corresponden unos con otros y que constituyen una denominada entidad de sincronizacion SE. Los paquetes de datos pertenecientes a una entidad de sincronizacion SE tienen en comun que todos ellos conjuntamente deben alcanzar su destino dentro de un intervalo de tiempo fijado, debido a requisitos de tiempo real. Ademas, cada entidad de sincronizacion SE deberia tener la propiedad de ser procesada por la aplicacion de recepcion con independencia de cualquier otro paquete de una entidad de sincronizacion SE sucesiva.

Cuando se considera una comunicacion de video, una entidad de sincronizacion SE podria constar de una o mas tramas de video, en funcion de las caracteristicas de tiempo real y la memoria intermedia de reproduccion en el receptor. En relacion con flujos continuos del protocolo de voz por Internet, la entidad de sincronizacion SE podria incluso ser un unico paquete. En una sesion denominada de Malla Multimedia Mundial WWW, la entidad de sincronizacion SE puede constar de paquetes de datos que representan una pagina web completa incluyendo todos los objetos tales como imagenes y la estructura del documento en Lenguaje de Marcado de Hipertexto HTML.

En la Figura 1a, todos los paquetes 1 de datos de carga util pertenecen a una primera entidad de sincronizacion SE 1, todos los paquetes 2 de datos de carga util pertenecen a una segunda entidad de sincronizacion SE 2 y todos los paquetes 3 de datos de carga util pertenecen a una tercera entidad de sincronizacion SE 3. Esta configuracion plantea requisitos de retardo restrictivos con respecto a los retardos globales de extremo a extremo sobre un planificador de paquetes que recibe el flujo continuo de paquetes de datos en una red de comunicaciones.

La Figura 1b muestra, en un escenario de trafico alternativo, un flujo continuo de video que tiene dos tramas de video dentro de una entidad de sincronizacion. La primera trama de video comprende paquetes 1 de datos de carga util, la segunda trama comprende paquetes 2 de datos de carga util. Este escenario obliga al receptor a almacenar temporalmente dos entidades de sincronizacion antes de su reproduccion. En este caso, la entidad de sincronizacion

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SE 1 se solapa con la entidad de sincronizacion SE 2.

La Figura 1c muestra un flujo continuo de paquetes de datos sin entidades de sincronizacion solapadas. Ciertos paquetes de datos de control SCP, ACP estan insertados en el flujo continuo por una fuente de trafico o una pasarela intermedia. Un paquete de control de sincronizacion SCP precede a una entidad de sincronizacion SE, y diferencia una con respecto a otra. Contiene parametros de control de sincronizacion relacionados con la entidad de sincronizacion SE sucesiva.

En una realizacion preferida, una fuente de trafico inserta adicionalmente paquetes de control de admision ACP en el flujo continuo de paquetes. Un paquete de control de admision ACP incluye parametros que caracterizan un subflujo continuo de paquetes de datos en relacion con sus requisitos de caudal para un procesamiento en tiempo real. Un subflujo continuo se interpretara como un conjunto de paquetes de datos que sucede a un paquete de control de admision ACP hasta otro paquete de control de admision. Alternativamente, el numero de paquetes de datos asignados a un paquete de control de admision se podrla incluir en el paquete de control de admision como parametro de control que defina el subflujo continuo por su longitud.

Si en un flujo continuo de datos de paquetes se mezclan trafico de datos en tiempo real y otro trafico de datos tal como trafico del mejor esfuerzo, se puede usar preferentemente la identificacion de paquetes de datos de carga util como pertenecientes a una cierta entidad de sincronizacion SE o a un cierto subflujo continuo a traves de un numero que se incluye como control de parametro en el paquete de control de sincronizacion SCP o en el paquete de control de admision ACP y que define la longitud de la entidad de sincronizacion o del subflujo continuo.

Se pueden enviar repetidamente paquetes de control de admision ACP mientras se mantiene la transmision de datos. De esta manera, una fuente de trafico puede usar paquetes de control de admision ACP para senalizar cambios en el uso de sus recursos.

En una realizacion adicional, el controlador de admision envla de vuelta un paquete de control de admision ACP modificado hacia la fuente de paquetes. Este mecanismo posibilita que nodos intermedios o la fuente de paquetes reaccionen a admisiones negativas de paquetes de datos para un procesamiento en tiempo real.

Tambien se pueden repetir paquetes de control de admision ACP a intervalos de tiempo arbitrarios, con el fin de actualizar reservas de recursos. La posibilidad de enviarlos repetidamente resulta en especial util en redes en las que el trayecto de encaminamiento de un flujo continuo multimedia puede cambiar, como en la parte de red fija de una red de comunicaciones de moviles. A continuation, se puede reenviar una copia del paquete de control de admision ACP real desde nodos de control dedicados, o la misma incluso se puede repetir dentro del flujo continuo de paquetes en intervalos de tiempo regulares para permitir a nodos de control en cuellos de botella de la red la determinacion de requisitos de recursos reales.

En otra realizacion, los parametros de control de sincronizacion y los parametros de control de admision se insertan desde la fuente de trafico o una pasarela intermedia en el encabezamiento de un protocolo de red subyacente. Esto es especialmente util si se usan mecanismos de cifrado y autenticacion de la carga util. Los protocolos de Internet como IPv4 e IPv6 permiten la insertion de una extension de encabezamiento opcional que puede transportar los parametros de control de admision y de control de sincronizacion. Cuando se usa el protocolo denominado IPSec, el encabezamiento de protocolo de Internet se autentica por medio de un encabezamiento de autenticacion adicional. Por lo tanto, no se impide la lectura de parametros de control de admision y de control de sincronizacion.

En otra realizacion, una estacion intermedia entre la fuente y el planificador de paquetes tiene un conocimiento clave del flujo continuo de paquetes de datos transmitido. Constituye un dispositivo de confianza para el usuario final, como, por ejemplo, una pasarela de movilidad mantenida por un proveedor de red. En este caso, se usan un encabezamiento especial y un cifrado de carga util para la transmision a traves de un enlace inalambrico cuando tiene lugar la denominada tunelizacion IP entre los participantes en las comunicaciones.

La presente invention, con la ayuda de la information de sincronizacion contenida en el paquete de control de sincronizacion SCP, permite la determination de un plazo llmite de entrega individual para cada paquete de datos de carga util de una entidad de sincronizacion SE, por ejemplo, en un planificador de paquetes. La Figura 2a muestra una realizacion preferida del contenido de un paquete de control de sincronizacion sCp. El mismo contiene como parametros un numero N de paquetes que pertenecen a su entidad de sincronizacion SE referida, un tamano total S de todos los paquetes de datos de carga util de esta entidad de sincronizacion SE y un tiempo de transmision maximo I, en el cual la entidad de sincronizacion SE completa debe pasar por el planificador de paquetes.

Alternativamente, el tiempo de transmision maximo I se podrla definir como el tiempo en el cual la entidad de sincronizacion SE debe alcanzar su destino final. En este caso, se permitirla que el planificador de paquetes usase unicamente una parte de este tiempo de transmision para el procesamiento de la entidad de sincronizacion SE.

Adicionalmente, el paquete de control de sincronizacion SCP puede contener un identificador ID que remita al

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paquete de control de admision ACP perteneciente. Este identificador se puede usar para verificar si una entidad de sincronizacion pertenece a un cierto subflujo continuo.

Adicionalmente, el paquete de control de sincronizacion puede contener otros parametros, los cuales soportan la identification de paquetes de datos de carga util como pertenecientes a sus parametros de control. Esto podrla ser necesario si el orden de transmision de paquetes de datos se cambiase durante su transmision desde una fuente de trafico o un nodo de red intermedio hacia el planificador de paquetes, hacia otro nodo de red, o en general, hacia un dispositivo o una aplicacion, el cual utilice los parametros de control de sincronizacion.

Suponiendo que el orden de transmision del paquete de datos no se cambia, los paquetes pertenecen a una entidad de sincronizacion SE especlfica cuando suceden a un paquete de control de sincronizacion SCP y no tienen un Indice mayor que N, comenzando en el primer paquete que sucede directamente al paquete de control de sincronizacion SCP. Con el fin de distinguir entidades de sincronizacion SE pertenecientes a flujos de paquetes diferentes, los paquetes de datos tambien se pueden marcar con una etiqueta de flujo por medio de un protocolo de red subyacente. El paquete de control de sincronizacion SCP transporta la misma etiqueta de flujo que sus paquetes de datos.

En general, un paquete de control de sincronizacion SCP contiene parametros necesarios para determinar plazos llmite de entrega de paquetes de datos de carga util pertenecientes a una entidad de sincronizacion SE. En funcion del tipo de trafico y de las aplicaciones correspondientes, en una cierta realization, el paquete de control de sincronizacion SCP puede contener unicamente un parametro tal como un valor de tiempo absoluto o relativo para un plazo llmite. En otro escenario, un paquete de control de sincronizacion puede contener parametros de control adicionales usados, entre otros aspectos, para una re-distribution del orden de paquetes de datos. Por lo tanto, el contenido del paquete de control de sincronizacion SCP, segun se muestra en la figura 2a, deberla interpretarse unicamente como una posible realizacion.

La Figura 2b muestra una realizacion preferida de parametros de control de admision contenidos en un paquete de control de admision ACP. Un paquete de control de admision ACP contiene, en general, parametros de caudal que caracterizan los requisitos de caudal debido a restricciones de tiempo real para el procesamiento de un subflujo continuo de paquetes de datos por un planificador de paquetes. Un requisito de caudal en el sentido de la presente invention puede ser o bien un requisito fijado o bien un requisito promedio, y puede ser proporcionado o bien por parametros de tasa de caudal fijos o por parametros de caudal promedio.

El parametro R1 proporciona el caudal requerido mas bajo que es necesario para un procesamiento en tiempo real del subflujo continuo. Si este requisito mlnimo no se puede satisfacer, el subflujo continuo o bien se debe rechazar para el procesamiento en tiempo real, o bien se debe procesar bajo una estrategia del mejor esfuerzo. Por ejemplo, un terminal movil, a traves de este parametro, podrla solicitar ciertas condiciones de caudal de datos a proporcionar por la estacion base de radiocomunicaciones de la red de acceso. A continuation, la estacion base de radiocomunicaciones decide si la estacion movil se puede aceptar como cliente.

Adicionalmente, por medio de un parametro opcional Rh se puede solicitar un caudal deseado mas alto. Esto permite que el controlador de admision, o en general un nodo de red o una aplicacion, escoja una tasa de caudal dentro del intervalo dado de caudal requerido mlnimo R1 y caudal deseado maximo Rh. Dicha election se podrla basar en una funcion de ganancia proporcionada por un operador de red, por ejemplo, una funcion de ganancia lineal que indique coste o beneficio por caudal, o se podrla basar en otras estimaciones de costes. Dicha eleccion de un cierto caudal de acuerdo con una funcion de ganancia tambien podrla influir en uno o mas subflujos continuos de paquetes de datos, o en conexiones de comunicaciones generales, que ya hayan sido admitidos por el controlador de admision para un procesamiento en tiempo real en el planificador de paquetes, cada uno con un cierto caudal. Sus caudales se podrlan reducir con el fin de aumentar el caudal que esta disponible para un subflujo continuo, o en general una conexion de comunicaciones, que este actualmente bajo el proceso de admision por parte del controlador de admision. Por lo tanto, se puede incrementar el beneficio para un operador de red satisfaciendo los requisitos de caudal mas valiosos desde el punto de vista monetario hasta el valor de caudal superior Rh.

Ademas, el llmite Rh del caudal de datos podrla ser necesario debido a limitaciones de las memorias intermedias o restricciones de velocidad de procesamiento en la aplicacion de destino del paquete de datos. Una superacion de la condition de caudal maximo de datos podrla provocar, entre otros aspectos, errores de desbordamiento de las memorias intermedias o el rechazo de paquetes de datos de carga util en el emplazamiento del receptor.

Otro parametro opcional es una tolerancia de planificacion maxima D para su uso en el caso de violaciones de plazos llmite de entrega de paquetes de datos de carga util. El parametro D proporciona la tolerancia segun la cual se podrla retardar o bien un unico paquete de datos de carga util, o bien una entidad de sincronizacion o bien el subflujo continuo completo.

Ademas, un parametro de tipo opcional T caracteriza el tipo de trafico de datos, por ejemplo, MPEG, Voz sobre IP u otros. De acuerdo con el tipo de trafico, un planificador de paquetes puede seleccionar un metodo de adaptation

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apropiado, para paquetes de datos de carga util en caso de violaciones de plazos ilmite.

Adicionalmente, el paquete de control de admision ACP puede contener un identificador ID que se usara para identificar paquetes de control de sincronizacion que pertenecen al subflujo continuo controlado por el paquete de control de admision ACP.

Adicionalmente, el paquete de control de admision puede contener otros parametros, los cuales soportan la identification de paquetes de datos como pertenecientes al mismo. Esto podrla resultar necesario si el orden de transmision de paquetes de datos se cambiase durante su transmision desde una fuente de trafico o un nodo de red intermedio hacia el planificador de paquetes, un nodo de red, o en general, hacia el dispositivo o aplicacion que utiliza los parametros de control de admision.

La Figura 3 describe, en una realization preferida de la presente invention, el control de admision. Se recibe un paquete de control de admision ACP en un controlador 10 de admision, o en general, en un nodo de red o una aplicacion. El paquete de control de admision ACP remite a un subflujo continuo sucesivo que transporta trafico de datos en tiempo real. El controlador de admision lee parametros de control de admision R1, Rh, T a partir del paquete de control de admision ACP 20. En una realizacion, el controlador lee unicamente el parametro de caudal mlnimo R1. En otra realizacion, mostrada en la Figura 3, el controlador lee los tres parametros R1, Rh, T.

A continuation, el controlador de admision determina el caudal usado actualmente Vc en el controlador 30. Esto se puede realizar, entre otros aspectos, contando un numero de bits que se transmiten actualmente por parte del control de admision por unidad de tiempo. En particular, la medicion del caudal usado actualmente podrla tener en consideration unicamente el trafico de datos en tiempo real, puesto que la entrega de otro tipo de trafico se puede retardar facilmente sin ninguna violation de restricciones de tiempo. En este ultimo caso, el planificador de paquetes podrla proporcionar el parametro de caudal usado actualmente Vc, puesto que el planificador de paquetes conoce el tipo de trafico que se procesa actualmente.

En la siguiente etapa 40, el controlador de admision determina el caudal disponible V mediante el calculo de la diferencia entre el caudal disponible maximo Vmax en el controlador y el caudal usado actualmente Vc. El controlador de admision conoce la capacidad de caudal maxima Vmax o bien como un valor fijado, a partir de una tabla de consulta, por mediciones de canales por mensajerla o por una solicitud.

A continuacion, el controlador compara el caudal disponible V con el caudal requerido R1 50. Si el caudal disponible V es mayor que o igual al caudal requerido R1, el controlador puede admitir el procesamiento en tiempo real del subflujo continuo de paquetes de datos que pertenece al paquete de control de admision ACP. En la realizacion mostrada en la figura 3, el controlador de admision ademas calcula un mlnimo M del caudal disponible V y el caudal deseado maximo Rh 60. En la siguiente etapa 70, el controlador de admision escoge una tasa de caudal mas valiosa desde el punto de vista monetario para el subflujo continuo, de entre un intervalo proporcionado por el caudal requerido mlnimo R1 y por el mlnimo M. Esto se puede realizar mediante una election de acuerdo con una funcion de ganancia proporcionada por un operador de red, por ejemplo, una funcion de beneficio de caudal lineal.

En otra realizacion, el controlador podrla escoger de forma preliminar una tasa de caudal valiosa desde el punto de vista monetario, de entre el intervalo proporcionado por el caudal requerido mlnimo R1 y el caudal maximo Rh. Si el valor de caudal escogido no esta disponible, el controlador puede activar una adaptation de subflujos continuos que ya se han admitido para un procesamiento en tiempo real en el planificador de paquetes con el fin de conseguir que dicho valor de caudal escogido este disponible. A un planificador 80 de paquetes se envlan paquetes de datos de un subflujo continuo que se ha admitido para procesamiento en tiempo real. La information, si es admitida para un procesamiento en tiempo real, se puede proporcionar desde el controlador de admision al planificador o bien a traves de serialization o bien mediante el uso de un canal de transmision dedicado o un puerto dedicado en el planificador de paquetes, reservado para trafico en tiempo real. Si se ha escogido una tasa de caudal, la misma se puede comunicar al planificador de paquetes o a una interfaz de salida OI de una manera similar con el fin de ser considerada para un procesamiento adicional del subflujo continuo.

Los paquetes de datos de un subflujo continuo que no se ha admitido para un procesamiento en tiempo real son rechazados. Una forma de realizar este rechazo es la omision de paquetes de datos por parte del controlador de admision con o sin notification posterior a otro participante tal como la fuente de trafico, una pasarela intermedia o el receptor. Una forma de notificacion puede ser enviar desde el controlador de admision un paquete de control de admision ACP modificado que contenga un acuse de recibo negativo, aunque tambien se podrlan usar otros mecanismos de senalizacion. Alternativamente, se pueden almacenar temporalmente paquetes de datos que estan sujetos a rechazo se puede almacenar temporalmente, y se puede iniciar (por ejemplo, a traves de un intercambio de paquetes de control de admision) una negotiation con el emisor (fuente de trafico o pasarela intermedia) sobre los requisitos de caudal. En otra realizacion de la invencion, se envlan paquetes de datos de un subflujo continuo hacia un planificador de paquetes para un procesamiento regular en lugar de un procesamiento en tiempo real. A continuacion, prosigue el procesamiento regular, por ejemplo, un planteamiento del mejor esfuerzo o una estrategia FIFO (primero en entrar-primero en salir). La informacion, si los paquetes de datos que se envlan al planificador de

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paquetes son admitidos para un procesamiento en tiempo real, se proporciona, tal como se ha descrito anteriormente, al planificador o bien a traves de serialization o bien mediante el uso de un canal de transmision dedicado o un puerto dedicado, para esta transmision.

En la realization de la presente invention mostrada en la figura 3, se comprueba 90 la viabilidad de una adaptation de paquetes de datos que estan planificados actualmente para un procesamiento en tiempo real en el planificador de paquetes y que ocupan el caudal disponible actualmente Vc, y, si es viable, se ejecuta la misma para incrementar el caudal disponible V en el planificador 110 de paquetes. Si la adaptacion no es viable, el subflujo continuo finalmente se rechaza 100.

Una adaptacion de paquetes de datos de carga util que estan planificados actualmente para un procesamiento en tiempo, por ejemplo, en una cola del tipo en primer lugar el plazo llmite mas cercano (earliest-deadline-first) EDF, se puede realizar, por ejemplo, o bien mediante el uso de un esquema de compresion diferente o mas efectivo, o bien omitiendo ciertos paquetes u otros mecanismos dependientes del tipo de trafico. El metodo de adaptacion apropiado se escoge considerando el tipo de trafico de datos T, como, por ejemplo, reduciendo la resolution de un flujo continuo de video MPEG, omitiendo algunos paquetes de Voz sobre IP, convirtiendo imagenes de 256 colores a imagenes de 16 colores, etcetera. Habitualmente, estos metodos ampliamente conocidos de adaptaciones se pueden realizar “sobre la marcha” y dan como resultado un mayor caudal disponible V.

Despues de dicha adaptacion, se determina 120 el caudal usado actualmente Vc, y se calcula 130 el caudal disponible V. A continuation, se toma una decision final segun los criterios antes descritos 50 y que incluyen la election antes descrita de un valor 60, 70 de caudal, sobre la admision 80 o rechazo 100 del subflujo continuo para un procesamiento en tiempo real.

La Figura 4 muestra un planificador de paquetes que incluye un controlador de admision AC para admitir o rechazar un subflujo continuo de paquetes de datos para un procesamiento en tiempo real, una primera cola EDF para paquetes de datos admitidos para un procesamiento en tiempo real, y una segunda cola FIFO para paquetes de datos a procesar de acuerdo con una estrategia del mejor esfuerzo tal como el primero en entrar-primero en salir. La segunda cola FIFO se usa para paquetes de datos, los cuales son rechazados para un procesamiento en tiempo real. Otras realizaciones del planificador de paquetes pueden incluir mas de una cola EDF basada en indicaciones de tiempo y mas de una cola FIFO, por ejemplo, con el fin de incrementar la capacidad del planificador.

Mediante el envlo de un subflujo continuo de paquetes de datos a la primera cola EDF, el controlador de admision admite paquetes de datos para un procesamiento en tiempo real. La primera cola EDF se basa en indicaciones de tiempo y funciona de acuerdo con una estrategia del tipo en primer lugar el plazo llmite mas cercano. Cada paquete de datos ordenado en la cola EDF obtiene una indication de tiempo, cuyo valor se fija a un plazo llmite de entrega del paquete de datos, el cual se puede calcular a partir de parametros de control de sincronizacion proporcionados por un paquete de control de sincronizacion. Para la lectura, la cola EDF proporciona siempre al paquete de datos el plazo limite de entrega mas cercano. Por lo tanto, la cola EDF puede realizar un seguimiento de todos los plazos limite de entrega y paquetes de datos correspondientes para un procesamiento de acceso directo de un paquete de datos con el plazo limite de entrega mas cercano, o alternativamente, puede reordenar los paquetes de datos de carga util de acuerdo con sus plazos limite de entrega despues de cada paquete de datos nuevo transmitido hacia la cola EDF con el fin de proporcionar, en una especie de procesamiento secuencial, siempre el paquete de datos con el plazo llmite de entrega mas cercano, en la salida de la cola EDF.

El planificador de paquetes incluye una interfaz de salida OI, que prioriza paquetes de datos contenidos en las colas para su posterior procesamiento. Esto comprende la eleccion de una cola, la lectura de un paquete de datos de esta cola, y la provision del paquete de datos para un procesamiento posterior. Son posibles diferentes estrategias para la eleccion de una cola, tales como o bien preferir siempre la cola EDF hasta que la misma este vacla o hasta que se alcance un cierto umbral, o bien una estrategia que se base en una velocidad fija de lecturas por cola, o bien una estrategia de determination dinamica de una velocidad de lectura, por ejemplo, teniendo en cuenta el tipo de trafico T. La provision de paquetes de datos para un procesamiento posterior se puede realizar mediante una transmision de paquetes de datos a traves de un canal de comunicaciones, mediante mecanismos de interrogation secuencial u otros.

La Figura 5 muestra tareas de un planificador de paquetes para un subflujo continuo entrante de paquetes de datos que se envla desde un controlador de admision. Si el subflujo continuo se admite para un procesamiento 210 en tiempo real, se calcula un plazo llmite de entrega individual para cada paquete 230 de datos de carga util. La admision para el procesamiento en tiempo real puede ser reconocida por el planificador de paquetes o bien a traves de mensajes de senalizacion recibidos desde el controlador de admision o bien a traves de la llegada de un paquete de datos por medio de un canal de comunicaciones dedicado o en un puerto dedicado reservado para el trafico en tiempo real. En la realizacion mostrada en la figura 5, todos los paquetes de datos recibidos en el planificador de paquetes y admitidos para un procesamiento en tiempo real se reenvian a la cola EDF 220, y la totalidad del resto de paquetes de datos se reenvian a 250 y se ordenan en una segunda cola FIFO en su orden de aparicion 260, que se hace funcionar de acuerdo con una estrategia del mejor esfuerzo.

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El planificador de paquetes lee parametros de control de sincronizacion a partir de un paquete de control de sincronizacion SCP recibido en la cola EDF, para determinar mediante calculo un plazo llmite de entrega individual para cada paquete de datos de carga util enviado a la cola EDF. En una realizacion preferida, este plazo llmite representa el ultimo tiempo de entrega permitido por el planificador de paquetes. Alternativamente, el plazo llmite podrla representar un ultimo tiempo de llegada al destino del paquete de datos. Para el plazo llmite, se puede usar un tiempo absoluto o un valor de tiempo basado en un temporizador. En la siguiente etapa 240, el paquete de datos de carga util se ordena en la cola EDF y una indicacion de tiempo de la cola EDF se fija al plazo llmite de entrega. Los paquetes de datos de carga util ordenados en las colas estan preparados para un procesamiento posterior, por ejemplo, por una interfaz de salida OI, de acuerdo con la descripcion anterior.

En una realizacion preferida, el plazo llmite de entrega para un paquete de datos de carga util individual se calcula a partir de parametros de control de sincronizacion S, N e I. Ademas, para el calculo se usan un numero i del paquete, y un tiempo de llegada actual t del paquete. Adicionalmente, en el calculo se usan una tasa de errores de paquete Pj y una velocidad de bits Rj de un canal j, para el cual el planificador de paquetes planifica la transferencia de paquetes para una transmision posterior. Estos ultimos valores indican la rapidez con la que la cola de tiempo real se vacla.

El numero i es el numero de secuencia de un paquete en una entidad de sincronizacion SE, con i e{l..N}. El mismo se determina, por ejemplo, en el planificador de paquetes, contando los paquetes de datos de carga util entrantes que pertenecen a una cierta entidad de sincronizacion SE.

El valor de tiempo t representa un tiempo de llegada del paquete de datos de carga util individual al controlador de admision. Se puede determinar por medio del controlador de admision y se senaliza al planificador de paquetes. Alternativamente, en su lugar se podrla usar un tiempo de llegada al planificador de paquetes, si este tiempo no es significativamente diferente. En este ultimo caso, el planificador de paquetes determina el tiempo de llegada del paquete.

En general, la tasa de errores de paquete Pj se recupera a partir de mediciones de las capas de enlace. Por ejemplo, en un sistema denominado WCDMA, la tasa de errores de paquete Pj de un canal se puede determinar a partir de una relacion senal/ruido mediante un control de potencia denominado de bucle cerrado.

En otras realizaciones, para la determinacion del plazo llmite de entrega se puede usar una tasa de errores por intervalo de tiempo, por cliente o por red. En una realizacion preferida, como correccion de errores de capa de enlace se usa una repeticion selectiva.

La velocidad de bits Rj se puede determinar en el controlador de admision o en el planificador de paquetes, por ejemplo, contando los bits entrantes.

En una realizacion preferida de la invencion, el plazo llmite para cada paquete de datos de carga util se calcula de la manera siguiente:

plazo Umitei = t +1 -

(N - i +1)* S N * (1 - Pj )* Rj

con i e {l..N}.

En otra realizacion preferida, el planificador de paquetes detecta violaciones de plazos llmite de entrega para paquetes de datos de carga util ordenados en la cola EDF comparando sus plazos llmite de entrega con un valor de tiempo real, por ejemplo, el tiempo que ha pasado un paquete de datos en la cola EDF, determinado mediante el uso de un tiempo del sistema. Si se detecta una violacion, se realiza una adaptacion de paquetes de datos de carga util de acuerdo con los metodos descritos previamente.

Diferentes aplicaciones de tiempo real permiten tolerancias de retardo diferentes. Una forma de llevar a cabo la adaptacion en este contexto es el uso del parametro de control de admision D, el cual define una tolerancia de retardo para un subflujo continuo especlfico de paquetes de datos. Si se detecta un cierto nivel de violacion del plazo llmite, una plataforma adaptativa puede degradar uno o mas subflujos continuos con el fin de que entren en un estado estable.

La presente invencion se puede materializar en un nodo de red de un sistema de comunicaciones, que comprende en general un planificador de paquetes y un controlador de admision. En particular, la presente invencion se puede materializar en dicho nodo de red por medio de una unidad de determinacion de tasas de errores de paquete, la cual determina la tasa de errores de paquete Pj del canal de comunicaciones j usado para una transmision adicional de paquetes de datos desde el nodo de red, por medio de una unidad de determinacion de velocidades de bits, la cual determina la velocidad de bits Rj de dicho canal, por medio de un temporizador, el cual determina un tiempo de llegada actual t de un paquete de datos al nodo de red, a traves de unos medios de evaluacion, que evaluan

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parametros de control I, S, N, Rh, R1, D, T proporcionados por paquetes de datos de control SCP, ACP insertados en un flujo de trafico de paquetes de datos, por medio de una unidad de calculo, que calcula plazos Kmite de entrega, y por medio de una primera cola EDF, que recibe paquetes de datos a planificar de acuerdo con sus plazos limite.

En otra realizacion, la primera cola EDF puede contener una unidad de ordenacion, la cual ordena paquetes de datos en la primera cola EDF, y la cual asigna plazos Kmite de entrega calculados, como indicaciones de tiempo, a estos paquetes de datos. La unidad de ordenacion funciona de acuerdo con una estrategia del tipo en primer lugar el plazo limite mas cercano.

Ademas, el nodo de red puede incluir una unidad de determinacion, la cual determina un caudal disponible actualmente V, por ejemplo, de acuerdo con el metodo descrito previamente. Unos medios de decision admiten un flujo de trafico entrante o un subflujo continuo de paquetes de datos para un procesamiento en tiempo real despues de que hayan comprobado requisitos de caudal proporcionados por parametros de control de admision y el caudal disponible V. Adicionalmente, los medios de decision pueden incluir, por ejemplo, una funcion de ganancia a traves de una tabla de consulta con el fin de escoger una tasa de caudal mas valiosa desde el punto de vista monetario, para un flujo de trafico o un subflujo continuo. Los medios de decision pueden admitir o rechazar un procesamiento en tiempo real de paquetes de datos de acuerdo con el metodo descrito anteriormente.

Una segunda cola FIFO puede recibir paquetes de datos, que son rechazados para un procesamiento en tiempo real. Una unidad de transferencia construye una interfaz para una distribucion de paquetes de datos, subflujos continuos o flujos de trafico hacia la cola apropiada, es decir, un subflujo continuo rechazado hacia la segunda cola FIFO, y un subflujo continuo admitido hacia la primera cola EDF.

Una interfaz de salida puede priorizar todas las colas de acuerdo con el metodo ya descrito.

El nodo de red puede incluir adicionalmente una unidad de adaptacion para la adaptacion de por lo menos un paquete de datos de carga util. La adaptacion se puede realizar para paquetes de datos contenidos en la primera cola EDF, o tambien para paquetes de datos que llegan al nodo de red. Ademas, el nodo de red puede incluir un gestor de violaciones de plazos limite, que monitoriza plazos limite de entrega de paquetes de datos de carga util ordenados en la primera cola EDF, y que inicia una adaptacion de paquetes de datos de carga util en el caso de una violation de un plazo limite de entrega con el fin de volver a un estado estable del sistema. La adaptacion tambien se puede activar a traves de los medios de decision, por ejemplo, basandose en una funcion de ganancia con el fin de optimizar el beneficio del operador.

En otra realizacion preferida, se realiza un control de admision y planificacion de paquetes en una estacion base de radiocomunicaciones de una red celular de acceso de radiocomunicaciones por conmutacion de paquetes.

Alternativamente, la invention tambien se puede usar en aplicaciones ejecutadas sobre terminales de usuario final.

En otra realizacion, la presente invencion se puede implementar como un programa de ordenador (denominado tambien aplicacion) o un producto de programa de ordenador para su uso con un dispositivo de procesamiento tal como un ordenador, un telefono movil u otro dispositivo de comunicaciones. La entrega del programa de ordenador a dicho dispositivo de procesamiento se puede realizar, entre otras alternativas, mediante dispositivos de memoria de solo lectura ROM, los denominados discos CD-ROM, discos flexibles, discos duros, a traves de un medio de comunicaciones como una red, a traves de un modem o por radiocomunicaciones a traves de una interfaz aerea.

Ademas de un funcionamiento normal del dispositivo de procesamiento, partes de codigo de software de programa de ordenador, respectivamente el producto de programa de ordenador por su programa almacenado, realizan una planificacion y/o un control de admision de paquetes, si el programa de ordenador se ejecuta en el dispositivo de procesamiento.

En general, dicho programa de ordenador lleva a cabo, durante la ejecucion, instrucciones en el sentido del metodo antes descrito para la planificacion y/o el control de admision de paquetes.

En particular, para el control de admision las partes de codigo de software del programa de ordenador, que se carga en una memoria de un ordenador digital y se ejecuta en este ultimo, llevan a cabo en primer lugar la etapa de detectar un paquete de control de admision ACP en un flujo continuo de paquetes de datos. Esto se puede realizar comparando una estructura conocida del paquete de control de admision ACP con una estructura de un paquete de datos recibido actualmente. Si se encuentra un paquete de control de admision ACP, se leen sus parametros de control Rh, R1. En la siguiente etapa, un caudal disponible V en el dispositivo de procesamiento se calcula como una diferencia de un caudal total Vmax que puede gestionar el dispositivo de procesamiento y que se proporciona como un valor fijo a la aplicacion, y un caudal ocupado actualmente, el cual puede ser proporcionado por el dispositivo de procesamiento, por ejemplo, mediante mediciones de la capa de enlace. En una etapa adicional, el programa de ordenador compara el caudal requerido R1 con el caudal disponible V. Si el caudal disponible V es menor que el

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caudal requerido R1, el subflujo continuo que pertenece al paquete de control de admision ACP se rechaza. En cualquier otro caso, se escoge un valor de caudal de entre un intervalo proporcionado por el caudal requerido R1 y un segundo valor de caudal. Dicho segundo valor de caudal es el mlnimo del caudal disponible V y el caudal deseado mas alto Rh. En otra realizacion, el segundo valor de caudal se proporciona como se ha descrito previamente a partir del dispositivo de procesamiento mediante una funcion de ganancia. Despues de la eleccion de dicho valor de caudal, el subflujo continuo se admite para un procesamiento en tiempo real.

En otra realizacion, las partes de codigo de software que llevan a cabo el control de admision generan un paquete de control de admision modificado, el cual comprende capacidades de caudal como Vmax y V del dispositivo de procesamiento. Dicho paquete de control de admision modificado se envla de vuelta a lo largo del trayecto de transmision del subflujo continuo debido a los motivos descritos previamente.

Partes de codigo de software adicionales del programa de ordenador o, alternativamente, partes de codigo de software de otro programa de ordenador llevan a cabo una ejecucion de una planificacion de paquetes. En primer lugar, se detecta un paquete de control de sincronizacion en un flujo continuo de paquetes de datos. A continuacion, se leen sus parametros de control de sincronizacion N, I y S. Para cada paquete de datos de carga util que pertenece a una entidad de sincronizacion SE a la que remite el paquete de control de sincronizacion SCP, se calcula un plazo llmite de entrega despues de que se determinen, por ejemplo, mediante mediciones o mediante rutinas de interrogacion secuencial desde el dispositivo de procesamiento, una tasa de errores de paquete de un canal de transmision j que se preve para una transmision de paquetes de datos de carga util desde la aplicacion de planificacion de paquetes, una velocidad de bits de dicho canal, y un valor de temporizador t, que indica un tiempo de llegada actual de paquetes de datos de carga util a dicha aplicacion. Los paquetes de datos de carga util se ordenan en el orden de sus plazos llmite en una cola EDF, la cual proporciona una indicacion de tiempo para cada intervalo de paquete de datos. Cada indicacion de tiempo de un intervalo se fija individualmente al plazo llmite de entrega calculado de ese paquete de datos ordenado en el intervalo.

En otra realizacion preferida, se calculan plazos llmite de entrega unicamente para aquellos paquetes de datos que se admiten para un procesamiento en tiempo real.

Los paquetes de datos que son rechazados para un procesamiento en tiempo real por el programa de ordenador se pueden ordenar en una segunda cola FIFO con el fin de ser procesamientos de acuerdo con una estrategia del mejor esfuerzo.

Ademas, el programa de ordenador puede dar instrucciones al dispositivo de procesamiento para llevar a cabo una priorizacion de ambas colas durante lecturas de paquetes de datos con el fin de favorecer el procesamiento de paquetes de datos admitidos para un procesamiento en tiempo real.

En otra realizacion, partes de codigo de software del programa de ordenador dan instrucciones al dispositivo de procesamiento para monitorizar los plazos llmite de entrega de paquetes de datos de carga util ordenados en la primera cola EDF mediante la comparacion de un valor de tiempo real que proporciona un tiempo o bien absoluto o bien relativo con los plazos llmite de entrega almacenados en las indicaciones de tiempo. Al realizar esto, el programa de ordenador puede detectar violaciones de plazos llmite de entrega. En otra etapa, se puede llevar a cabo una adaptacion de paquetes de datos de carga util de la primera cola EDF, o alternativamente, la misma se puede solicitar a partir de una aplicacion independiente.

Con el fin de gestionar tambien flujos continuos de paquetes de datos que utilizan cifrado de datos de carga util u otros mecanismos de seguridad, el programa de ordenador puede proporcionar partes de codigo de software para leer parametros de control de sincronizacion y/o parametros de control de admision a partir del encabezamiento de un protocolo de red subyacente, de manera adicional o alternativa a la lectura de los mismos a partir de un propio paquete de datos SCP ACP.

Aunque la invencion se ha descrito en relacion con lo que se considera actualmente como realizaciones practicas y preferidas, la misma no se limita a las realizaciones dadas a conocer, sino, por el contrario, pretende abarcar varias modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   datos en un sistema de

   numero de parametros de

   control de admision, estando el paquete de control de admision insertado en el flujo continuo de paquetes de datos,

   - leer (20) a partir de dicho primer paquete de control de admision, ACP, al menos un parametro de control de admision que indica un caudal, R1, requerido para un procesamiento de un subflujo continuo del flujo continuo de paquetes de datos de los paquetes de datos relacionados con el primer paquete de control de admision, ACP,

   - determinar (40) un caudal disponible actualmente, V,

   - comparar (50) el caudal disponible actualmente, V, con el caudal requerido, R1,

   - admitir (80) el procesamiento en tiempo real del subflujo continuo, si el caudal disponible actualmente, V, es mayor o igual que el caudal requerido.
2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que

   - la etapa de leer el por lo menos un parametro de control de admision comprende la lectura de un caudal maximo (Rh),

   con la etapa adicional de

   - escoger para el subflujo continuo un caudal entre el caudal requerido mlnimo (R1) y un mlnimo del caudal maximo (Rh) y el caudal disponible actualmente (V).
3. 3. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o con la reivindicacion 2, en el que el subflujo continuo si es admitido para el procesamiento en tiempo real es enviado a un planificador de paquetes para el procesamiento en tiempo real.
4. 4. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 3, con la etapa adicional de:

   - determinar un plazo llmite de entrega para un paquete de datos de carga util del subflujo continuo admitido para el procesamiento en tiempo real,

   - ordenar el paquete de datos de carga util dentro de una primera cola (EDF), y

   - establecer una indication de tiempo, que esta relacionado con el paquete de datos de carga util ordenado en la primera cola (EDF), al plazo llmite de entrega determinado.
5. 5. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o con la reivindicacion 2, en el que

   - el subflujo continuo si no es admitido para el procesamiento en tiempo real es enviado a un planificador de paquetes para el procesamiento en tiempo no real.
6. 6. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 5, con la etapa adicional de

   - ordenar los paquetes de datos del subflujo continuo rechazados para su procesamiento en tiempo real en su orden de aparicion en una segunda cola (FIFO).
7. 7. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, con la etapa adicional de

   - generar y devolver, desde un controlador de admisiones (AC) a lo largo del trayecto de transmision del subflujo continuo, un paquete de control de admision modificado que comprende parametros de capacidad de caudal de dicho controlador de admisiones (AC).
8. 8. El metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, con la etapa adicional de

   - recibir al menos uno de los parametros de control de admision a partir de un encabezamiento de un protocolo de red subyacente.
9. 9. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, con la etapa adicional de

   - procesar adicionalmente los paquetes de datos de la primera cola (EDF) de acuerdo con sus plazos llmite de entrega, y

   1. Un metodo para procesar en tiempo real un flujo continuo de paquetes de comunicaciones, con las etapas de

   - recibir (10) un primer paquete de control de admision, ACP, que incluye un

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   - procesar adicionalmente los paquetes de datos de la segunda cola de acuerdo con una estrategia de tipo primero en entrar - primero en salir.
10. 10. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, con la etapa adicional de

    - priorizar por medio de una interfaz de salida para el procesamiento adicional de paquetes de datos contenidos en la primera cola (EDF) y paquetes de datos contenidos en la segunda cola (FIFO).
11. 11. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, con la etapa adicional de

    - detectar una violacion de plazo llmite comparando repetidamente, para paquetes de carga util ordenados en la primera cola (EDF), su tiempo real pasado en dicha primera cola con sus plazos llmites de acuerdo con sus indicaciones de tiempo.
12. 12. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 11, con la etapa adicional de

    - realizar, despues de detectar la violacion del plazo llmite, una adaptacion de por lo menos un paquete de datos de carga util de la primera cola (EDF).
13. 13. Un nodo de red en un sistema de comunicaciones para procesar un flujo continuo de paquetes de datos, que comprende:

    - unos medios de lectura para leer (20) al menos un parametro de control de admision incluido en al menos un paquete de control de admision, ACP, insertado en el flujo continuo de paquetes de datos, al menos un parametro de control de admision indicando un caudal, R1, requerido para un procesamiento en tiempo real de un subflujo continuo del flujo de paquetes de datos de los paquetes de datos relacionados con el primer paquete de datos de control de admision, ACP,

    - una unidad de determinacion para determinar (40) un caudal disponible actualmente, V, del nodo de red,

    - unos medios de comparacion para comparar (50) el caudal disponible actualmente, V, con el canal requerido, R1, y

    - unos medios de decision para decidir (80), si el canal disponible actualmente, V, es mayor o igual que el caudal requerido, R1, para admitir en el nodo de red el procesamiento en tiempo real del subflujo continuo.
14. 14. El nodo de red de acuerdo con la reivindicacion 13, que comprende ademas

    - una primera cola (EDF) para paquetes de datos que son admitidos para un procesamiento en tiempo real,

    - una segunda cola (FIFO) para paquetes de datos que no se admiten para un procesamiento en tiempo real,

    - una unidad de transferencia para reenviar un flujo de trafico de paquetes de datos despues de una decision positiva por parte de los medios de decision hacia la primera cola (EDF) o despues de una decision negativa hacia la segunda cola (FIFO).
15. 15. El nodo de red de acuerdo con la reivindicacion 13 o 14, que comprende ademas

    - una interfaz de salida (OI) que prioriza las colas y que lee paquetes de datos de las colas.
16. 16. El nodo de red de acuerdo con la reivindicacion 13, 14 o 15, que comprende ademas

    - una unidad calculadora para los calculos de los plazos llmites para los paquetes de datos.
17. 17. El nodo de red de acuerdo con la reivindicacion 16, en el que la primera cola (EDF) incluye una unidad de ordenacion para ordenar paquetes de datos de acuerdo con sus plazos llmite en la primera cola (EDF), dicha unidad de ordenacion siguiendo una estrategia del tipo en primer lugar el plazo llmite mas cercano, y en el que dicha unidad de ordenacion establece indicaciones de tiempo de la primera cola (EDF) de acuerdo con plazos llmite calculados.
18. 18. El nodo de red de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 o 17, que comprende ademas

    - un gestor de violaciones de plazos llmite para monitorizar plazos llmite de paquetes de datos, para una deteccion de por lo menos una violacion de plazo llmite, y para un inicio de una adaptacion de por lo menos un paquete de datos, y

    - una unidad de adaptacion para la adaptacion de por lo menos un paquete de datos.
19. 19. El nodo de red de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, que incluye ademas una estacion base de radiocomunicaciones para recibir y transmitir el trafico de paquetes de datos.
20. 20. Un programa de ordenador, cargable en una memoria de un ordenador digital, que comprende partes de codigo de software para realizar las etapas del metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, cuando se ejecuta mediante el ordenador digital.